BR102023017250A2

BR102023017250A2 - BRAKE CONTROL SYSTEM AND CARDBOARD PRODUCING MACHINE

Info

Publication number: BR102023017250A2
Application number: BR102023017250-4A
Authority: BR
Inventors: Marco Mariani; Ugo Re
Original assignee: Renova S.R.L
Priority date: 2022-10-14
Filing date: 2023-08-25
Publication date: 2024-04-24

Abstract

A presente invengao refere-se a uma maquina para produzir papelao ou papel multicamada, ou uma maquina para impressao ou conversao, a partir de uma bobina de papel, papelao ou outro material. Em geral, a invengao pode ser aplicada a maquinas, nas quais e desenrolada uma bobina de diferentes materiais e que requer urn sistema de contraste para ajustar o tensionamento da fita. Em particular, a invengao refere-se a urn sistema de frenagem para travar a referida bobina.The present invention relates to a machine for producing cardboard or multilayer paper, or a machine for printing or converting, from a reel of paper, cardboard or other material. In general, the invention can be applied to machines, in which a reel of different materials is unwound and which requires a contrast system to adjust the tension of the tape. In particular, the invention relates to a braking system for braking said coil.

Description

[0001]A presente invenção refere-se a uma máquina para produção de papelão ou papel multicamada, ou uma máquina para impressão ou conversão, a partir de uma bobina de papel ou outro material. Em geral, a invenção pode ser aplicada a máquinas, nas quais é desenrolada uma bobina de diferentes materiais e que requer um sistema de contraste para ajustar o tensionamento da fita. Em particular, a invenção refere-se a um sistema de frenagem para travar a referida bobina.[0001] The present invention relates to a machine for producing cardboard or multilayer paper, or a machine for printing or converting, from a roll of paper or other material. In general, the invention can be applied to machines, in which a reel of different materials is unwound and which requires a contrast system to adjust the tension of the tape. In particular, the invention relates to a braking system for braking said coil.

[0002]A título de exemplo, as máquinas para a produção de papelão multicamadas, por exemplo papelão canelado, compreendem tipicamente sistemas para desenrolar papel de bobinas apropriadas, sistemas para ondular a camada intermédia e sistemas para unir e colar as várias camadas.[0002] By way of example, machines for producing multilayer cardboard, for example corrugated cardboard, typically comprise systems for unwinding paper from appropriate reels, systems for curling the intermediate layer and systems for joining and gluing the various layers.

[0003]As bobinas de papel usadas para as diferentes camadas são normalmente grandes e, portanto, têm um peso elevado. Para evitar o desenrolamento descontrolado do papel dessas bobinas e para ajustar corretamente o tensionamento das mesmas, são fornecidos sistemas de frenagem, que podem ser mecânicos (por exemplo, freios de pinça) e pneumáticos, ou do freio motor ou freio do tipo a pó eletromagnético.[0003] The paper reels used for the different layers are normally large and therefore have a high weight. To avoid uncontrolled unwinding of the paper on these reels and to correctly adjust their tension, braking systems are provided, which can be mechanical (for example, clamp brakes) and pneumatic, or motor brake or electromagnetic powder type brake. .

[0004]0 freio mecânico tem o inconveniente de transformar a energia cinética, por atrito, em energia térmica, que se perde por dissipação no meio externo.[0004] The mechanical brake has the disadvantage of transforming kinetic energy, through friction, into thermal energy, which is lost through dissipation in the external environment.

[0005]0 freio motor tem, pelo contrário, o inconveniente de ter grandes dimensões, ser dispendioso, e nas etapas de lançamento e rebobi na mento, ter um elevado consumo de energia, características necessárias para implementar uma ação de frenagem adequada a uma grande bobina de papel.[0005] The engine brake has, on the contrary, the disadvantage of being large, expensive, and in the launching and rewinding stages, having a high energy consumption, characteristics necessary to implement a braking action suitable for a large paper roll.

[0006]São conhecidas soluções que combinam, no mesmo eixo, um freio mecânico e um freio motor e que são configuradas de forma a dividir a força de frenagem nos dois modos de frenagem de acordo com as necessidades. Tais soluções otimizam a ação de frenagem e também levam a uma recuperação de energia que, em determinadas circunstâncias, pode ser reintroduzida na rede elétrica, resultando em uma economia nos custos de produção. Um sistema deste tipo é conhecido da EP 3766813 Al do mesmo Requerente.[0006] Solutions are known that combine, on the same axis, a mechanical brake and a motor brake and that are configured in such a way as to divide the braking force into the two braking modes according to needs. Such solutions optimize braking action and also lead to energy recovery that, in certain circumstances, can be reintroduced into the electrical grid, resulting in savings in production costs. A system of this type is known from EP 3766813 Al of the same Applicant.

[0007] Embora tal sistema seja eficiente e fácil de usar em várias máquinas para a produção de papelão, ele não pode, no entanto, ser aplicado universalmente. De fato, alguns tipos de máquinas possuem um controle integrado do sistema de frenagem caracterizado por longos tempos de reação ao variar o tensionamento do papel. Na prática, nessas máquinas, a força de frenagem não é modificada dentro de uma ampla gama de forças de tensão medidas com sensores apropriados. Em tais tipos de máquinas, o sistema fornecido em EP 3766813 Al, que requer tempos de resposta rápidos, demonstrou um uso limitado.[0007] Although such a system is efficient and easy to use on various machines for cardboard production, it cannot, however, be applied universally. In fact, some types of machines have an integrated control of the braking system characterized by long reaction times when varying the paper tension. In practice, on these machines, the braking force is not modified within a wide range of tension forces measured with appropriate sensors. In such types of machines, the system provided in EP 3766813 Al, which requires fast response times, has demonstrated limited use.

[0008]Portanto, o problema subjacente à presente invenção é o fornecimento de um sistema de frenagem que reduza o consumo de energia e a dispersão de energia no ambiente, que tenha pequenas dimensões e que possa ser integrado universalmente em máquinas para desenrolar bobinas já instaladas.[0008] Therefore, the problem underlying the present invention is the provision of a braking system that reduces energy consumption and energy dispersion in the environment, that has small dimensions and that can be universally integrated into already installed coil unwinding machines. .

[0009]Tal problema é resolvido por um sistema de frenagem para bobinas conforme definido nas reivindicações anexas, cujas definições fazem parte integrante do presente relatório descritivo.[0009] This problem is solved by a braking system for coils as defined in the attached claims, the definitions of which form an integral part of the present specification.

[0010] Em particular, a invenção refere-se a um sistema para controlar a frenagem de uma máquina para produção de papelão ou papelão ondulado, tendo ou na qual pelo menos um sistema de frenagem foi instalado, compreendendo um dispositivo motogerador e um dispositivo de freio mecânico pneumático, onde o referido sistema compreende: - uma unidade de comando e controle; - um transdutor de pressão configurado para ler uma pressão do ar ao longo de uma linha proveniente da máquina de produção de papelão e traduzi-la em um sinal elétrico a ser enviado à unidade de comando e controle, onde a pressão da linha é opcionalmente calculada por um conversor eletropneumático da referida máquina fora do referido sistema; - um conversor eletropneumático integrado ao referido sistema, diferente do conversor eletropneumático opcional da referida máquina, e operacionalmente conectado à referida unidade de comando e controle, sendo o conversor eletropneumático do sistema configurado para ajustar a pressão do ar a uma pressão de entrega e sendo conectado na entrada a uma linha de ar a uma pressão fixa que é maior que a pressão de entrega, e na saída, a uma linha de saída; - uma interface de usuário operacionalmente conectada à unidade de comando e controle; - opcionalmente, uma válvula solenoide conectada pneumaticamente: i) na entrada, à referida linha de saída do conversor eletropneumático e a uma derivação da linha de ar à pressão proveniente da máquina de produção de papelão, e ii) na saída, a uma linha de distribuição para fornecer ar a uma pressão de frenagem, onde a referida linha de distribuição conecta a válvula solenoide a um dispositivo de freio mecânico e onde a referida pressão de frenagem é igual à pressão Pm da máquina quando o sistema está no estado desativado ou, quando o sistema está no estado ativado, à referida pressão de entrega; onde a referida unidade de comando e controle calcula uma divisão do torque de frenagem predefinido CL a ser fornecido entre um torque de frenagem CF do dispositivo de freio mecânico e um torque de frenagem CM de um dispositivo motogerador de acordo com a pressão detectada pelo transdutor de pressão e ele comanda o torque de frenagem CM do dispositivo motogerador de acordo com o referido cálculo.[0010] In particular, the invention relates to a system for controlling the braking of a machine for producing cardboard or corrugated cardboard, having or in which at least one braking system has been installed, comprising a motor-generating device and a braking device. pneumatic mechanical brake, where said system comprises: - a command and control unit; - a pressure transducer configured to read an air pressure along a line coming from the cardboard production machine and translate it into an electrical signal to be sent to the command and control unit, where the line pressure is optionally calculated by an electro-pneumatic converter of said machine outside of said system; - an electro-pneumatic converter integrated into said system, other than the optional electro-pneumatic converter of said machine, and operatively connected to said command and control unit, the electro-pneumatic converter of the system being configured to adjust the air pressure to a delivery pressure and being connected at the inlet to an air line at a fixed pressure that is greater than the delivery pressure, and at the outlet, to an outlet line; - a user interface operationally connected to the command and control unit; - optionally, a solenoid valve pneumatically connected: i) at the input, to said output line of the electro-pneumatic converter and to a branch of the pressure air line coming from the cardboard production machine, and ii) at the output, to a pressure line distribution to supply air at a braking pressure, wherein said distribution line connects the solenoid valve to a mechanical braking device and wherein said braking pressure is equal to the machine pressure Pm when the system is in the deactivated state or, when the system is in the activated state, at said delivery pressure; wherein said command and control unit calculates a division of the predefined braking torque CL to be provided between a braking torque CF of the mechanical braking device and a braking torque CM of a motor-generating device in accordance with the pressure detected by the brake transducer. pressure and it controls the CM braking torque of the motor-generator device according to the aforementioned calculation.

[0011]0utras características e vantagens da presente invenção se tornarão mais evidentes a partir da descrição de algumas modalidades da mesma, fornecidas abaixo a título de exemplos não limitativos, com referência às seguintes figuras:[0011] Other characteristics and advantages of the present invention will become more evident from the description of some embodiments thereof, provided below by way of non-limiting examples, with reference to the following figures:

[0012]A Figura 1 representa uma vista esquemática de topo do membro de suporte da bobina provido de um sistema de frenagem de acordo com o estado da técnica;[0012] Figure 1 represents a schematic top view of the coil support member provided with a braking system in accordance with the state of the art;

[0013]A Figura 2 representa uma seção vertical de um detalhe do membro de suporte na Figura 1 mostrando o sistema de frenagem da invenção;[0013] Figure 2 represents a vertical section of a detail of the support member in Figure 1 showing the braking system of the invention;

[0014]A Figura 3 representa um diagrama de blocos do sistema de controle de frenagem de acordo com a invenção;[0014] Figure 3 represents a block diagram of the braking control system according to the invention;

[0015]A Figura 4 representa um diagrama de blocos do sistema de controle de frenagem de acordo com a invenção em uma modalidade particular;[0015] Figure 4 represents a block diagram of the braking control system according to the invention in a particular embodiment;

[0016]A Figura 5 representa uma vista em perspectiva de um detalhe do membro de suporte de uma bobina de acordo com uma forma de realização diferente da invenção.[0016] Figure 5 represents a perspective view of a detail of the support member of a coil according to a different embodiment of the invention.

[0017]A Figura 1 mostra um membro de suporte 1 de uma bobina de papel B na qual um sistema de frenagem 2 está instalado conforme descrito abaixo. Tal sistema de frenagem é descrito, por exemplo, em EP 3766813 Al ao mesmo Requerente.[0017] Figure 1 shows a support member 1 of a paper reel B in which a braking system 2 is installed as described below. Such a braking system is described, for example, in EP 3766813 Al to the same Applicant.

[0018]0 membro de suporte 1, no exemplo representado nas figuras, faz parte de uma máquina (não representada) de produção de papelão, nomeadamente de papelão canelado, que compreenderá, a jusante do membro de suporte 1, um sistema de acoplamento de várias camadas de papel e um sistema de tração para desenrolar o papel da bobina B. A bobina B, tracionada para girar pelo referido sistema de tração durante a etapa de produção, fornecendo assim um torque de acionamento, que deve ser ajustado pelo contraste com o sistema de frenagem 2 de forma a garantir o tensionamento necessário do papel para um correto desenrolamento do mesmo.[0018] The support member 1, in the example represented in the figures, is part of a machine (not shown) for producing cardboard, namely corrugated cardboard, which will comprise, downstream of the support member 1, a coupling system of several layers of paper and a traction system to unwind the paper from reel B. Reel B, pulled to rotate by said traction system during the production stage, thus providing a drive torque, which must be adjusted by contrast with the braking system 2 in order to guarantee the necessary tension of the paper for its correct unwinding.

[0019]O membro de suporte 1, comumente referido como "suporte de rolo", compreende uma estrutura em forma de C 3 com dois braços 4 e uma barra de conexão 5. As extremidades distais 4a dos braços 4 suportam os respectivos eixos 6, que suportam rotativamente a bobina B nas duas extremidades proximais 6a da mesma. O sistema de frenagem 2 é montado nas extremidades distais 6b dos eixos 6, por exemplo, por chaveta.[0019] The support member 1, commonly referred to as "roll support", comprises a C-shaped structure 3 with two arms 4 and a connecting bar 5. The distal ends 4a of the arms 4 support respective axles 6, which rotationally support the coil B at the two proximal ends 6a thereof. The braking system 2 is mounted on the distal ends 6b of the shafts 6, for example by key.

[0020]Conforme mostrado na figura 2, o sistema de frenagem 2 é acoplado ao membro de suporte 1, por exemplo, por meio de um flange de acoplamento 7.[0020] As shown in figure 2, the braking system 2 is coupled to the support member 1, for example, by means of a coupling flange 7.

[0021]O sistema de frenagem 2 da invenção compreende um dispositivo motogerador 8 e um dispositivo de freio 9 mecânico, dispostos coaxialmente. Preferencialmente, o dispositivo de freio 9 mecânico é montado e, portanto, atua no mesmo eixo 10 que o dispositivo motogerador 8.[0021] The braking system 2 of the invention comprises a motor-generating device 8 and a mechanical braking device 9, arranged coaxially. Preferably, the mechanical braking device 9 is mounted and therefore acts on the same axis 10 as the motor-generating device 8.

[0022]A extremidade distai 6b do eixo 6 se projeta para fora da extremidade distai 4a do respectivo braço 4 e é fixada coaxialmente dentro do eixo 10 do dispositivo motogerador 8.[0022] The distal end 6b of the shaft 6 projects out of the distal end 4a of the respective arm 4 and is fixed coaxially within the shaft 10 of the motor-generating device 8.

[0023]0 dispositivo motogerador 8 é um motor elétrico que, por meio da interface com um inversor, pode fornecer, dependendo do caso (como será melhor descrito a seguir), um torque de acionamento ou torque de carga produzindo, neste último caso, eletricidade.[0023] The motor-generator device 8 is an electric motor which, through the interface with an inverter, can provide, depending on the case (as will be better described below), a drive torque or load torque producing, in the latter case, electricity.

[0024]0 dispositivo motogerador 8 é geralmente subdimensionado em relação às necessidades de frenagem para desenrolar a bobina B, especialmente quando esta está no início do desenrolamento e, portanto, tem uma massa inercial elevada. Isso permite limitar o tamanho e o custo do dispositivo motogerador 8 em relação aos sistemas de frenagem conhecidos, que usam apenas um sistema de frenagem do motor.[0024] The motor-generator device 8 is generally undersized in relation to the braking needs to unwind coil B, especially when it is at the beginning of unwinding and therefore has a high inertial mass. This makes it possible to limit the size and cost of the motor-generator device 8 in relation to known braking systems, which use only one engine braking system.

[0025] Preferencialmente, o dispositivo de freio 9 mecânico é um freio a disco, com disco único ou multidisco (um disco duplo é mostrado na figura), do tipo pneumático.[0025] Preferably, the mechanical braking device 9 is a disc brake, with a single disc or multi-disc (a double disc is shown in the figure), of the pneumatic type.

[0026] Por razões de segurança, o dispositivo de freio 9 mecânico está dimensionado para uma frenagem completa do desenrolamento da bobina B, de modo a intervir também em caso de frenagem de emergência. No entanto, em condições normais de operação, nas etapas de operação de partida e parada, ele é acionado dividindo o torque de frenagem entre ele e o dispositivo motogerador 8. Obtém-se assim uma recuperação parcial de energia na forma de eletricidade, ao contrário dos sistemas de frenagem que utilizam apenas um freio mecânico e em que toda a energia proveniente do atrito é liberada para a atmosfera na forma de energia térmica. Durante a operação em estado estacionário da máquina, no entanto, apenas o dispositivo motogerador funciona, maximizando assim a recuperação de energia.[0026] For safety reasons, the mechanical braking device 9 is designed to completely brake the unwinding of coil B, so as to also intervene in the event of emergency braking. However, under normal operating conditions, in the starting and stopping operation stages, it is activated by dividing the braking torque between it and the motor-generating device 8. This results in a partial recovery of energy in the form of electricity, unlike braking systems that use only a mechanical brake and in which all energy from friction is released into the atmosphere in the form of thermal energy. During steady-state operation of the machine, however, only the motor-generator device operates, thus maximizing energy recovery.

[0027]Conforme mostrado na figura 1, o sistema de frenagem 2 de acordo com o estado da técnica compreende uma unidade de comando e controle lie uma interface de usuário 12 para exibição dos parâmetros operacionais.[0027] As shown in figure 1, the braking system 2 according to the prior art comprises a command and control unit l and a user interface 12 for displaying operational parameters.

[0028] Normalmente, uma máquina para produção de papelão compreende dois membros de suporte 1 que atuam alternadamente e são projetados para evitar a parada da máquina quando uma bobina B está quase pronta e precisa ser substituída por uma nova bobina B. A disposição de dois membros de suporte 1 com as bobinas B relacionadas permitem, em vez disso, uma junção rápida da fita de papel que está sendo processada com uma nova bobina B quando a bobina B no outro membro de suporte 1 está quase terminada.[0028] Typically, a cardboard production machine comprises two support members 1 which act alternately and are designed to prevent the machine from stopping when a coil B is almost ready and needs to be replaced by a new coil B. The arrangement of two support members 1 with the related coils B instead allow a quick joining of the paper tape being processed with a new coil B when the coil B on the other support member 1 is almost finished.

[0029] Portanto, o método de produção de papelão compreende as seguintes etapas: - partida da máquina; - etapa de produção (etapa de estado estacionário) com velocidade e tensionamento controlados; - substituição de uma bobina B quase vazia por uma nova bobina B.[0029] Therefore, the cardboard production method comprises the following steps: - starting the machine; - production stage (steady state stage) with controlled speed and tension; - replacement of an almost empty coil B with a new coil B.

[0030]Conforme mencionado acima, o dispositivo motogerador 8 pode atuar tanto como um motor, ou seja, fornecendo um torque de acionamento, quanto como um gerador, ou seja, fornecendo um torque de frenagem. Em particular, o dispositivo motogerador 8 atua como motor na etapa de partida (denominada etapa de lançamento da bobina), em tyYl conjunto com o sistema de tração, de modo a vencer a resistência devido à massa inercial da bobina B, e na etapa de substituição da bobina, de modo a rebobinar a fita de papel restante após o corte e junção da nova bobina B. Vice-versa, o dispositivo motogerador 8 atua como um gerador durante a etapa normal de produção da máquina.[0030] As mentioned above, the motor-generator device 8 can act both as a motor, i.e., providing a drive torque, and as a generator, i.e., providing a braking torque. In particular, the motor-generator device 8 acts as a motor in the starting stage (called the coil launching stage), in conjunction with the traction system, in order to overcome the resistance due to the inertial mass of the coil B, and in the starting stage replacement of the reel, in order to rewind the remaining paper tape after cutting and joining the new reel B. Vice versa, the motor-generator device 8 acts as a generator during the normal production stage of the machine.

[0031] Portanto, a unidade de comando e controle 11 está configurada para comandar a operação de quatro sistemas de frenagem 2, ou seja, dois sistemas de frenagem 2 para cada um dos dois membros de suporte 1, e para enviar a eletricidade produzida pelo dispositivo motogerador 8 para a rede de alimentação elétrica E durante a etapa operacional.[0031] Therefore, the command and control unit 11 is configured to command the operation of four braking systems 2, that is, two braking systems 2 for each of the two support members 1, and to send the electricity produced by the motor-generator device 8 to the electrical supply network E during the operational stage.

[0032]A Figura 1 mostra esquematicamente um sistema de frenagem do estado da técnica, que está adaptado para ser integrado em máquinas de produção de papelão já providas de um sistema de frenagem do tipo pneumático.[0032] Figure 1 schematically shows a state-of-the-art braking system, which is adapted to be integrated into cardboard production machines already provided with a pneumatic type braking system.

[0033] Em tal sistema, conhecido de EP 3766813 Al, por exemplo, a força de tração da linha é detectada em tempo real por meio de um dispositivo 13 de detecção, como um jumper nu uma célula de carga.[0033] In such a system, known from EP 3766813 Al, for example, the line traction force is detected in real time by means of a detection device 13, such as a jumper on a load cell.

[0034]0 dispositivo 13 envia um sinal elétrico para um conversor eletropneumático 14 (conversor EP) integrado à máquina, que comanda a pressão do ar que é enviado, pelas linhas 15, 15', para os dispositivos de freio 9 mecânico pneumático, para gerar o torque de frenagem necessário para garantir o valor de tensão predefinido. Deve-se notar que a configuração descrita até agora é típica de um suporte de rolo com um freio pneumático convencional.[0034] The device 13 sends an electrical signal to an electro-pneumatic converter 14 (EP converter) integrated into the machine, which controls the air pressure that is sent, through lines 15, 15', to the pneumatic mechanical brake devices 9, to generate the necessary braking torque to guarantee the preset voltage value. It should be noted that the configuration described so far is typical of a roll holder with a conventional pneumatic brake.

[0035]0 sistema descrito em EP 3766813 Al inclui a disposição de uma derivação 15" da linha 15,15' pneumática operacionalmente conectada a um transdutor de pressão 16, que lê a pressão do ar ao longo da linha 15,15' e a traduz em um sinal elétrico que é enviado à unidade de comando e controle 11 que, por meio do algoritmo descrito abaixo, calcula o torque de frenagem e envia um sinal de comando para o dispositivo motogerador 8.[0035] The system described in EP 3766813 Al includes the arrangement of a shunt 15" of the pneumatic line 15,15' operatively connected to a pressure transducer 16, which reads the air pressure along the line 15,15' and the translates into an electrical signal that is sent to the command and control unit 11 which, using the algorithm described below, calculates the braking torque and sends a command signal to the motor-generating device 8.

[0036]0 algoritmo para calcular a divisão do torque de frenagem CL entre o torque de frenagem CM do dispositivo motogerador 8 e o torque de frenagem CF do dispositivo de freio 9 mecânico é o seguinte: l/Yl a) quando CL > CM-MAX, onde CM-MAX é o torque de frenagem máximo fornecido pelo dispositivo motogerador 8, CL é dado pela soma CM-MAX + CF; b) quando CL < CM-MAX, CL é dado pela soma de CM + CF, onde CF = mCL e CM = nCL, onde m = 1 - n e n é de 0,9 a 0,99 e é preferencialmente cerca de 0,95; c) em caso de frenagem de emergência, CL = CM-MAX + CF-MAX, onde CF-MAX é o torque máximo de frenagem fornecido pelo dispositivo de freio 9 mecânico.[0036] The algorithm for calculating the division of the braking torque CL between the braking torque CM of the motor-generating device 8 and the braking torque CF of the mechanical braking device 9 is as follows: l/Yl a) when CL > CM- MAX, where CM-MAX is the maximum braking torque provided by the motor-generating device 8, CL is given by the sum CM-MAX + CF; b) when CL < CM-MAX, CL is given by the sum of CM + CF, where CF = mCL and CM = nCL, where m = 1 - n and n is from 0.9 to 0.99 and is preferably around 0, 95; c) in case of emergency braking, CL = CM-MAX + CF-MAX, where CF-MAX is the maximum braking torque provided by the mechanical brake device 9.

[0037]0 torque de frenagem total será assim maior do que o realmente solicitado, pelo que o dispositivo 13 de detecção detectará uma tensão maior do que a solicitada e, como resultado, o conversor eletropneumático 14 ajustará a pressão do ar. É estabelecido um ciclo de ajuste repetitivo, que permite alcançar o equilíbrio em frações de segundo, fornecendo o torque de frenagem necessário CL dividido entre CM e CF, conforme descrito acima. No entanto, isto só ocorre em máquinas em que o dispositivo 13 apresenta tempos de resposta rápidos, ao passo que se os seus tempos de reação, tal como definidos, forem lentos, o sistema anteriormente descrito é inutilizável.[0037] The total braking torque will thus be greater than that actually requested, whereby the detection device 13 will detect a voltage greater than that requested and, as a result, the electro-pneumatic converter 14 will adjust the air pressure. A repetitive adjustment cycle is established, which allows achieving balance in fractions of a second, providing the required braking torque CL divided between CM and CF, as described above. However, this only occurs in machines where the device 13 has fast response times, whereas if its reaction times, as defined, are slow, the previously described system is unusable.

[0038]A atualização do sistema de controle de frenagem da presente invenção, indicado como um todo pelo número de referência 110, é mostrado em termos gerais na figura 3 e mais especifica mente no diagrama da figura 4. Ele tende a superar o problema acima mencionado de tempos de reação excessiva mente longos do dispositivo 13 substituindo o controle de frenagem normalmente realizado pelo conversor eletropneumático 14 normalmente instalado na máquina, por um controle totalmente realizado pelo sistema 110 de atualização da invenção. Portanto, tal sistema é configurado como um sistema universal a ser aplicado como uma atualização para as máquinas para produção de papelão, tanto se elas são dotadas de um freio combinado com um dispositivo motogerador 8 e um freio 9 mecânico pneumático, quanto se são providos apenas de um freio 9 mecânico pneumático. Neste último caso, o sistema 110 da invenção também compreenderá um sistema de frenagem 2 com um dispositivo motogerador 8 e um dispositivo de freio 9 mecânico pneumático, que substituirá apenas o freio 9 mecânico pneumático da máquina original.[0038] The upgrade of the braking control system of the present invention, indicated as a whole by reference number 110, is shown in general terms in figure 3 and more specifically in the diagram of figure 4. It tends to overcome the above problem mentioned of excessively long reaction times of the device 13 replacing the braking control normally carried out by the electropneumatic converter 14 normally installed on the machine, with a control completely carried out by the update system 110 of the invention. Therefore, such a system is configured as a universal system to be applied as an upgrade to cardboard production machines, whether they are provided with a brake combined with a motor-generating device 8 and a mechanical pneumatic brake 9, or if they are provided only of a pneumatic mechanical brake. In the latter case, the system 110 of the invention will also comprise a braking system 2 with a motor-generating device 8 and a pneumatic mechanical braking device 9, which will only replace the pneumatic mechanical brake 9 of the original machine.

[0039]0 termo "sistema de atualização" significa um sistema que pode ser implementado em uma máquina já em operação para melhorar o controle de frenagem operado pela máquina, substituindo este último pelo controle de frenagem fornecido pelo sistema de atualização.[0039] The term "upgrade system" means a system that can be implemented on a machine already in operation to improve the braking control operated by the machine, replacing the latter with the braking control provided by the upgrade system.

[0040]A força de tração da linha é detectada, como dito, em tempo real por meio de um dispositivo 13 de detecção, como um jumperou uma célula de carga, pertencente à máquina e separado do sistema de atualização da invenção.[0040] The traction force of the line is detected, as said, in real time by means of a detection device 13, such as a jumper or a load cell, belonging to the machine and separate from the update system of the invention.

[0041]O dispositivo 13 envia um sinal elétrico para um conversor eletropneumático 14 (conversor EP), também pertencente à máquina e não ao sistema de atualização, que comanda a pressão do ar enviado pela linha 15, a uma pressão Pm. Em uma máquina desprovida do sistema da invenção, a linha 15 é conectada diretamente ao freio 9 mecânico pneumático. Vice-versa, quando o sistema 110 é atualizado e integrado à máquina de produção de papelão, a linha 15 de ar na pressão Pm é interceptada pelo sistema 110 da invenção. Tanto o dispositivo 13 quanto o conversor eletropneumático 14 estão integrados na máquina e, portanto, não fazem parte do sistema 110 de controle de frenagem.[0041] Device 13 sends an electrical signal to an electro-pneumatic converter 14 (EP converter), also belonging to the machine and not to the updating system, which controls the air pressure sent through line 15, at a pressure Pm. In a machine lacking the system of the invention, line 15 is connected directly to the pneumatic mechanical brake 9. Vice versa, when the system 110 is upgraded and integrated into the cardboard production machine, the air line 15 at pressure Pm is intercepted by the system 110 of the invention. Both the device 13 and the electro-pneumatic converter 14 are integrated into the machine and are therefore not part of the braking control system 110.

[0042] No sistema 110, a linha de ar pressurizado 15 é conectada a um transdutor de pressão 16 integrado ao sistema de atualização da invenção e, por meio de uma derivação 15', a uma válvula solenoide 17. O transdutor de pressão 16 lê a pressão do ar ao longo da linha 15 e o traduz em um sinal elétrico que é enviado para a unidade de comando e controle 11 que, por meio de um algoritmo, calcula a divisão do torque de frenagem entre o dispositivo motogerador 8 e o freio 9 mecânico.[0042] In system 110, the pressurized air line 15 is connected to a pressure transducer 16 integrated with the update system of the invention and, through a shunt 15', to a solenoid valve 17. The pressure transducer 16 reads the air pressure along line 15 and translates it into an electrical signal that is sent to the command and control unit 11 which, through an algorithm, calculates the division of braking torque between the motor-generating device 8 and the brake 9 mechanic.

[0043]A unidade de comando e controle 11 é operacionalmente conectada ao dispositivo motogerador 8 e a um conversor eletropneumático 19, integrado ao sistema 110 de atualização. O conversor eletropneumático 19 é conectado pneumaticamente a uma linha 18 de entrada para introdução de ar em uma pressão fixa PI (tipicamente 6 bar) e para uma linha 18' de saída para liberar ar pressurizado, que envia ar pressurizado para a válvula solenoide 17 a uma pressão variável P2 calculada pela unidade de comando e controle 11 de acordo com a divisão do torque de frenagem, conforme descrito abaixo.[0043] The command and control unit 11 is operationally connected to the motor-generating device 8 and an electro-pneumatic converter 19, integrated into the update system 110. The electro-pneumatic converter 19 is pneumatically connected to an inlet line 18 for introducing air at a fixed pressure PI (typically 6 bar) and to an outlet line 18' for releasing pressurized air, which sends pressurized air to the solenoid valve 17 at a variable pressure P2 calculated by the command and control unit 11 according to the division of the braking torque, as described below.

[0044]A linha 18 de ar pressurizado na pressão fixa PI compreende uma linha 18" piloto, que é conectada na entrada à válvula solenoide 17 para fornecer a pressão piloto necessária à mesma. A pressão PI é selecionada com base nos requisitos de pressão piloto da válvula solenoide 17. No caso de usar uma válvula solenoide, que não é acionada pneumaticamente, a linha 18"piloto será omitida.[0044] The pressurized air line 18 at fixed pressure PI comprises a pilot line 18", which is connected at the inlet to the solenoid valve 17 to provide the required pilot pressure thereto. The PI pressure is selected based on the pilot pressure requirements of solenoid valve 17. In case of using a solenoid valve, which is not pneumatically actuated, the pilot line 18" will be omitted.

[0045]A válvula solenoide 17 é uma válvula de duas vias e é conectada pneumaticamente a uma linha de distribuição 20 que envia ar pressurizado a uma pressão de frenagem P3 para o dispositivo de freio 9 mecânico, onde P3=Pm quando o sistema 110 de controle de frenagem é desativado, ou seja, o a válvula solenoide 17 coloca as linhas 15' e 20 de ar em comunicação, ou, quando o sistema 110 é ativado, P3=P2, em que P2 é zero quando a máquina está operando em estado estacionário, conforme descrito abaixo. O comando de ativação ou desativação do sistema 110 é fornecido pela unidade de comando e controle 11 mediante seleção pelo operador, por exemplo, por meio da interface de usuário 12. Isso permite colocar alternativa mente a linha 18' de entrada proveniente do conversor eletropneumático 19 ou a derivação 15' proveniente da linha 15 da máquina em comunicação com a linha de distribuição 20 e excluindo assim, se necessário, o sistema 110 da invenção, por exemplo, no caso de mau funcionamento. Quando o sistema 110 é desativado, apenas o dispositivo de freio 9 mecânico estará operando, o qual é controlado pela pressão Pm fornecida pelo conversor eletropneumático 14 da máquina. Quando o sistema 110 é ativado, em vez disso, o torque de frenagem pode ser dividido entre o dispositivo de freio 9 mecânico e o dispositivo motogerador 8 de acordo com o cálculo descrito abaixo.[0045] The solenoid valve 17 is a two-way valve and is pneumatically connected to a distribution line 20 that sends pressurized air at a braking pressure P3 to the mechanical braking device 9, where P3=Pm when the system 110 of braking control is deactivated, that is, the solenoid valve 17 places air lines 15' and 20 in communication, or, when system 110 is activated, P3=P2, where P2 is zero when the machine is operating in state stationary, as described below. The activation or deactivation command of the system 110 is provided by the command and control unit 11 upon selection by the operator, for example, through the user interface 12. This allows alternative placement of the input line 18' coming from the electro-pneumatic converter 19 or the derivation 15' coming from the machine line 15 in communication with the distribution line 20 and thus excluding, if necessary, the system 110 of the invention, for example, in the case of malfunction. When system 110 is deactivated, only the mechanical braking device 9 will be operating, which is controlled by the pressure Pm supplied by the machine's electro-pneumatic converter 14. When the system 110 is activated, instead, the braking torque can be divided between the mechanical braking device 9 and the motor-generating device 8 according to the calculation described below.

[0046] Um medidor de pressão 21 pode ser colocado ao longo da linha de distribuição 20 para controlar a pressão P3 fornecida.[0046] A pressure gauge 21 can be placed along the distribution line 20 to control the pressure P3 supplied.

[0047] Em outra modalidade, a válvula solenoide 17 é substituída por uma válvula manual de duas vias. Neste caso, a linha 18" piloto será omitida.[0047] In another embodiment, the solenoid valve 17 is replaced by a two-way manual valve. In this case, the 18" pilot line will be omitted.

[0048] Portanto, o sistema 110 de controle de frenagem compreende: - uma unidade de comando e controle 11; - um transdutor de pressão 16 configurado para ler a pressão Pm do ar ao longo da linha 15 proveniente da máquina de produção de papelão, que é um indicativo do torque total CL requerido pela máquina, e traduzi-lo em um sinal elétrico que é enviado à unidade de comando e controle 11; - um conversor eletropneumático 19 integrado no referido sistema 110 e operacionalmente conectado à referida unidade de comando e controle 11, sendo o referido conversor eletropneumático 19 configurado para ajustar a pressão do ar a uma pressão de entrega P2 e sendo conectado na entrada para uma linha 18 para introduzir ar a uma pressão fixa PI que é maior que a pressão de entrega P2, e na saída, para uma linha 18' de saída; - uma interface de usuário 12 operativa mente conectada à unidade de comando e controle 11; - - uma válvula solenoide 17 ou uma válvula manual de duas vias conectada pneumaticamente: i) na entrada, à dita linha de saída 18' do conversor eletropneumático 19 e em uma derivação 15' da linha 15 de ar à pressão Pm proveniente da máquina de produção de papelão e ii) na saída, para uma linha de distribuição 20 para fornecer ar a uma pressão P3, onde a referida linha de distribuição 20 se conecta à válvula solenoide 17 ou à válvula manual de duas vias a um dispositivo de freio 9 mecânico e onde a referida pressão P3 é igual à referida pressão Pm quando o sistema 110 está no estado desativado ou, quando o sistema 110 está ativado, P3=P2, em que P2 é compreendido entre 0 e Pm; onde a referida unidade de comando e controle 11 configurada para: - correlacionar o valor Pm recebido do transdutor de pressão 16 com um valor CL predefinido que depende do freio pneumático instalado na máquina; - receber o número de revoluções do dispositivo motogerador 8 e o correlaciona com um torque CM fornecido pelo dispositivo motogerador 8; - calcular o torque CF do dispositivo de freio 9 pneumático, - comandar o conversor eletropneumático 19 para fornecer uma pressão P2 correspondente ao referido torque CF com base no cálculo de uma divisão do torque de frenagem predefinido CL a ser fornecido entre um torque de frenagem CF do dispositivo de freio 9 mecânico e um torque de frenagem CM do dispositivo motogerador 8, em que, quando o torque CM do dispositivo motogerador 8 é igual ou maior que CL, o torque CF do dispositivo de freio 9 pneumático é zero.[0048] Therefore, the braking control system 110 comprises: - a command and control unit 11; - a pressure transducer 16 configured to read the air pressure Pm along line 15 coming from the cardboard production machine, which is indicative of the total torque CL required by the machine, and translate it into an electrical signal that is sent to the command and control unit 11; - an electro-pneumatic converter 19 integrated into said system 110 and operatively connected to said command and control unit 11, said electro-pneumatic converter 19 being configured to adjust the air pressure to a delivery pressure P2 and being connected at the inlet to a line 18 to introduce air at a fixed pressure PI which is greater than the delivery pressure P2, and at the outlet, to an outlet line 18'; - a user interface 12 operatively connected to the command and control unit 11; - - a solenoid valve 17 or a two-way manual valve pneumatically connected: i) at the inlet, to said output line 18' of the electro-pneumatic converter 19 and in a branch 15' of the air line 15 at pressure Pm coming from the cardboard production and ii) at the outlet, to a distribution line 20 to supply air at a pressure P3, where said distribution line 20 connects to the solenoid valve 17 or the two-way manual valve to a mechanical braking device 9 and wherein said pressure P3 is equal to said pressure Pm when system 110 is in the deactivated state or, when system 110 is activated, P3=P2, wherein P2 is comprised between 0 and Pm; wherein said command and control unit 11 is configured to: - correlate the Pm value received from the pressure transducer 16 with a predefined CL value that depends on the pneumatic brake installed on the machine; - receive the number of revolutions of the motor-generating device 8 and correlate it with a CM torque provided by the motor-generating device 8; - calculate the torque CF of the pneumatic braking device 9, - command the electro-pneumatic converter 19 to provide a pressure P2 corresponding to said torque CF based on the calculation of a division of the predefined braking torque CL to be supplied between a braking torque CF of the mechanical braking device 9 and a braking torque CM of the motor-generating device 8, wherein, when the torque CM of the motor-generating device 8 is equal to or greater than CL, the torque CF of the pneumatic braking device 9 is zero.

[0049] Em particular, P2 é diferente de zero apenas quando o número de rotações do dispositivo motogerador 8 é baixo, ou seja, nas etapas de partida e parada, enquanto na operação em estado estacionário, quando o torque CF é zero, P2=P3=0.[0049] In particular, P2 is non-zero only when the number of rotations of the motor-generating device 8 is low, that is, in the starting and stopping stages, while in steady-state operation, when the torque CF is zero, P2= P3=0.

[0050]A unidade de comando e controle 11 é configurada para calcular a divisão do torque de frenagem CL entre o torque de frenagem CM do dispositivo motogerador 8 e o torque de frenagem CF do dispositivo de freio 9 mecânico de acordo com o seguinte algoritmo: a) quando CL > CM-MAX, onde CM-MAX é o torque de frenagem máximo fornecido pelo dispositivo motogerador 8, CL é dado pela soma CM-MAX + CF; b) quando CL < CM-MAX, CL=CM; c) no caso de frenagem de emergência, CL = CM-MAX + CF-MAX, onde CF-MAX é o torque máximo de frenagem fornecido pelo dispositivo de freio 9 mecânico.[0050] The command and control unit 11 is configured to calculate the division of the braking torque CL between the braking torque CM of the motor-generating device 8 and the braking torque CF of the mechanical braking device 9 according to the following algorithm: a) when CL > CM-MAX, where CM-MAX is the maximum braking torque provided by the motor-generating device 8, CL is given by the sum CM-MAX + CF; b) when CL < CM-MAX, CL=CM; c) in the case of emergency braking, CL = CM-MAX + CF-MAX, where CF-MAX is the maximum braking torque provided by the mechanical brake device 9.

[0051] Por meio de uma interface com um inversor, a eletricidade produzida pelo dispositivo motogerador 8 é enviada para a rede de alimentação (E).[0051] Through an interface with an inverter, the electricity produced by the motor-generating device 8 is sent to the power supply network (E).

[0052] Na descrição anterior, foi feita referência a um sistema de frenagem compreendendo um dispositivo motogerador 8 e um dispositivo de freio 9 mecânico dispostos coaxialmente no mesmo eixo de transmissão.[0052] In the previous description, reference was made to a braking system comprising a motor-generating device 8 and a mechanical braking device 9 arranged coaxially on the same transmission shaft.

[0053] No entanto, como mostrado na Figura 5, o sistema 110 de controle de frenagem da invenção pode igualmente ser aplicado a um sistema de frenagem no qual o dispositivo motogerador 8 e o dispositivo de freio 9 mecânico não são colocados no mesmo eixo, mas são, por exemplo, lado a lado.[0053] However, as shown in Figure 5, the braking control system 110 of the invention can also be applied to a braking system in which the motor-generating device 8 and the mechanical braking device 9 are not placed on the same axis, but they are, for example, side by side.

[0054]A Figura 5 mostra uma bobina B cujo eixo está associado a um dispositivo de freio 9 mecânico do tipo pneumático. O dispositivo motogerador 8, por outro lado, é colocado lado a lado e operacionalmente associado ao eixo da bobina B por meio de um membro de transmissão 30, por exemplo, uma correia ou uma corrente ou, em uma modalidade não mostrada, por meio de engrenagens, um redutor ou um multiplicador.[0054] Figure 5 shows a coil B whose axis is associated with a pneumatic-type mechanical brake device 9. The motor-generating device 8, on the other hand, is placed side by side and operatively associated with the coil axis B by means of a transmission member 30, for example, a belt or a chain or, in an embodiment not shown, by means of gears, a reducer or a multiplier.

[0055] Portanto, o sistema de controle de frenagem 110 da invenção atinge os objetivos predeterminados.[0055] Therefore, the braking control system 110 of the invention achieves the predetermined objectives.

[0056] De fato, este sistema pode também ser integrado em máquinas de produção de papelão já em funcionamento e com um sistema de frenagem composto por um freio motogerador e um freio pneumático, bastando para isso ligar, à entrada, a linha de ar pressurizado à pressão Pm da máquina ao sistema 110 da invenção e este último, na saída, ao sistema de frenagem da máquina.[0056] In fact, this system can also be integrated into cardboard production machines already in operation and with a braking system consisting of a motor-generator brake and a pneumatic brake, simply by connecting the pressurized air line to the input. pressure Pm from the machine to the system 110 of the invention and the latter, at the outlet, to the machine's braking system.

[0057]Se a máquina de produção de papelão for fornecida apenas com freio pneumático ou freio motor elétrico, o sistema 110 da invenção também incluirá um sistema de frenagem 2 conforme descrito acima, que substituirá o freio pneumático original.[0057] If the cardboard production machine is provided with only a pneumatic brake or an electric motor brake, the system 110 of the invention will also include a braking system 2 as described above, which will replace the original pneumatic brake.

[0058]0 sistema 110 de controle de frenagem da invenção é barato e tem pequenas dimensões devido ao fato de que o uso contemporâneo de um freio mecânico não requer um motogerador de alta potência.[0058] The braking control system 110 of the invention is inexpensive and has small dimensions due to the fact that the contemporary use of a mechanical brake does not require a high-power motor generator.

[0059]0 sistema de frenagem 2 permite ainda uma recuperação de eletricidade, embora apenas parcial (ou seja, relativa apenas à parte do torque de frenagem fornecida pelo dispositivo motogerador 8).[0059] The braking system 2 also allows a recovery of electricity, although only partial (i.e., relating only to the part of the braking torque provided by the motor-generating device 8).

[0060] É evidente que apenas algumas modalidades particulares da presente invenção foram descritas, nas quais os técnicos no assunto poderão fazer todas as alterações necessárias para a adaptação das mesmas a aplicações particulares, sem sair do escopo de proteção da presente invenção.[0060] It is clear that only a few particular embodiments of the present invention have been described, in which those skilled in the art will be able to make all necessary changes to adapt them to particular applications, without leaving the scope of protection of the present invention.

Claims

1. Upgrade braking control system (110) for a cardboard or corrugated cardboard production machine, having or in which at least one braking system (2) has been installed, comprising a motor-generating device (8) and a mechanical pneumatic brake (9), characterized in that said system (110) comprises: - a command and control unit (11); - a pressure transducer (16) configured to read an air pressure (Pm) along a line (15) originating from the cardboard production machine, which is indicative of the total torque CL required by the machine, and translate it into an electrical signal to be sent to the command and control unit (11); - an electro-pneumatic converter (19) integrated into said system (110) and operatively connected to said command and control unit (11), the electro-pneumatic converter (19) of the system (110) being configured to adjust the air pressure to a delivery pressure (P2) and being connected at the inlet to an air line (18) at a fixed pressure (P1), which is greater than the delivery pressure (P2), and, at the outlet, to a line (18' ) about to leave; - a user interface (12) operationally connected to the command and control unit (11); - a solenoid valve (17) or a pneumatically connected two-way manual valve: i) at the inlet, in said output line (18') of the electropneumatic converter (19) and in a branch (15') of the line (15) of air to the pressure (Pm) coming from the cardboard production machine, and ii) at the outlet, to a distribution line (20) to supply air at a braking pressure (P3), said distribution line ( 20) connects the solenoid valve (17) or the two-way manual valve to a mechanical brake device (9) and in which said pressure (P3) is equal to said pressure (Pm) when the system (110) is in deactivated state or, when system 110 is activated, P3=P2, where P2 is between 0 and Pm; wherein said command and control unit (11) is configured to: - correlate the Pm value received from the pressure transducer (16) with a predefined CL value that depends on the pneumatic brake installed on the machine; - receive the number of rotations of the motor-generating device (8) and correlate it with a CM torque provided by the motor-generating device (8); - calculate the torque CF of the pneumatic braking device (9), - command the electro-pneumatic converter (19) to provide a pressure P2 corresponding to said torque CF based on the calculation of a division of the predefined braking torque CL to be provided between a braking torque CF of the mechanical braking device (9) and a braking torque CM of the motor-generating device (8), wherein, when the torque CM of the motor-generating device (8) is equal to or greater than CL, the torque CF of the device brake pressure (9) is zero.

2. System (110), according to claim 1, characterized in that the command and control unit (11) is configured to calculate the division of the braking torque CL between the braking torque CM of the motor-generating device (8) and the braking torque CF of the mechanical braking device (9) according to the following algorithm: a) when CL > CM-MAX, where CM-MAX is the maximum braking torque provided by the motor-generating device (8), CL is given by sum CM-MAX + CF; b) when CL < CM-MAX, CL= CM; c) in the case of emergency braking, CL = CM-MAX + CF-MAX, where CF-MAX is the maximum braking torque provided by the mechanical braking device (9).

3. System (110), according to claim 1 or 2, characterized in that said air line (18) at fixed pressure (P1) is connected by means of a pilot line (18") to said solenoid valve (17 ) or two-way manual valve to control said solenoid valve (17).

4. System (110), according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said distribution line (20) comprises a pressure gauge (21).

5. System (110), according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises said braking system (2) to replace the originally assembled pneumatic mechanical brake (9) or the electric motor brake.

6. System (110), according to claim 5, characterized in that the mechanical brake device (9) is mounted on the same axis (10) as the motor-generating device (8).

7. System (110), according to claim 5, characterized in that the mechanical brake device (9) and the motor-generating device (8) are not mounted on the same axis (10) and are kinematically connected by means of a member transmission (30).

8. System (110), according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the motor-generating device (8) is an electric motor, which is configured, through the interface with an inverter, to provide a drive torque or a load torque, producing, in the latter case, electricity.

9. System (110), according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the mechanical braking device (9) is a single-disc or multi-disc brake of the pneumatic type.

10. Machine for producing cardboard or corrugated cardboard, whether for printing or converting, comprising at least one, preferably two support members (1) of a reel (B) of paper or other material, characterized by each of said support members (1) comprise a C-shaped structure (3) with two arms (4) and a connecting bar (5), in which the distal ends (4a) of the arms (4) support the respective axles (6), which rotatably support the coil (B) at the two proximal ends (6a) thereof, a braking system (2) comprising a motor-generating device (8) and a mechanical pneumatic brake (9) comprising a braking control system (110) as per described in any one of claims 1 to 9, being mounted on the distal ends (6b) of the axles (6).