11 Número de publicación: Int. Cl.: 74 Agente: Carpintero López, Francisco

Transcripción

1 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 Número de publicación: Int. Cl.: B31F 1/28 ( ) B24B 19/02 ( ) 12 TRADUCCIÓN DE PATENTE EUROPEA T3 86 Número de solicitud europea: Fecha de presentación : Número de publicación de la solicitud: Fecha de publicación de la solicitud: Título: Cilindro estriado así como procedimiento para su fabricación. 73 Titular/es: BHS Corrugated Maschinen- und Anlagenbau GmbH Paul-Engel-Strasse Weiherhammer, DE 45 Fecha de publicación de la mención BOPI: Inventor/es: Reich, Heribert; Gnan, Alfons; Kamm, Thomas; Bradatsch, Edmund y Städele, Norbert 45 Fecha de la publicación del folleto de la patente: Agente: Carpintero López, Francisco ES T3 Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. Pº de la Castellana, Madrid

2 DESCRIPCIÓN Cilindro estriado así como procedimiento para su fabricación La invención se refiere a un cilindro estriado, en especial para instalaciones de cartón ondulado, así como a un procedimiento de fabricación del mismo. En la fabricación de cartón ondulado se emplean pares de cilindros estriados para fabricar de una banda de papel lisa una banda ondulada, tal como se conoce por ejemplo del documento DE A1. A fin de mantener constante por todo el ancho la presión lineal entre dos cilindros estriados de mayor anchura, en la práctica se provee por lo menos un cilindro de un abombado, es decir, el cilindro presenta un diámetro que aumenta continuamente desde ambos extremos hacia el centro. Se ha observado que el comportamiento de entrada de una banda de papel no es uniforme en pares de cilindros estriados de los cuales por lo menos un cilindro estriado presenta un abombado, por lo que se producen pliegues en la fabricación de cartón ondulado. El objetivo de la invención consiste en crear un cilindro ondulado y un procedimiento para la fabricación del mismo que esté configurado de tal manera que la entrada de una banda de papel en la zona de contacto entre dos cilindros estriados sea lo más uniforme posible. Este objetivo se consigue por medio de las características de las reivindicaciones 1 y 8. La idea base de la invención consiste en configurar un cilindro estriado de tal manera que el comportamiento de curvatura de las cabezas de estría sea uniforme por todo el ancho del cilindro estriado, incluso cuando este presente un abombado. Esto significa que el contorno exterior de las cabezas de estría y, en caso dado, también partes de los flancos de una estría colindantes a las cabezas de estría estén configurados de forma idéntica incluso cuando existe un abombado. Otras configuraciones ventajosas de la invención se desprenden de las reivindicaciones dependientes. Características adicionales y detalles de la invención se desprenden de la descripción de un ejemplo de realización con referencia a los dibujos. En las figuras se muestran: Fig. 1 Par de cilindros estriados de una máquina de acuerdo con la invención para la fabricación de cartón ondulado. Fig. 2 Vista en sección transversal de los cilindros estriados según la figura Fig. 3 Detalle a escala aumentada de la zona de contacto de los cilindros estriados según la figura 2. Fig. 4 Par de cilindros estriados en el cual un cilindro estriado presenta un abombado no representado a escala exacta. 40 Fig. 5 Desarrollo ideal del estriado de un cilindro estriado. Fig. 6 Detalle a escala aumentada de un corte a través de un cilindro estriado con abombado según el estado de la técnica. 45 Fig. 7 Dispositivo de rectificado para el rectificado de cilindros estriados. Fig. 8 Vista en sección transversal según la línea de corte VIII - VIII en la figura Fig. 9 Detalle a escala aumentada de la zona de contacto entre la muela y la pieza en bruto de cilindro estriado según la figura 8. Fig. 10 Vista en sección transversal a través del centro de un cilindro estriado rectificado conforme a la invención Fig. 11 Vista a escala aumentada de un detalle del estriado del cilindro estriado según la figura 10. Fig. 12 Vista a escala aumentada de un detalle de una sección transversal a través del centro de un cilindro estriado rectificado conforme a la invención en la zona del abombado máximo. El tipo de construcción base de una máquina para la fabricación de cartón ondulado se conoce del documento DE A1 (corresponde a US nº de serie 09/ ), en especial de la figura 1 de dicho documento a la que se remite. La máquina para la fabricación de cartón ondulado presenta un cilindro 1 estriado inferior y un cilindro 2 estriado superior. Los cilindros estriados 1 y 2 presentan en sus extremos ejes 3 y 4 sobresalientes con los correspondientes ejes de giro 5 y 6 paralelos entre sí. Están provistos en sus superficies cilíndricas de estrías 7 y 8 que se extienden en paralelo a los ejes 5, 6 y están entrelazadas en una zona de contacto 9. El cilindro 2 estriado superior está accionado en una dirección de giro 10 por medio de un accionamiento 11, mientras que el cilindro 1 estriado inferior es arrastrado en una dirección de giro 12. En la zona de contacto 9 entra una banda 13 de papel que se transforma por medio de las estría 7, 8 en una banda ondulada 14. Dispuesto en dirección de giro 10 ó 12, respectivamente, detrás de la zona de contacto 9 se encuentra un dispositivo de encolado, descrito con más detalle 2

3 en el documento DE A1 (corresponde a US nº de serie 09/ ), para encolar las puntas de la banda ondulada 14 y, además, un dispositivo de presión para presionar una capa contracolada contra la banda ondulada 14 encolada Los cilindros estriados 1 y 2 pueden ser presionados uno contra otro, tal como se conoce por ejemplo del documento DE A1, figura 2 de este documento, a fin de generar una presión de contacto lineal predeterminada en la zona de contacto 9 que debe ser lo más uniforme posible en todo el ancho del cilindro estriado. A partir de cierto ancho de los cilindros estriados, a causa del peso propio y de la flexión resultante ya no es posible conseguir una fuerza de presión lineal predeterminada presionando los apoyos de los ejes 3 y 4 uno contra otro. Por este motivo se provee por lo menos uno de los cilindros estriados 1, 2, en el presente caso el cilindro 1 estriado inferior, de un llamado abombado. Esto significa que el diámetro del cilindro estriado 1 aumenta continuamente desde ambos extremos hacia el centro. Con un ancho del cilindro estriado 1 de B = 3,30 m resulta para el abombado, que se obtiene de la diferencia del diámetro D M del cilindro estriado 1 en el centro y del diámetro D E del cilindro estriado 1 en el extremo, un valor de aproximadamente 4 mm. Esto significa que el perímetro del cilindro estriado 1 en el centro es aproximadamente 2π(D M -D E ) /2 12,6 mm mayor. La diferencia entre el cilindro estriado 2 y el cilindro estriado 1, provisto de un abombado, se muestra en la figura 4 a escala no exacta. Las estrías 7 y 8 presentan un desarrollo ideal representado con más detalle en la figura 5. Cada estría 7, 8 presenta una cabeza 15 de estría radialmente sobresaliente que tiene en la vista en sección transversal en la figura 5 una curvatura predeterminada constante con un radio de curvatura R K. La curvatura de la cabeza 15 de estría es convexa en relación con los ejes de giro 5 y 6, respectivamente. La cabeza 15 de estría presenta en el punto más alto una línea 16 de cresta. Cada cabeza 15 de estría está configurada de forma inversamente simétrica respecto a un plano de simetría que discurre a través de la línea 16 de cresta y corta de forma perpendicular los ejes de giro 5 y 6, respectivamente. Cada cabeza 15 de estría está limitada a ambos lados por medio de un flanco 17 en lo esencial recto que se extiende aproximadamente desde el extremo del cuarto superior de la altura H del estriado hasta el principio del cuarto inferior de H. A cada flanco 17 sigue una base 18 de estría cóncava en relación con los ejes de giro 5 y 6, respectivamente. La base 18 de estría tiene una curvatura predeterminada constante con un radio de curvatura R F. El radio de curvatura R K es inferior al radio de curvatura R F. Esto resulta de que entre una cabeza 15 de estría de un cilindro estriado y una base 18 de estría de otro cilindro estriado opuesto debe mantenerse un intersticio para alojar la banda ondulada 14. La diferencia entre R F y R K depende del grosor del papel, del tipo de papel y de otros parámetros y se encuentra frecuentemente entre 0,1 mm y 0,8 mm, en especial entre 0,28 mm y 0,51 mm. Las estrías 7, 8 se extienden por el ancho de los cilindros estriados 1 y 2 en paralelo entre sí y en paralelo a los ejes de giro 5 y 6, respectivamente, de los mismos. Además, las estrías 7, 8 están distribuidas uniformemente por el perímetro de las superficies laterales de los cilindros estriados 1 y 2. La distancia entre cabezas 15 de estría adyacentes se denomina como paso T. A cada paso T está asignado un ángulo de paso Φ T que encierran entre sí cabezas 15 de estría adyacentes respecto al eje de giro 5 y 6 correspondiente. El ángulo de paso Φ T es constante en cada cilindro estriado 1 y 2, no teniendo que ser el ángulo de paso del cilindro estriado 1 idéntico con el ángulo de paso del cilindro estriado 2. La configuración de las estrías 7, 8 representada en la figura 5 corresponde al desarrollo ideal en un cilindro no abombado. Una investigación detallada del comportamiento de entrada de una banda 13 de papel en la zona de contacto 9 entre los dos cilindros estriados 1,2, llevada a cabo por los inventores, ha demostrado que las cabezas 15 de estría en la zona de entrada 19, representada en la mitad izquierda de la figura 3, determinan esencialmente el comportamiento de entrada. Antes de que la banda 13 de papel se moldee por presión en la zona de contacto 9 en forma de la banda ondulada 14, esta se tensa en la zona 19 de entrada entre las cabezas 15 de estría entrelazadas de los cilindros estriados 2, 1 superior e inferior sin que la banda 13 de papel entre en contacto con las bases 18 de estría en la zona de entrada 19. De lo anteriormente expuesto resulta que el comportamiento de entrada de la banda 13 de papel a lo largo del ancho de los cilindros estriados 1, 2 depende esencialmente de la configuración correcta de las cabezas 15 de estría conforme al desarrollo ideal representado en la figura 5, y no tanto de la configuración de las bases 18 de estría en ambos cilindros estriados 1 y 2, es decir, también en el cilindro estriado 1 abombado. En la figura 6 se muestra la vista en corte a través del centro de un cilindro estriado abombado según el estado de la técnica. Los símbolos de referencia en la figura 6 sirven sólo para identificar las piezas con la misma función en comparación con la máquina conforme a la invención para la fabricación de cartón ondulado, descrita con referencia a las figuras 1 a 5. Como referencia de que la figura 6 muestra un cilindro estriado conforme al estado de la técnica, en la figura 6 se emplean los mismos símbolos de referencia como en el ejemplo de realización conforme a la invención para piezas con funciones idénticas, pero provistos de un apóstrofe. La línea continua en el extremo superior del cilindro estriado 1 en la figura 1 muestra el contorno exterior real de las estrías 7 en la zona del centro de un cilindro estriado 1 abombado. La línea discontinua muestra el desarrollo ideal 20 de las estrías según la figura 5. Las bases 18 de las estrías corresponden también en el centro del cilindro estriado 1, es decir en la zona con el diámetro máximo, al desarrollo ideal según la figura 5. Pero las cabezas 15 de estría están configuradas de forma demasiado ancha, tal como muestra su posición sobresaliente frente a la línea discontinua del desarrollo ideal 20. Esto es debido al procedimiento de rectificado empleado según el estado de la técnica. Según el estado de la técnica se emplea una muela giratoria con un talón anular radialmente sobresaliente cuyo contorno exterior corresponde al contorno de la base 18 de estría a rectificar. Cada borde entrante a ambos lados del talón anular de la muela rectifica los dos flancos 17 adyacentes a la base 18 de estría a rectificar y la mitad de las cabezas 15 de estría. A continuación se gira el cilindro estriado a rectificar en un ángulo de paso Φ T predeterminado y se repite el mismo proceso. Debido al abombado del cilindro estriado 1, el perímetro del cilindro estriado 1 en el centro en comparación con sus extremos es, tal como se ha explicado en el ejemplo inicialmente mencionado, por ejemplo en 12,6 mm superior, de modo que 3

4 resulta un ensanchamiento de cada cabeza 15 de estría de 12,6 mm dividido por el número de estrías 7. El paso T, es decir, la distancia entre líneas 16 de cresta adyacentes, es mayor debido al centro del cilindro estriado 1 abombado que en las dos zonas laterales. Esta es la causa del ensanchamiento de las cabezas 15 de estría en el procedimiento de rectificado según el estado de la técnica. Ya que las cabezas de estría del cilindro estriado inferior no coinciden exactamente con las cabezas de estría del cilindro estriado superior a lo largo del ancho total del cilindro estriado, el comportamiento de entrada de la banda 13 de papel en la zona 19 de entrada no es uniforme y como consecuencia se forman pliegues que empeoran claramente la calidad del cartón ondulado fabricado. A continuación se explica con referencia a las figuras 7 a 9 un procedimiento de rectificado conforme a la invención para rectificar cilindros estriados. Un dispositivo 21 de rectificado presenta un bastidor 22 de máquina con dos montantes 23 verticales opuestos entre los cuales están fijadas dos barras 24 de guía que discurren en paralelo entre sí. Un carro 25 está guiado de forma desplazable en las barras 24 de guía. El carro 25 es desplazable de forma accionada sobre las barras 24 de guía, por ejemplo por medio de un accionamiento de husillo con una configuración apropiada de las barras 24 de guía o un accionamiento de cremallera, también con una configuración apropiada de las barras 24 de guía. En el carro 25 está fijada una muela 27, provista de un eje 26 y apoyada de forma giratoria. La muela 27 está apoyada de manera ajustable en altura en guías laterales 29 apropiadas, de modo que la fuerza de presión de la muela 27 contra un objeto a rectificar es constante durante un desplazamiento del carro 25 sobre las barras 24 de guía. La muela 27 se acciona de forma giratoria por medio de un accionamiento 30 representado de forma esquemática. Debajo de las barras 24 de guía están fijados en el bastidor 22 de máquina dos caballetes 31 de apoyo entre los cuales está apoyada de forma giratoria una pieza en bruto 24 de cilindro estriado a rectificar. Por medio de un accionamiento 32, que actúa junto con la pieza en bruto 41, es posible girar la pieza en bruto 41 cada vez en ángulos de paso Φ T constantes. Como se muestra a escala aumentada en la figura 9, la muela 27 presenta dos talones anulares 33, 34 radialmente sobresalientes respecto al eje 26, que discurren en paralelo entre sí, entre los cuales está prevista una entalladura 35 anular radialmente entrante. Los talones anulares 33 y 34 se componen, con referencia a la línea de contorno de distancia máxima desde el eje 26, de mitades 36 dirigidas a la entalladura 35, así como de mitades 37 opuestas a la misma. La entalladura 35 corresponde junto con las mitades 36 colindantes exactamente al contorno negativo de una estría 7, 8 ideal representada en la figura 5, es decir, a una cabeza 15 de estría de las dos estrías 7, 8 ideales representadas, es decir, a una cabeza 15 de estría, a los dos flancos 17 colindantes y a una mitad respectiva de una base 18 de estría. Las dos mitades exteriores 37 de la muela 27 pasan respectivamente a secciones 38 exteriores cilíndricas cuya distancia del eje 26 es igual a la distancia del punto 39 más profundo de la entalladura 35, o con preferencia ligeramente inferior. El contorno exterior de la mitad 37 es ligeramente más estrecho en comparación con el contorno exterior de la mitad 36, de modo que las dos mitades 36 y 37 no son especularmente simétricas con respecto a la línea central 40. Según el procedimiento de rectificado conforme a la invención se sujeta una pieza en bruto 41 de cilindro estriado en los caballetes 31 de apoyo. En función de la altura H de las estrías a rectificar, es decir, de la diferencia de radios entre una línea 16 de cresta y el punto más profundo de una base 18 de estría adyacente, se parte de piezas en bruto con una superficie lateral 42 no estructurada o de piezas en bruto 41 con un estriado en bruto. La pieza en bruto 41 puede presentar un abombado. Para el proceso de rectificado propiamente dicho, la muela 27 giratoria desciende sobre la pieza en bruto 41 y se desplaza sobre la pieza en bruto 41 a lo largo de una dirección longitudinal 43 que discurre en paralelo al eje 44 longitudinal central de la pieza en bruto 41. Cuando la pieza en bruto 41 presenta un abombado, la muela 27 se desplaza en la guía 29 hacia arriba. Gracias a la configuración anteriormente descrita de la muela 27 se rectifica por todo el ancho del cilindro estriado durante un proceso de rectificado una cabeza 15 de estría junto con los flancos 17 correspondientes y partes de las bases 18 de estría adyacentes que respecto a su forma corresponden a la estría ideal representada en la figura 5. En la figura 8 se muestra un proceso de rectificado en el cual se rectifica una pieza en bruto 41 con una superficie lateral 42 lisa. En el detalle representado a escala aumentada en la figura 9 se rectifica una pieza en bruto 41 con un estriado en bruto existente en la superficie lateral 42, por lo que tanto a la izquierda como a la derecha de la muela 27 existen cabezas 15 de estría. Después del rectificado de una cabeza 15 de estría, la muela 27 se levanta y se retira y la pieza en bruto 41 avanza girando por el ángulo de paso Φ T. A continuación se rectifica la siguiente estría hasta que en toda la superficie lateral 42 esté formado un estriado uniforme. Además de lo anteriormente expuesto, el procedimiento de rectificado conforme a la invención tiene grandes ventajas respecto al desgaste de la muela 27 durante el rectificado. En la muela conforme al estado de la técnica, que presenta un talón anular para rectificar una base de estría, el talón anular de la muela se vuelve cada vez más delgado, ya que el mayor desgaste se produce en la zona de los flancos. Durante el rectificado posterior de la muela es preciso eliminar todo el material en la zona marginal del talón anular a fin de generar nuevamente un talón anular que corresponde a la forma de una base de estría. En la muela 27 de acuerdo con la invención se mantienen en gran medida los talones anulares 33, 34, ya que el mayor desgaste tiene lugar en la zona de los flancos de la entalladura anular 35, de modo que la muela se rectifica en cierta medida a sí misma. Además, sobre todo en piezas en bruto con un estriado en bruto se consigue un autocentrado de la muela 27 sobre el estriado. A continuación se describe más detalladamente el resultado del procedimiento de rectificado conforme a la invención en un cilindro estriado abombado con referencia a las figuras 10 a 12. En la figura 10 se muestra la vista en corte perpendicular al eje 44 longitudinal central a través de un cilindro estriado abombado completamente rectificado, representando el estriado exterior 45 el estriado en la zona central del cilindro estriado. El estriado interior 46 4

5 representado corresponde a la proyección del estriado en uno de los extremos del cilindro estriado a lo largo del eje 44 longitudinal central al plano 47 de corte. En el detalle a escala aumentada en la figura 11 puede apreciarse que las cabezas 15 de estría del estriado exterior 45 representado en la figura 11, es decir en la zona del abombado máximo, y del estriado interior 46 representado, es decir en la zona marginal del cilindro estriado, están configuradas de la misma manera y presentan una línea 16 de cresta que se encuentra en un plano en el cual se encuentra también el eje 44 longitudinal central. Por lo tanto, el comportamiento de entrada de la banda 13 de papel, determinado por las cabezas 15 de estría y representado en la figura 3, es uniforme en todo el ancho del cilindro estriado, por lo que no se forman pliegues. Las bases 18 de estría del estriado interior 46 están configuradas también de forma ideal conforme a la representación en la figura 5. Las bases 18 de estría del estriado exterior 45 presentan una sección central 48 aplanada cuyo ancho corresponde a la diferencia del perímetro debido al abombado, en este ejemplo 12,6 mm dividido por el número de estrías. Por lo tanto, las bases 18 de estría del estriado exterior 45 no corresponden al desarrollo ideal según la figura 5. Pero esto carece de importancia respecto al comportamiento de entrada de una banda 13 de papel, ya que la entrada está determinada por las cabezas 15 de estría, tal como se ha explicado anteriormente. En la figura 12 se muestra la vista en corte a través de un cilindro estriado rectificado conforme a la invención, por ejemplo un cilindro estriado 1, según el plano de corte 47. La vista en corte permite una comparación con el cilindro estriado rectificado según el estado de la técnica, representado en la figura 6. La línea continua superior muestra el desarrollo real del estriado. La línea discontinua representa el desarrollo ideal del cual existen desviaciones en la zona de abombado máximo. Las cabezas 15 de estría corresponden al desarrollo ideal, las bases 18 de estría están configuradas en comparación demasiado anchas. Esto es válido también para la parte inferior de los flancos 17. En todos los dibujos no se muestran a escala exacta el abombado y las desviaciones de la forma ideal originadas por los diferentes procedimientos de rectificado

6 REIVINDICACIONES Procedimiento para la fabricación de cilindros estriados, en especial para instalaciones de cartón ondulado, que comprende los siguientes pasos: a. proporcionar una pieza en bruto (41) de cilindro estriado, que presenta un abombado, con un eje (44) longitudinal central, una dirección longitudinal (43) que discurre en paralelo a este y una superficie lateral (42), b. proporcionar un dispositivo (21) de rectificado para rectificar en la superficie lateral (42) estrías (7, 8) que discurren a lo largo de la dirección longitudinal (43), i. componiéndose las estrías (7, 8) de cabezas (15) de estría y bases (18) de estría uniformemente distribuidas y dispuestas de forma alternativa en la superficie lateral (42) y c. rectificar cabezas (15) de estría en la superficie lateral (42) con el dispositivo (21) de rectificado, i. teniendo cada cabeza (15) de estría en la sección transversal la misma curvatura a lo largo de la dirección longitudinal (43). 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque la pieza en bruto (41) de cilindro estriado presenta a lo largo de la dirección longitudinal (43) un diámetro diferente. 3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque en el dispositivo (21) de rectificado se emplea una muela (27) desplazable a lo largo de la dirección longitudinal (43). 4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3 caracterizado porque se emplea una muela (27) con dos talones (33, 34) anulares radialmente sobresalientes y con una entalladura anular (35) radialmente entrante dispuesta entre los mismos. 5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4 caracterizado porque la sección transversal de la entalladura anular (35) corresponde a la curvatura de las cabezas (15) de estría. 6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3 caracterizado porque la muela (27) se aproxima durante el rectificado a la superficie lateral (42) de la pieza en bruto (41) de cilindro estriado. 7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el dispositivo (21) de rectificado rectifica una parte de las dos bases (18) de estría colindantes cuando rectifica las cabezas (15) de estría. 8. Cilindro estriado, en especial para una instalación de cartón ondulado, a. con un cuerpo base cilíndrico de cilindro estriado que presenta un eje (44) longitudinal central, una dirección longitudinal (43) que discurre en paralelo a este y una superficie lateral (42) y b. con estrías (7, 8) previstas en la superficie lateral (42), uniformemente distribuidas en el perímetro de la misma, que discurren a lo largo de la dirección longitudinal (43), i. componiéndose las estrías (7, 8) de cabezas (15) de estría radialmente sobresalientes y de bases (18) de estría radialmente entrantes dispuestas de forma alternativa que discurren en lo esencial en paralelo entre sí, caracterizado porque c. las cabezas (15) de estría presentan a lo largo de la dirección longitudinal (43) cada una la misma curvatura en la sección transversal y d. el cilindro estriado presenta un abombado. 9. Cilindro estriado de acuerdo con la reivindicación 8 caracterizado porque cada cabeza (15) de estría presenta una línea (16) de cresta de distancia máxima desde el eje (44) central longitudinal, encontrándose cada línea (16) de cresta y el eje (44) central longitudinal en un plano común. 65 6

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