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WO2024184563A1 - Sistema de corte en cizalla con cuchilla orientable - Google Patents

Sistema de corte en cizalla con cuchilla orientable Download PDF

Info

Publication number
WO2024184563A1
WO2024184563A1 PCT/ES2024/070120 ES2024070120W WO2024184563A1 WO 2024184563 A1 WO2024184563 A1 WO 2024184563A1 ES 2024070120 W ES2024070120 W ES 2024070120W WO 2024184563 A1 WO2024184563 A1 WO 2024184563A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
blade
cutting
counter
shear
movement
Prior art date
Application number
PCT/ES2024/070120
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manuel Torres Martinez
Original Assignee
M. Torres Diseños Industriales, S.A.U.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by M. Torres Diseños Industriales, S.A.U. filed Critical M. Torres Diseños Industriales, S.A.U.
Publication of WO2024184563A1 publication Critical patent/WO2024184563A1/es

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D1/00—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor
    • B26D1/0006—Cutting members therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D1/00—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor
    • B26D1/01—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work
    • B26D1/02—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a stationary cutting member
    • B26D1/025—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a stationary cutting member for thin material, e.g. for sheets, strips or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D5/02—Means for moving the cutting member into its operative position for cutting
    • B26D5/04—Means for moving the cutting member into its operative position for cutting by fluid pressure
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    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
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    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/26—Means for mounting or adjusting the cutting member; Means for adjusting the stroke of the cutting member
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/26—Means for mounting or adjusting the cutting member; Means for adjusting the stroke of the cutting member
    • B26D7/2628—Means for adjusting the position of the cutting member
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D1/00—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor
    • B26D1/0006—Cutting members therefor
    • B26D2001/0066—Cutting members therefor having shearing means, e.g. shearing blades, abutting blades

Definitions

  • the present invention is related to the industry dedicated to the formation of parts using synthetic fibers such as glass fibers or carbon fibers, in which a machine or head applies various layers of fiber strips, and more specifically with the system for cutting said fiber strips for their deposition with a shear cutting process.
  • the heads for applying synthetic fibre strips for forming parts are widely known.
  • these applicator heads carry out a successive application of synthetic fibre strips until the entire surface of the part to be formed is covered, consecutively superimposing application layers until the desired thickness of the part is determined.
  • This type of system is commonly used in the aeronautical industry and similar industries, where the trend and demand of the sector requires more productive, reliable and automatic systems.
  • shear cutting is a simpler and more economical process than rotary cutting, in which instead of making a transversal cut to the strip, a tangential cut is made by rotating the dolly on the blade.
  • application heads that apply a strip of fibre whose width determines the number of passes necessary to cover the entire application surface, so that if very wide strips are used, the number of passes is lower, but the waste of application material increases as a consequence of the cuts necessary to adapt to the contour of the piece to be formed.
  • the 90° cut prevents the internal reinforcements from adjusting to the theoretical contour, so it is necessary to add excess material, which increases the weight of the final piece.
  • the present invention provides a shear cutting system for fiber tape taping machines in which the cutting of the fiber tape is performed transversely to the movement of the fiber tape by shearing between a cutting blade and a counter-blade in a relative displacement between said cutting blade and the counter-blade, which comprises orientation means of a support of the cutting blade configured to orient the cutting blade according to a cutting angle selected for cutting the fiber tape.
  • the blade support comprises the counter-blade such that both the cutting blade and the counter-blade rotate by the action of the orientation means.
  • the blade support comprises both shear elements, both the cutting blade and the counter-blade or dolly, such that they rotate at the same time to produce the cut, which results in a more compact system, instead of orienting only the cutting blade, which would require a larger counter-blade.
  • the cutting blade is arranged in a fixed manner in the blade holder, i.e. without transverse movement to the fibre strip, only having a rotary movement for its orientation, and the counter-blade being movable transversely to the movement of the fibre strip against the cutting blade to produce the shear cut of the fibre strip.
  • This configuration prevents the blade from being damaged during movement, since when it is cantilevered it could bend and hit the counter-blade.
  • the blade support comprises a guide, preferably in the form of a recess, for the movement of the counter-blade transverse to the fibre strip.
  • the counter-blade has an intermediate threading slot for the passage of the fibre tape, such that, during cutting, the counter-blade drives the fibre tape against the cutting blade, remaining within said threading slot. That is, the counter-blade comprises an inner slot through which the fibre tape passes in its movement towards the application roller of the fibre application heads, such that the shear cut occurs when the fibre tape is trapped between the wall of the counter-blade slot and the blade. In this way, the fibre tape is kept in its movement position by remaining at all times in the threading slot that guides its movement towards the application roller.
  • the blade support has two extensions or walls that project in a direction parallel to the movement of the fiber tape between which the fiber tape is arranged, having an inlet and/or an outlet of the blade support with a funnel shape that guides the fiber tape in its movement.
  • said projections can be constituted in the blade support itself or be an attachment connectable to said support. Thanks to this configuration, the fiber tape is kept in its position and is prevented from leaving its line of movement, thus preventing it from folding or being stepped on incorrectly on the application surface.
  • these extensions of the blade holder have a circular disk-shaped configuration, and in correspondence with semicircular section guides that guide the blade holder during rotation for orientation of the cutting blade.
  • This configuration ensures precise blade rotation, preventing it from buckling due to its cantilever positioning.
  • the orientation means preferably comprise a turning element connectable to the blade support and a drive that rotates said turning element according to the orientation required to perform the cut with the blade.
  • a drive a motor is provided that engages the turning element connectable to the blade support.
  • the turning element of the orientation means comprises a toothed gear, preferably a pinion, the drive being at least one pneumatic cylinder comprising a drive toothed gear, in the form of a rack, on an actuating rod of the pneumatic cylinder which, in cooperation with the toothed gear of the turning element, drives the rotation of the blade support.
  • Figure 1 shows a perspective view of a fiber tape application head with a shear cutting system object of the invention.
  • Figure 2 shows a detailed perspective view of a design option of a blade holder of the cutting system of the invention, with the fiber tape in its pre-cut application travel position.
  • Figure 3 shows a cutaway view of Figure 2, where the blade and counterblade can be better seen.
  • Figure 5 is a sectional view of Figure 4.
  • Figure 6 is a section view of the fiber tape application head with the shear cutting system object of the invention, with the fiber tape in its application displacement position prior to cutting.
  • Figure 7 is a section view like that of Figure 6 but in this case at the moment of shearing of the fiber tape.
  • Figures 8a, 8b and 8c schematically show the cutting sequence of the fiber strip with a movable counter-blade.
  • Figure 9 shows a sectional detail view of the blade holder orientation means, with the blade forming 90° with the fiber tape.
  • Figure 10 shows a sectional detail view of the blade holder orientation means, with the blade forming 45° with the fiber tape.
  • Figure 11 is a front view in which the blade holder can be seen forming 90° with the fiber tape as in Figure 9.
  • Figure 12 is a front view in which the blade holder can be seen forming a 45° angle with the fiber tape as in Figure 9.
  • Figure 1 shows a practical example of a fibre tape application head (1) for forming parts.
  • the fibre tape (1) is dispensed from a reel (not shown) to a fibre tape deposition roller (1) which applies pressure on the fibre tape (1) for its application on the surface, applying cuts to the fibre tape (1) for each strip of fibre tape (1) deposited.
  • This type of application is preferably carried out for aeronautics or similar where the geometry of the parts is not regular, which requires a subsequent step of applying cuts to adapt the surface of the applied fibre tape to the contour of the part.
  • the invention contemplates a shear cutting system with an adjustable blade support (4) configured to orient the cutting blade (2) based on the orientation of the contour of the part to be manufactured.
  • Said orientable blade support (4) can be seen in a simplified manner in figure 2, preferably of rectangular structure, which as can be seen in greater detail in figure 3 comprises a cutting blade (2) and a counter-blade (3) with a relative displacement between them forming a shear assembly to produce the cutting of the fiber strip (1) by shearing between both.
  • the cutting blade (2) remains fixed and it is the counter-blade (3) that moves against the cutting blade (2) pushing the fibre strip (1) to produce its shear cut.
  • the cutting blade (2) that moves leaving the counter-blade (3) fixed to produce the cut as is done in a conventional manner.
  • the cutting system comprises orientation means that rotate the blade support (4) by rotating the blade (2) fixed to the same support to orient it according to said predetermined angle, thus avoiding the subsequent step of trimming excess edges with respect to the contour of the piece to be formed. In this way, the combination of shear cutting and orientation rotation allows for a fast and reliable cut, performing the application of the fibre strips automatically without adding a subsequent post-processing step.
  • the shear cutting system comprises a counter-blade drive (3.1), which will preferably be a pneumatic cylinder that moves the counter-blade (3) in turn moving the fiber strip (1) against the blade (2) to produce its shear cut.
  • a counter-blade drive (3.1)
  • Said counter-blade drive will preferably be a pneumatic cylinder that moves the counter-blade (3) in turn moving the fiber strip (1) against the blade (2) to produce its shear cut.
  • control means that operate it automatically depending on the geometry of the piece and the application speed of the fiber tape (1).
  • the cutting system is provided to include return springs (3.2) for the counter-blade drive (3.1).
  • the counter-blade (3) comprises a through threading slot (5), located in an intermediate area of the counter-blade (3) that allows maintaining the positioning of the fiber tape (1) for its movement towards the application roller.
  • FIGs 8a, 8b and 8c a cutting sequence of the fibre tape (1) can be seen. Initially in an initial position the fibre tape (1) passes through the counter-blade (3) through its threading slot (5) in its movement for application, as can be seen in Figure 8a.
  • the counter-blade (3) moves according to the arrow shown, in the direction of the blade (2), so that so that the fiber strip (1) is pushed against the blade (2) getting caught between the counter-blade (3) and the blade (2) and producing its shear cut by the displacement force of the counter-blade (3).
  • the blade (2) remains fixed in the blade holder (4) with the cutting edge towards the upper part of the encounter with the counter-blade.
  • the fibre strip (1) remains within the threading slot (5) of the counter-blade (3) and so remains in a displacement guide which prevents jams or folds in the fibre strip (1).
  • the blade support (4) is provided with a return spring (6) which returns the counter-blade (3) by pushing it towards its initial position, pushing the fibre strip (1) into its displacement position, which helps the fibre strip (1) to leave a bending position as shown in figure 8b, and return to the initial position as can be seen in figure 8c.
  • the threading slot (5) of the counter-blade (3) will have a ramp entry as can be seen in figures 8a, 8b, 8c, which facilitates the entry of the fiber tape (1) in the initial feed, and contributes to a better shear cut.
  • the blade support (4) comprises a guide (4.1), in the form of a drawer, which guides the counter-blade (3) in its movement, which ensures a perfect shear cut.
  • the aforementioned return spring (6) of the counter-blade (3) prevents the fibre strip (1) from getting stuck in said guide (4.1) when being pushed by the right wall of the threading slot (5) by the push of the return spring (6) of the counter-blade (3).
  • extensions (4.2) which project in a direction parallel to the movement at least superiorly, and preferably also towards the bottom. These extensions (4.2) can form a single solid element with the blade support (4) or be coupling elements connectable to the blade support (4).
  • extensions (4.2) give lateral support to the fiber tape (1) serving as a channel for guided in its movement.
  • at least the upper inlet (4.3), and preferably also the lower outlet (4.4) of the extensions (4.2) of the blade support (4) have a funnel shape that guides the fibre strip (1) to prevent it from leaving its guide channel.
  • the extensions (4.2) have a circular disk-shaped configuration, and in correspondence with guides (7) of semicircular section as can be seen in figure 1, so that said guides (7) guide the blade support (4) during the orientation rotation of the cutting blade (2) ensuring the correct rotation of the blade (2) without buckling. Furthermore, as can be seen in figure 7, at the time of cutting the fiber strip (1), preferably, the extension (4.2) or right disk moves together with the counter-blade allowing the displacement of the fiber strip (1) to avoid tensions in the fiber strip (1).
  • the orientation means comprise a rotating element (8) connectable to the blade support (4) which may optionally form an integral part of the blade support (4), and a drive that rotates said rotating element (8), in turn rotating the blade support (4) and orienting the blade (2) according to the predetermined orientation.
  • the turning element (8) comprises a toothed gear (8.1) in the form of a pinion for driving the turning controlled by the control means.
  • the orientation means comprise at least one pneumatic cylinder (9) and preferably one on each side of the pinion (8.1), whose actuating rod (9.1) comprises a drive toothing (9.2) in the form of a rack, such that the control means actuate said pneumatic cylinders (9) according to the predetermined orientation for the blade (2), the rotation preferably being between -45°, 0 or and 45°.
  • figures 9 and 11 would correspond to an angle of 0 or that is, when the blade (2) is arranged perpendicular to the fiber tape (1) producing a cut of the tape (1) at 90°. And in the case of figures 10 and 12, with the blade support (4) and consequently the blade (2) forming an angle of 45°, such that a cut of the tape (1) would be achieved at

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Sistema de corte en cizalla para máquinas de encintado de cinta de fibra en la que el corte de la cinta de fibra (1) se realiza transversalmente al desplazamiento de la cinta de fibra (1) por cizalladura entre una cuchilla de corte (2) y una contracuchilla (3) en un desplazamiento relativo opuesto entre dicha cuchilla de corte (2) y la contracuchilla (3), caracterizado por qué comprende unos medios de orientación de un soporte de cuchilla (4) de la cuchilla de corte (2) configurados para orientar la cuchilla de corte (2) según un ángulo de corte seleccionado para el corte de la cinta de fibra (1).

Description

DESCRIPCIÓN
SISTEMA DE CORTE EN CIZALLA CON CUCHILLA ORIENTABLE
Sector de la técnica
La presente invención está relacionada con la industria dedicada a la formación de piezas mediante fibras sintéticas tales como fibras de vidrio o fibras de carbono, en la que una máquina o cabezal aplica diversas capas de tiras de fibra, y más concretamente con el sistema de corte de dichas tiras de fibra para su deposición con un procedimiento de corte en cizalla.
Estado de la técnica
En la actualidad son ampliamente conocidos los cabezales de aplicación de tiras de fibras sintéticas para la formación de piezas. Convencionalmente estos cabezales aplicadores efectúan una aplicación sucesiva de tiras de fibras sintéticas hasta cubrir toda la superficie de la pieza a formar superponiéndose consecutivamente capas de aplicación hasta determinar el grosor de la pieza deseada. Este tipo de sistema es comúnmente utilizado en la industria aeronáutica y similares, donde la tendencia y exigencia del sector requiere de sistemas más productivos, fiables y automáticos.
A este respecto, para realizar el corte de las tiras a aplicar el corte por cizalla presenta una mecánica más sencilla y económica que el corte rotativo en el que en vez de realizar un corte transversal a la tira se realiza un corte tangencial haciendo rotar la sufridera sobre la cuchilla. En este sentido existen cabezales de aplicación que aplican una tira de fibra cuya anchura determina el número de pasadas necesarias para cubrir toda la superficie de aplicación, de manera que si se utilizan tiras de mucha anchura el número de pasadas es menor, pero el desperdicio del material de aplicación aumenta como consecuencia de los cortes necesarios para adaptar al contorno de la pieza a formar. Esta situación se produce debido a que los cortes de las tiras que se realizan mediante cizalladura se realizan con un corte a 90° con respecto a la orientación de las fibras, lo que produce sobrantes que posteriormente deben ser recortados manualmente o requieren de un proceso posterior con otra máquina o con un sistema de la misma máquina que recorta los sobrantes siguiendo el contorno de la pieza a formar. Con objeto de reducir el desperdicio de material existen cabezales que aplican tiras de poca anchura, sin embargo, este tipo de cabezales aumentan el número de pasadas y con ello incrementan los tiempos de producción bajando la productividad, además de que sigue siendo necesario un corte posterior de los sobrantes.
Adicionalmente, en muchas ocasiones el corte a 90° impide que los refuerzos interiores se ajusten al contorno teórico por lo que es necesario poner exceso de material que aumenta el peso de la pieza final.
A la vista de dichas desventajas que presentan las soluciones existentes en la actualidad para cabezales de aplicación de fibra con corte en cizalla, resulta necesaria una solución que permita eliminar o reducir dicho desperdicio de material a la vez que se proporciona una alta productividad y se asegura una aplicación correcta de las tiras de fibra en la formación de piezas.
Objeto de la invención
Con la finalidad de cumplir este objetivo y solucionar los problemas técnicos comentados hasta el momento, además de aportar ventajas adicionales que se pueden derivar más adelante, la presente invención proporciona un sistema de corte en cizalla para máquinas de encintado de cinta de fibra en la que el corte de la cinta de fibra se realiza transversalmente al desplazamiento de la cinta de fibra por cizalladura entre una cuchilla de corte y una contracuchilla en un desplazamiento relativo entre dicha cuchilla de corte y la contracuchilla, el cual comprende unos medios de orientación de un soporte de la cuchilla de corte configurados para orientar la cuchilla de corte según un ángulo de corte seleccionado para el corte de la cinta de fibra.
Gracias a esta configuración se eliminan o reducen los sobrantes derivados del corte convencional en cizalla a 90°, pudiendo adoptar cualquier orientación de la cuchilla para la adaptación al contorno de la pieza, siendo preferentemente el giro del soporte de la cuchilla y por lo tanto de la propia cuchilla en orientaciones de 45°, 0o y -45°. Se reducen los tiempos de producción manteniendo la fiabilidad en el corte que proporciona el sistema de cizalla. Además, este sistema de corte permite reducir la tira mínima de aplicación, por ejemplo, a valores de 100mm de tira mínima, ya que la distancia entre el punto de corte y el de compactado es menor que en otros sistemas de corte conocidos. De acuerdo con una característica de la invención, el soporte de cuchilla comprende la contracuchilla de forma que tanto la cuchilla de corte como la contracuchilla giran por acción de los medios de orientación. De esta manera el soporte de cuchilla comprende ambos elementos de cizalla, tanto la cuchilla de corte como la contracuchilla o sufridera, de forma que giran a la vez para producir el corte, lo que se traduce en un sistema más compacto, en vez de orientarse únicamente la cuchilla de corte, que requeriría de una contracuchilla de mayor volumen.
Preferentemente la cuchilla de corte está dispuesta de forma fija en el soporte de cuchilla, es decir sin desplazamiento transversal a la cinta de fibra, únicamente teniendo un movimiento giratorio para su orientación, y siendo la contracuchilla desplazadle transversal mente al desplazamiento de la cinta de fibra contra la cuchilla de corte para producir el corte por cizalladura de la cinta de fibra.
Esta configuración evita que la cuchilla pueda dañarse en su desplazamiento ya que al estar en voladizo podría doblarse e impactar contra la contracuchilla.
Para asegurar que la contracuchilla en su desplazamiento transversal a la cinta de fibra no impacte contra la cuchilla directamente sino ligeramente por encima para producir la cizalladura de la cinta de fibra que queda atrapada entre ambas, de forma preferente, el soporte de cuchilla comprende un guiado, preferentemente en forma de cajeado, para el desplazamiento de la contracuchilla transversal a la cinta de fibra.
Según una característica de la invención, la contracuchilla tiene una ranura de enhebrado intermedia para el paso de la cinta de fibra, de forma que, durante el corte la contracuchilla impulsa la cinta de fibra contra la cuchilla de corte permaneciendo dentro de dicha ranura de enhebrado. Es decir, la contracuchilla comprende una ranura interior a través de la cual pasa la cinta de fibra en su desplazamiento hacia el rodillo de aplicación propio de los cabezales de aplicación de fibras, de forma que el corte por cizalladura se produce cuando la cinta de fibra queda atrapada entre la pared de la ranura de la contracuchilla y la cuchilla. De esta forma, la cinta de fibra se mantiene en su posición de desplazamiento al permanecer en todo momento en la ranura de enhebrado que guía su desplazamiento hacia el rodillo de aplicación.
Adicionalmente, de forma preferente, el soporte de cuchilla comprende un muelle de retorno, de retorno de la contracuchilla, que empuja a la cinta de fibra a su posición original de desplazamiento. Al permanecer la cinta de fibra dentro de la ranura de enhebrado, cuando la contracuchilla es forzada a retornar, empuja a la cinta de fibra a su posición correcta para su desplazamiento de aplicación. De esta forma se evitan atascos o una mala aplicación debida a que la cinta de fibra se salga de su posición de desplazamiento de aplicación. Dicho muelle de retorno también se contemplaría en realizaciones en las que la contracuchilla no disponga de ranura de enhebrado.
Según otro aspecto de la invención, el soporte de cuchilla tiene dos prolongaciones o paredes que se proyectan en dirección paralela al desplazamiento de la cinta de fibra entre las cuales se dispone la cinta de fibra, disponiendo de una entrada y/o una salida del soporte de cuchilla con una forma de embudo que guía la cinta de fibra en su desplazamiento. Se contempla que dichas proyecciones pueden estar constituidas en el propio soporte de cuchilla o ser un anexo conectable a dicho soporte. Gracias a esta configuración, la cinta de fibra se mantiene en su posición y se evita que salga de su línea de desplazamiento, por lo que se evita que se pliegue o se pise de forma incorrecta sobre la superficie de aplicación.
Preferentemente, estas prolongaciones del soporte de cuchilla tienen una configuración circular en forma de disco, y en correspondencia con unas guías de sección semicircular que guían el soporte de cuchilla durante el giro para orientación de la cuchilla de corte.
Esta configuración asegura un giro preciso de la cuchilla evitando que pandee debido a su posicionamiento en voladizo.
Los medios de orientación preferentemente comprenden un elemento de giro conectable al soporte de cuchilla y un accionamiento que hace girar a dicho elemento de giro según la orientación requerida para realizar el corte con la cuchilla. Como ejemplo de accionamiento está previsto un motor que engrane el elemento de giro conectable al soporte de cuchilla.
Adicionalmente, según una realización de la invención el elemento de giro de los medios de orientación comprende un dentado, preferentemente un piñón, siendo el accionamiento al menos un cilindro neumático que comprende un dentado de accionamiento, de la forma de una cremallera, en un vástago actuador del cilindro neumático que en cooperación con el dentado del elemento de giro acciona el giro del soporte de cuchilla.
Gracias a esta configuración, se produce una orientación más precisa de la cuchilla, y se puede programar de forma que se produzca el giro automático en función de las necesidades de la pieza a formar.
Descripción de las figuras
La figura 1 muestra una vista en perspectiva de un cabezal de aplicación de cintas de fibra con un sistema de corte en cizalla objeto de la invención.
La figura 2 muestra una vista en perspectiva en detalle de una opción de diseño de un soporte de cuchilla del sistema de corte de la invención, con la cinta de fibra en su posición de desplazamiento de aplicación previa al corte.
La figura 3 muestra una vista de corte de la figura 2, donde se visualizan de mejor manera la cuchilla y la contracuchilla.
La figura 4 es una vista como la de la figura 2, en este caso en el momento de corte por cizalladura de la cinta de fibra.
La figura 5 es una vista de corte de la figura 4.
La figura 6 es una vista de corte del cabezal de aplicación de cintas de fibra con el sistema de corte en cizalla objeto de la invención, con la cinta de fibra en su posición de desplazamiento de aplicación previa al corte.
La figura 7 es una vista de corte como la de la figura 6 pero en este caso en el momento de corte por cizalladura de la cinta de fibra.
Las figuras 8a, 8b y 8c, muestran de forma esquemática la secuencia de corte en cizalla de la cinta de fibra con contracuchilla desplazable.
La figura 9 muestra una vista de detalle en sección de los medios de orientación del soporte de cuchilla, con la cuchilla formando 90° con la cinta de fibra.
La figura 10 muestra una vista de detalle en sección de los medios de orientación del soporte de cuchilla, con la cuchilla formando 45° con la cinta de fibra. La figura 11 es una vista frontal en la que se puede ver el soporte de cuchilla formando 90° con la cinta de fibra como en la figura 9.
La figura 12 es una vista frontal en la que se puede ver el soporte de cuchilla formando 45° con la cinta de fibra como en la figura 9.
Descripción detallada de la invención
A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo no limitativo de realización preferente de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuación.
En la figura 1 se puede ver un ejemplo práctico de un cabezal de aplicación de cinta de fibra (1) para la formación de piezas. Así, la cinta de fibra (1) se dispensa desde una bobina no representada, hasta un rodillo de deposición de la cinta de fibra (1) que aplica presión sobre la cinta de fibra (1) para su aplicación sobre la superficie, aplicando cortes en la cinta de fibra (1) para cada tira de cinta de fibra (1) depositada. Este tipo de aplicaciones se realiza preferentemente para aeronáutica o similares en los que la geometría de las piezas no es regular lo que requiere de un paso posterior de aplicación de recortes para adaptar al contorno de la pieza la superficie de la cinta de fibra aplicada. Para evitar dicho paso de recorte posterior la invención contempla un sistema de corte en cizalla con un soporte de cuchilla (4) orientable configurado para orientar la cuchilla de corte (2) en función de la orientación del contorno de la pieza a fabricar.
Dicho soporte de cuchilla (4) orientable se puede ver de manera simplificada en la figura 2, preferentemente de estructura rectangular, que como se puede ver en mayor detalle en la figura 3 comprende una cuchilla de corte (2) y una contracuchilla (3) con un desplazamiento relativo entre ellas formando un conjunto de cizalla para producir el corte de la cinta de fibra (1) por cizalladura entre ambas.
Así, en la realización preferente de las figuras, la cuchilla de corte (2) permanece fija y es la contracuchilla (3) la que se desplaza contra la cuchilla de corte (2) empujando la cinta de fibra (1) para producir su corte en cizalla. Aunque no se descarta que en otras realizaciones sea la cuchilla de corte (2) la que se desplace quedando la contracuchilla (3) fija para producir el corte como se realiza de forma convencional. Para realizar el corte de la cinta de fibra (1) según el ángulo predeterminado por el contorno de la pieza, el sistema de corte comprende unos medios de orientación que hacen girar el soporte de cuchilla (4) girando la cuchilla (2) fija al mismo soporte para orientarla según dicho ángulo predeterminado, evitando así el paso posterior de recorte de bordes sobrantes respecto al contorno de la pieza a formar. De esta forma la conjunción de corte en cizalla y giro de orientación permite un corte rápido y fiable, realizando la aplicación de las cintas de fibra de forma automática sin añadir un paso posterior de postprocesado.
Según una opción de diseño, como se puede ver en las figuras 4 a 7, el sistema de corte en cizalla comprende un accionamiento de contracuchilla (3.1), que será preferentemente un cilindro neumático que desplaza la contracuchilla (3) desplazando a su vez la cinta de fibra (1) contra la cuchilla (2) para producir su corte en cizalla. Dicho accionamiento de contracuchilla
(3.1) es accionado mediante unos medios de control que lo accionan de forma automática en función de la geometría de la pieza y la velocidad de aplicación de la cinta de fibra (1).
Para el retorno de dicho accionamiento de contracuchilla (3.1) a su posición de inicio está previsto que el sistema de corte comprenda unos muelles de retorno (3.2) del accionamiento de contracuchilla (3.1).
Así, como se puede ver en la figura 5, cuando se acciona el accionamiento de contracuchilla
(3.1), la contracuchilla (3) empuja la cinta de fibra (1) contra la cuchilla (2) produciendo el corte por cizalla.
Según una realización preferente, como la mostrada en las figuras, la contracuchilla (3) comprende una ranura de enhebrado (5) pasante, situada en una zona intermedia de la contracuchilla (3) que permite mantener el posicionamiento de la cinta de fibra (1) para su desplazamiento hacia el rodillo de aplicación.
En las figuras 8a, 8b y 8c, se puede visualizar una secuencia de corte de la cinta de fibra (1). Inicialmente en una posición inicial la cinta de fibra (1) pasa a través de la contracuchilla (3) por su ranura de enhebrado (5) en su desplazamiento para aplicación, como se puede ver en la figura 8a.
A continuación, cuando se requiere del corte de la cinta de fibra (1), la contracuchilla (3) se desplaza según la indicación de la flecha representada, en dirección hacia la cuchilla (2), de forma que la cinta de fibra (1) es empujada contra la cuchilla (2) quedándose atrapada entre la contracuchilla (3) y la cuchilla (2) y produciendo su corte en cizalla por la fuerza de desplazamiento de la contracuchilla (3). Como se puede ver la cuchilla (2) permanece fija en el soporte de cuchilla (4) con el filo hacia la parte superior de encuentro con la contracuchilla
(3) que a su vez puede disponer de un filo en la parte de la ranura de enhebrado (5) que interacciona con la cuchilla (2) (en las figuras 8a, 8b, 8c, la pared izquierda).
Una vez que se ha producido el corte, la cinta de fibra (1) queda dentro de la ranura de enhebrado (5) de la contracuchilla (3) por lo que permanece en un guiado de desplazamiento que evita atascos o pliegues en la cinta de fibra (1). Para asegurar de mejor manera que la cinta de fibra (1) se mantiene en su posición de desplazamiento, está previsto que el soporte de cuchilla (4) comprenda un muelle de retorno (6) que hace retornar la contracuchilla (3) impulsándola hacia su posición inicial, empujando la cinta de fibra (1) a su posición de desplazamiento, lo que sirve de ayuda para que la cinta de fibra (1) salga de una posición de flexión como la mostrada en la figura 8b, y retorne a la posición inicial como se puede ver en la figura 8c.
Según una opción de diseño, la ranura de enhebrado (5) de la contracuchilla (3) tendrá una entrada en rampa como se puede ver en las figuras 8a, 8b, 8c, que facilita la entrada de la cinta fibra (1) en la alimentación inicial, y contribuye a un mejor corte en cizalla.
Adicionalmente, como se puede ver en las figuras 3, 6, 8a, 8b y 8c, el soporte de cuchilla (4) comprende un guiado (4.1), en forma de cajonera, que guía la contracuchilla (3) en su desplazamiento, lo que asegura un perfecto corte en cizalla. El anteriormente mencionado muelle de retorno (6) de la contracuchilla (3) evita que la cinta de fibra (1) quede atascada en dicho guiado (4.1) al ser empujada por la pared derecha de la ranura de enhebrado (5) por el empuje del muelle de retorno (6) de la contracuchilla (3).
Según una realización práctica, como se puede ver en las figuras 1 , 6 y 7, el soporte de cuchilla
(4) comprende unas prolongaciones (4.2) que se proyectan en dirección paralela al desplazamiento al menos superiormente, y preferentemente también hacia la parte inferior. Estas prolongaciones (4.2) pueden formar un único elemento sólido con el soporte de cuchilla (4) o ser elementos de acople conectables al soporte de cuchilla (4).
Estas prolongaciones (4.2) dan un soporte lateral a la cinta de fibra (1) sirviendo de canal de guiado en su desplazamiento. Según una realización preferente al menos la entrada (4.3) superior, y preferentemente también la salida (4.4) inferior de las prolongaciones (4.2) del soporte de cuchilla (4), tienen una forma de embudo que guía la cinta de fibra (1) para evitar que salga de su canal de guiado.
De acuerdo con una realización práctica, las prolongaciones (4.2) tienen una configuración circular en forma de disco, y en correspondencia con unas guías (7) de sección semicircular como se puede ver en la figura 1 , de forma que dichas guías (7) guían el soporte de cuchilla (4) durante el giro de orientación de la cuchilla de corte (2) asegurando el correcto giro de la cuchilla (2) sin pandeos. Además, tal y como se puede ver en la figura 7, en el momento del corte de la cinta de fibra (1), preferentemente, la prolongación (4.2) o disco derecho se desplaza en conjunto con la contracuchilla permitiendo el desplazamiento de la cinta de fibra (1) para evitar tensiones en la cinta de fibra (1).
De acuerdo con otra realización práctica, los medios de orientación comprenden un elemento de giro (8) conectable al soporte de cuchilla (4) que opcionalmente puede formar parte integra del soporte de cuchilla (4), y un accionamiento que hace girar a dicho elemento de giro (8) haciendo girar a su vez al soporte de cuchilla (4) y orientando la cuchilla (2) según la orientación predeterminada.
Preferentemente, como se puede ver en las figuras 2 y 4, el elemento de giro (8) comprende un dentado (8.1) de la forma de un piñón para el accionamiento del giro controlado por los medios de control.
Según una alternativa de diseño, como se puede ver en las figuras 9 y 10, para dicho accionamiento del piñón (8.1), los medios de orientación comprenden al menos un cilindro neumático (9) y preferentemente uno a cada lado del piñón (8.1), cuyo vástago actuador (9.1) comprende un dentado de accionamiento (9.2) de la forma de una cremallera, de forma que los medios de control accionan dichos cilindros neumáticos (9) según la orientación predeterminada para la cuchilla (2), siendo preferentemente el giro entre -45°, 0o y 45°.
Así, las figuras 9 y 11 corresponderían a un ángulo de 0o es decir, cuando la cuchilla (2) se dispone de forma perpendicular a la cinta de fibra (1) produciendo un corte de la cinta (1) a 90°. Y en el caso de las figuras 10 y 12, con el soporte de cuchilla (4) y por consiguiente la cuchilla (2) formando un ángulo de 45°, de forma que se conseguiría un corte de la cinta (1) a

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Sistema de corte en cizalla para máquinas de encintado de cinta de fibra en la que el corte de la cinta de fibra (1) se realiza transversal mente al desplazamiento de la cinta de fibra (1) por cizalladura entre una cuchilla de corte (2) y una contracuchilla (3) en un desplazamiento relativo opuesto entre dicha cuchilla de corte (2) y la contracuchilla (3), caracterizado por qué comprende unos medios de orientación de un soporte de cuchilla (4) de la cuchilla de corte (2) configurados para orientar la cuchilla de corte (2) según un ángulo de corte seleccionado para el corte de la cinta de fibra (1).
2.- Sistema de corte en cizalla según reivindicación anterior, caracterizado por qué el soporte de cuchilla (4) comprende la contracuchilla (3) de forma que tanto la cuchilla de corte (2) como la contracuchilla (3) giran por acción de los medios de orientación.
3.- Sistema de corte en cizalla según reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por qué la cuchilla de corte (2) está dispuesta de forma fija en el soporte de cuchilla (4), y la contracuchilla (3) es desplazadle transversal mente al desplazamiento de la cinta de fibra (1) contra la cuchilla de corte (2) para producir el corte por cizalladura de la cinta de fibra (1).
4.- Sistema de corte en cizalla según reivindicación anterior, caracterizado por qué el soporte de cuchilla (4) tiene un guiado (4.1) para el desplazamiento de la contracuchilla (3) transversal a la dirección de desplazamiento de la cinta de fibra (1).
5.- Sistema de corte en cizalla según una cualquiera de las reivindicaciones 3 o 4, caracterizado por qué la contracuchilla (3) tiene una ranura de enhebrado (5) intermedia para el paso de la cinta de fibra (1), de forma que durante el corte la contracuchilla (3) impulsa la cinta de fibra (1) contra la cuchilla de corte (2) permaneciendo dentro de dicha ranura de enhebrado (5).
6.- Sistema de corte en cizalla según la reivindicación anterior, caracterizado por qué el soporte de cuchilla (4) comprende un muelle de retorno (6) de retorno de la contracuchilla (3) a su posición inicial.
7.- Sistema de corte en cizalla según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por qué el soporte de cuchilla (4) tiene dos prolongaciones (4.2) que se proyectan en dirección paralela al desplazamiento de la cinta de fibra (1) entre las que se dispone la cinta de fibra (1), con una entrada (4.3) y/o una salida (4.4) del soporte de cuchilla (4) con una forma de embudo que guía la cinta de fibra (1) en su desplazamiento.
8.- Sistema de corte en cizalla según reivindicación anterior, caracterizado por qué las prolongaciones (4.2) del soporte de cuchilla (4) tienen una configuración circular en forma de disco, y en correspondencia con unas guías (7) de sección semicircular que guían el soporte de cuchilla (4) durante el giro de orientación de la cuchilla de corte (2).
9.- Sistema de corte en cizalla según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por qué los medios de orientación comprenden un elemento de giro (8) conectable al soporte de cuchilla (4) y un accionamiento que hace girar a dicho elemento de giro (8) haciendo girar a su vez a dicho soporte de cuchilla (4) según la orientación requerida.
10. Sistema de corte en cizalla según reivindicación anterior, caracterizado por qué el elemento de giro (8) de los medios de orientación comprende un dentado (8.1), siendo el accionamiento al menos un cilindro neumático (9) que comprende un dentado de accionamiento (9.2) en un vástago actuador (9.1) del cilindro neumático (9) que en cooperación con el dentado (8.1) del elemento de giro (8) acciona el giro del soporte de cuchilla (4).
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4799415A (en) * 1985-09-25 1989-01-24 Mbb Gmbh Support for stock in a cutter
DK639388A (da) * 1988-11-16 1990-05-17 Polysheet As Soendersnitningsmaskine for fiber- eller strimmelformede materialer
US20080216963A1 (en) * 2007-03-06 2008-09-11 Alexander Hamlyn Applicator head for fibers with particular systems for cutting fibers

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