dispositivo de mandril.

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REGISTRO DE LA
PROPIEDAD INDUSTRIAL
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ES 2 011 980
kNúmero de solicitud: 8900117
kInt. Cl. : B29C 53/74
11 N.◦ de publicación:
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ESPAÑA
//B29L 30:00
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PATENTE DE INVENCION
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73 Titular/es: Holroyd Associates Limited
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72 Inventor/es: Perkins, David John B.
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74 Agente: Polo Sanz, Modesto
22 Fecha de presentación: 12.01.89
45 Fecha de anuncio de la concesión: 16.02.90
45 Fecha de publicación del folleto de patente:
16.02.90
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Hindley Business Centre, Platt Lane,
Hindley, Wigan, Lancashire WN2 3PA, GB
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kResumen
54 Tı́tulo: Dispositivo de mandril.
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Dispositivo de mandril.
Dispositivo de mandril que incluye una superficie
de soporte definida por una correa sin fin (37)
que pasa alrededor de dos tambores de soporte
(36) cuya separación es variable de manera selectiva y un conjunto de guı́a de correas (38, 39)
que desvia preferentemente la correa (37) para
que siga un trayecto que se extiende hacia el interior entre los tambores de soporte (38) originando
una discontinuidad periférica en la superficie de
soporte del dispositivo. El conjunto de guı́a de
correa puede incluir también un rodillo (39) para
mantener tensa la correa y opcionalmente un dispositivo de corte.
Venta de fascı́culos: Registro de la Propiedad Industrial. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
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DESCRIPCION
La presente invención se refiere a un dispositivo de mandril y, en particular, aunque no de manera exclusiva a un dispositivo de mandril apropiado para ser utilizado en la fabricación de material tejido en forma de capa reforzado, de un
tipo utilizado para la fabricación de cubiertas de
neumático del tipo de capas radiales o transversales. La invención se refiere también a un dispositivo de mandril apropiado para producir un
artı́culo tubular.
La producción de artı́culos tubulares de varios tamaños mediante las técnicas convencionales que implican la utilización del mándril, tiene
el inconveniente que consiste en que es necesario
disponer de una gama de mandriles de tamaños
correspondientes. Además del coste asociado con
la necesidad de disponer de un cierto número de
mandriles, este procedimiento presenta el inconveniente de que se necesita un tiempo no despreciable para intercambiar el tamaño de un artı́culo
que se está fabricando.
Por otra parte, los tamaños del artı́culo tubular fabricado por la técnica convencional, no son
variables de manera infinitamente progresiva, sino
que se limitan a los tamaños que corresponden a
cada uno de los mandriles.
En particular para la fabricación de precisión
de ciertos tipos de artı́culos poliméricos flexibles
reforzados, por ejemplo hojas de tamaño predeterminado de material tejido en forma de capa
destinado a ser utilizado en técnicas automáticas
para la construcción de cubiertas de neumático,
es conveniente tener la posibilidad de controlar
y también hacer variar selectivamente el tamaño
del artı́culo dentro de unas tolerancias estrictas.
La presente invención tiende a proporcionar
un dispositivo de mandril que facilita mucho pequeños cambios de tamaño de un artı́culo producido con la ayuda del dispositivo de mandril.
De acuerdo con uno de sus aspectos, la presente invención proporciona un dispositivo de
mandril que incluye por lo menos dos tambores
de soporte montados de manera giratoria alrededor de ejes respectivos cuya separación es variable selectivamente con el objeto de hacer variar
la longitud de un trayecto periférico definido por
lo menos parcialmente por dichos tambores, una
correa de soporte sin fin que se extiende alrededor de dichos tambores para definir por lo menos
parcialmente una superficie de soporte de mandril, y un medio de guiado de correa que incluye
un dispositivo de control de correa que puede moverse con relación a dichos tambores y que está
en contacto con la correa, con lo cual la longitud periférica eficaz de dicha superficie de soporte
del mandril es variable con relación a la longitud
de dicho trayecto periférico definido por lo menos
parcialmente por dichos tambores, por cualquier
separación de una gama de separación relativas
de dichos tambores de soporte.
El dispositivo de control de correa puede ser
desplazado para mantener una tensión, preferentemente una tensión sustancialmente constante,
en la correa sin fin por cualquier separación de
una gama de separaciones relativas de dichos
tambores de soporte. El dispositivo de control
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de correa puede ser de un tipo que incluye un
elemento presionado por un muelle o un componente idéntico que sirve para mantener automáticamente la tensión sin que sea preciso ajustarla cuando se cambia la separación relativa de
dichos tambores de soporte.
De manera preferida, el dispositivo de guı́a de
correa es un conjunto de guı́a de correa de un tipo
dispuesto para guiar la correa, definiendo ası́ una
superficie de soporte de mandril periféricamente
discontinua.
De manera más preferida, el dispositivo de
guı́a de correa es un conjunto que incluye un par
de rodillos de guı́a que desvı́an la correa de modo
que siga un trayecto que se extiende hacia el interior entre los tambores de soporte u iun dispositivo de control de correa que tiene la forma de un
rodillo de tensión destinado a entrar en contacto
con una parte de la correa entre dichos rodillos
de guı́a, pudiendo desplazarse dichos rodillos de
tensión con relación a dichos rodillos de guı́a y a
dischos tambores de soporte para mantener la correa tensa por cualquier separación de una gama
de separaciones relativas de dichos tambores de
soporte.
La correa sin fin puede hacerse de material
inextensible y se hace preferentemente con material polimérico reforzado, por ejemplo material de
caucho sintético reforzado con rayón.
En el dispositivo de mandril donde la correa
sin fin define una superficie de soporte de mandril
periféricamante discontinua, la región de la discontinuidad de la superficie de soporte del mandril puede utilizarse para disponer un dispositivo de corte cuando se desea cortar un artı́culo
tubular construido en el dispositivo de mandril
para obtener una hoja. En las construcciones de
este tipo, el dispositivo de mandril puede incluir
un dispositivo de control de cortador accionable
para controlar el movimiento del medio de corte.
El dispositivo de control de cortador puede, por
ejemplo, hacer que el medio de corte actúe sólo
cuando la correa no está en movimiento, o hacer
que se mueva con relación a la longitud del dispositivo de mandril a una velocidad relacionada
con la velocidad de movimiento de la correa, si
se desea obtener, por ejemplo, un corte dispuesto
oblicuamente.
El dispositivo de mandril puede incluir, además, o en variante, un dispositivo de control de
aplicador para controlar el suministro de material al dispositivo de mandril, por ejemplo para
controlar el suministro de una tira reforzada de
forma alargada desde un aplicador de cinta hasta
el dispositivo de mandril de modo que se enrolle
helicoidalmente alrededor del dispositivo de mandril.
De acuerdo con la invención, el dispositivo de
mandril puede incluir también un medio de elevación, por ejemplo un chorro de gas situado en
la región de la discontinuidad formada en la superficie de soporte del mandril y que puede ser
accionado para elevar respecto al dispositivo de
mandril un borde cortado de un artı́culo inicialmente tubular tormado en dicho dispositivo de
mandril.
Un modo de realización de un dispocitivo de
mandril de acuerdo con la presente invención, se
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describirá ahora, a tı́tulo de ejemplol, con relación
a la fabricación de tejido textil en forma de capa
destinado a la fabricación de una cubierta de capas radiales, haciendo referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, en los cuales:
la figura 1 es una vista de un aparato para
formar tejido de cubierta de neumático;
la figura 2 es una vista en sección de una forma
de la mitad superior de una cinta;
la figura 3 es una vusta en sección de la mitad
inferior de una cinta que es complementaria de la
mitad superior representada en la figura 2;
la figura 4 es una vista en sección de otra
forma de la mitad superior de una cinta;
la figura 5 es una vista en sección de de la
mitad inferior de una cinta que es complementaria
de la mitad superior representada en la figura 4;
la figura 6 es una vista en sección de la cinta
compuesta consolidada, ontenida mediante ambas
formas ilustradas en las figuras 2, 3, 4 y 5;
la figura 7 es una vista isométrica de un dispositivo de mandril de acuerdo con la presente
invención, que representa un enrollamiento tubular de cinta terminado;
la figura 8 es una vista en sección longutudinal de la envoltura de tejido de capa tubular final
tal y como se observa en el dispositivo de mandril, que representa las extremidades especiales
producidas mediante la utilización de una cinta
que tiene la forma ilustrada en la figura 6;
la figura 9 es una vista del dispositivo de mandril en el puesto de corte de capas y de separación,
que representa un cortador, y unas pinzas destinadas a sujetar la capa en el carro, antes de retirar
la capa del dispositivo de mandril;
la figura 10 es una vista de una calandria de
6 cilindros, vista desde la parte superior hacia la
parte inferior, y que representa un medio para
ajustar el ancho de la cinta y un medio para ajustar el espesor final de la cinta;
la figura 11 es una vista en planta del aparato
para ilustrar el hecho de que el puesto de enrollamiento y el puesto de corte/separación de capa
puede formar parte de una torreta que puede consistir en uno o varios puestos de enrollamiento y
corte/eparación de capas; y
la figura 12 es una vista en planta de una disposición alternativa, que representa un sistema
del tipo de lanzadera, en el cual un aparato productor de cinta enrolla la cinta en uno u otro de
dos dispositivos de mandril montados en un carro que es capaz de efectuar un movimiento de
vaivén desde un puesto de corte/separación de
capa hasta otro puesto de corte/separación de
capa.
Se hará referencia en primer lugar a las figuras 1 y 4, y la figura 1 representa una vista esquemática de un aparato en el cual unos hilos
pre-tratados 1 son introducidos a partir de bobinas planas o de conos 2 situados en una fileta 46
(ilustrada en la figura 11) a través de unidades
tensoras individuales 3, hasta una armadura de
recogida de hilos 4.
En este punto, los hilos pueden ser divididos
en dos grupos de hilos de numerosas configuraciones diferentes, antes de ser introducidos en el
intervalo central de una calandria de 6 cilindros
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El compuesto cauchotoso producido por dos pequeñas estrujadoras de alimentación en frı́o 48
(véase figura 11) se introduce en forma de varilla
en la calandria en dos emplazamientos: en primer lugar entre los cilindros de calandria 5 y 6 y
en segundo lugar entre los cilindros 7 y 8 (véase
figura 1).
Un pequeño grupo de laminación de compuesto (no ilustrado) está situado entre los cilindros 7 y 9 y entre los cilindros 8 y 10, produciendo dichos pares de cilindros, respectivamente,
las pelı́culas superior 11 e inferior 12 de caucho
para la construcción de la cinta.
Los cilindros 5, 7, 9 y 10 son cilindros de tipo
macho que se adaptan ı́ntimamente en el interior
de los cilindros de tipo hembra 6 y 8. Los cilindros
están construidos de tal manera que su anchura
pueda ser cambiada rápidamente, y unas envolturas de conjinete para los cilindros están montadas
de tal manera que sea fácil cambiar el espesor del
caucho.
Un grupo superior de hilos 13 procedentes de
la armadura de recogida 4 pasan encima de un
rodillo de guı́a y de presión provisto de surcos,
que empotra los hilos en la capa de caucho 11
contra el cilindro 9 de la calandria. De la misma
manera, un grupo inferior de hilos 14 procedentes
de la armadura de recogida 4 pasa encima del
cilindro de guı́a y presión 16 provisto de surcos
que empotra los hilos en la capa de caucho 12
contra el cilindro 10 de la calandria.
Los grupos superior e inferior de hilos 13 y 14,
respectivamente, están dispuestos para ser completamentarios el uno del otro. Por ejemplo, pueden estar dispuestos como se representa en las
figuras 2 y 3, o en las figuras 4 y 5, o de diversas
otras maneras, que incluyen aquellas que se describen en nuestra solicitud de patente del Reino
Unido copendiente mencionada más arriba, de la
misma fecha que lleva por tı́tulo “Material Polimérico Flexible Reforzado” (“ Flexible Reinforced Polymeric Material”).
Si se utiliza cualquiera de las configuraciones
representadas en las figuras 2 - 5, la forma final
de la cinta tiene el aspecto ilustrado en la figura
6, en la cual las capas de caucho superior e inferior 11, 12 están desplazadas transversalmente.
El escalonamiento de las capas superior e inferior
11, 12 se consigue desplazando la mitad superior
de la calandria respecto a la mitad inferior, según
se ilustra en la figura 10. Este desplazamiento
es importante para conseguir la construcción de
capas “sin unión”.
La mitad superior de la calandria, que consiste
en los cilindros 5, 6 y 9, tiene la posibilidad de
moverse lateralmente como se indica mediante la
flecha A de la figura 10, para realizar este desplazamiento. Unos motorreductores 17 y 18 accionan
las mitades superior e inferior de la calandria por
medio de conjuntos de engranajes respectivos 19,
20 y 21, 22, 23 y 24. El intervalo final entre los
cilindros 9 y 10 es ajustable desplazando la mitad
inferior de la calandria en la dirección de la flecha
D con el fin de obtener el espesor deseado de la
resultante cinta de tejido en forma de capa compuesta 25. La cinta de tejido en forma de capa
25 es separada del cilindro 10 por un rodillo dde
contacto 26 y a continuación pasa por un bucle 27
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que controla la velocidad de la calandria. A continuación la cinta 25 llega a un aplicador de cinta
28 que es capaz de efectuar un movimiento en la
dirección de la flecha B de la figura 12 a través
de la cara de un dispositivo de mandril, llamado
a continuación mandril 29 paralelamente a su eje,
por medio de un husillo accionado por un motor
(no ilustrado).
El aplicador de cinta 28 puede ser elevado y
bajado como se representa por medio de la flecha
C en la figura 1 y contiene un rodillo de aplicación
de presión 30, una unidad de corte 31, un rodillo
de sujeción 32 y unos rodillos de guı́a 33. En
el aplicador de cinta 38 está igualmente montado
un par de rodillos de guı́a 34 que, conjuntamente
con un par de rodillos similar 35 montado en una
armadura fija (no ilustrada) dispuesta encima y a
una cierta distancia de los rodillos inferiores, hace
girar la cinta 90◦ para permitir la oscilación del
aplicador a través de la superficie del elemento de
enrollamiento en la dirección de la flecha B.
La extremidad de la cinta 25 se sitúa sobre
la superficie de enrollamiento del mandril 29 bajando el aplicador 28 de modo que el rodillo de
aplicación de presión 30 entre en contacto con la
superficie de enrollamiento. La velocidad de rotación de la superficie de enrollamiento, al avance
del carro del aplicador y el ancho de la cinta se
predeterminan para obtener el grado correcto de
superposición de la cinta en cada vuelta y la longitud correcta de la envoltura a través de la superficie del mandril.
Al final del desplazamiento de la cinta 25, el
mandril se para en una posición tal que la extremidad de la cinta al ser cortada y dispuesta sobre la superficie, quede alineada axialmente con
el comienzo de la cinta. La envoltura de la cinta
enrollada es transversal al mandril y se representa
en sección transversal en la figura 8.
El mandril 29 incluye dos tambores 36. Una
correa sin fin 37 (véase figuras 7 y 9) está adaptada alrededor de los dos tambores 36 y pasa alrededor de un conjunto de medios de guiado de
correa teniendo la forma de un puesto de recigida
que consiste en dos rodillos intermedios 38, un
rodillo de tensión 39 y una unidad 40 de separación por corriente de aire. El rodillo de tensión
39 está montado en un dispositivo provisto de un
muelle, con lo cual el rodillo sirve para mantener
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cualquiera que sea el cambio de separación de los
tambores de soporte.
Es posible obtener ası́ mediante una selección
apropiada de las distancias entre centros de los
tambores una gama completa de anchuras de capas, medidas entre los hilos 1.
En el puesto de corte y separación de capas,
una cuchilla circular 41 accionada por un motor
está situada en una posición (véase figura 9) en la
cual efectúa un corte a través de la envoltura de
capa, en un ángulo idéntico al ángulo helicoidal
de la cinta para obtener un corte a 90◦ respecto
a la lı́nea de los hilos.
Durante la operación de corte se introduce aire
a presión elevada en la unidad de separación por
corriente de aire 40 con el fin de producir un chorro de gas (aire) que eleva el borde del material en
forma de capa. Esta unidad se utiliza con aire a
baja presión para la transferencia inicial de la extremidad delantera de la cinta a través del intervalo en la correa, cuando se inicia el enrollamiento
helicoidal. Después de cortar una pluralidad de
piezas de la capa, el cortador puede retroceder a
su posición de descanso 42, y un carro de desplazamiento de capas 43 (véanse figuras 9, 11 y
12) se mueve hasta una posición situada bajo el
mandril.
Un grupo de pinzas 44 montadas en el carro
43 sujetan el borde del material en forma de capa
y separan la capa del mandril mientras el carro se
mueve hacia el exterior. Durante esta operación,
el material en forma de capa se sitúa con precisión sobre un soporte de componentes 45 que
sirve para transportar la capa hasta del tambor
de construcción de un máquina de fabricación de
cubiertas de neumático.
En la descripción que antecede se observará
que la presente invención facilita el cambio rápido
y el ajuste infinitamente progresivo del tamaño
del tejido producido en el mandril. En el caso
de un tejido destinado a ser utilizado para ser
aplicado a un conformador de fabricación de cubiertas de neumático, es posible realizar un cambio rápido haciendo variar el ancho total de la
cinta de refuerzo enrollada hilicoidalmente alrededor del mandril y ajustando la dimensión periférica del mandril.
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REIVINDICACIONES
1. Dispositivo de mandril que incluye por lo
menos dos tambores de soporte montados de manera giratoria de modo que puedan girar alrededor de unos ejes respectivos cuya separación
relativa es variable selectivamente para cambiar
la longitud del trayecto periférico definido por lo
menos parcialmente por dichos tambores, un conjunto de medios de guiado de correa, un correa de
soporte sin fin que se extiende alrededor de dichos
tambores y un conjunto de medios de guı́a de correa, incluyendo dicho conjunto de medios de guı́a
de correa un par de rodillos de guı́a dispuestos
para desviar la correa sin fin de modo que siga un
trayecto que se extiende hacia el interior entre los
tambores de soporte, dando lugar a una discontinuidad perférica de la superficie de soporte del
mandril, e incluyendo además dicho conjunto de
medios de guı̀a de correa un dispositivo de control de correa destinado a entrar en contacto con
la correa y mantenerla tensa por cualquier separación de una gama de separación relativas de dichos tambores de soporte.
2. Dispositivo de mandril que incluye por lo
menos dos tambores de soporte montados de manera giratoria de modo que puedan girar alrededor de ejes respectivos cuya separación relativa
es variable selectivamente para cambiar la longitud del trayecto periférico definido por lo menos
parcialmente por dichos tambores, una correa de
soporte sin fin que se extiende alrededor de dichos
tambores para definir por lo menos parcialmente
una superficie de soporte del mandril, y un medio
de guiado de correa que incluye un dispositivo
de control de correa que pueda moverse con relación a dichos tambores y que está en contacto
con la correa, con lo cual la longitud eficaz periférica de dicha superficie de soporte de mandril
puede variar con relación a la longitud de dicho
trayecto periférico difinido por lo menos por dichos tambores, por cualquier separación de una
gama de separación relativas de dichos tambores
de soporte.
3. Dispositivo de mandril según la reivindicación 2, en el cual el dispositivo de control de correa puede ser movido para mantener tensa la correa sin fin por cualquier separación de una gama
de separaciones relativas de dichos tambores de
soporte.
4. Dispositivo de mandril según la reivindicación 3, en el cual el dispositivo de control de
correa puede ser movido para mantener sustacialmente constante la tensiòn de la correa sin fin.
5. Dispositivo de mandril según la reivindicación 3 ó 4, en el cual el dispositivo de control de
correa puede ser accionado para mantener tensa
la correa automáticamente al ser cambiada la se-
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paración relativa de dichos tambores de soporte.
6. Dispositivo de mandril según una cualquiera de las reivindicaciones 2 - 5, en el cual el
medio de guiado de correa es un conjunto de medios de guiado de correa que guı́a la correa sin fin
para definir una superficie de soporte de mandril
periféricamente discontinua.
7. Dispositivo de mandril según la reivindicación 6, en el cual el conjunto de medios de correa incluye un par de rodillos de guı̀a dispuestos
para desviar la correa sin fin de modo que siga un
trayecto que se extiende hacia el interior entre los
tambores de soporte.
8. Dispositivo de mandril según la reivindicación 7, en el cual el conjunto de medios de
guiado de correa incluye un dispositivo de control de correa destinado a acoplarse con la correa
sin fin y a mantenerla tensa por cualquier separación de una gama de separaciones relativas de
dicho tambores de soporte.
9. Dispositivo de mandril según la reivindicación 1 u 8, en el cual el dispositivo de control
de correa està en contacto con una porción orientada hacia el interior de la correa sin fin situada
entre los rodillos de guı̀a.
10. Dispositivo de mandril según la reivindicación 1, 3, 8 ó 9, en el cual el dispositivo de
control de correa es un rodillo que puede ser movido con relación a por lo menos uno de dichos
tambores de soporte.
11. Dispositivo de mandril según la reivindicación 1 o una cualquiera de las reivindicaciones
6 - 9, que incluye un dispositivo de control de cortador accionable para controlar el movimiento de
un dispositivo cortador en la región de la discontinuidad de la superficie de soporte del mandril.
12. Dispositivo de mandril según la reivindicación 11, en el cual el dispositivo de control de
cortador puede ser accionado pora hacer que el
medio de corte se mueva a una velocidad relacionada con la velocidad de movimiento de la correa.
13. Dispositivo de mandril según la reivindicación 11 ó 12, que incluye un medio de elevación
situado en la región de las discontinuidad de la
superficie de soporte del mandril y que puede ser
accionado para elevar con relación a la superficie del mandril un borde cortado de un artı́culo
inicialmente tubular formado en dicho dispositivo
de mandril.
14. Dispositivo de mandril según la reivindicación 13 en el cual dicho medio de elevación incluye un chorro de gas.
15. Dispositivo de mandril construido y dispuesto para actuar sustancialmente como se ha
descrito en lo que antecede con referencia a los
dibujos esquemáticos adjuntos y según se representa en ellos.
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