ES2222178T3 - Rebobinador de banda con conjunto de recorte y transferencia. - Google Patents
Rebobinador de banda con conjunto de recorte y transferencia.Info
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Abstract
Un conjunto (500) de transferencia de banda y recorte para unir una banda (50) que avanza a lo largo de una trayectoria (53) a una velocidad de banda a un tubo (302) vacío que se soporta sobre un primer mandril (300) de un conjunto de cabrestante (100), que orbita alrededor de un eje, aproximadamente al mismo tiempo que la banda es cortada desde un rodillo (51) soportado sobre un segundo mandril del conjunto (100) de cabrestante después que el rodillo ha completado un ciclo de bobinado de la banda al tubo, comprendiendo el conjunto (500) de transferencia de banda y recorte: un rodillo (510) de base posicionado opuesto al conjunto de cabrestante con la banda interpuesta entre ellos, girando el rodillo de base alrededor de un eje paralelo al eje del conjunto de cabrestante; una almohadilla (514) de transferencia montada sobre una superficie externa del rodillo (510) de base y que cubre una porción de la misma, en la que durante el giro del rodillo de base la almohadilla de transferencia formaun estrechamiento de transferencia con el tubo vacío que presiona la banda entre ellos; y un conjunto (520) de recorte dispuesto de forma intermedia entre el estrechamiento de transferencia y el rodillo, en el que el conjunto de recorte comprende un primer rodillo (522) de recorte montado de forma giratoria dentro del rodillo (510) de base contiguo a la almohadilla de transferencia y que tiene un eje que corre paralelo a y excéntrico a partir del eje de rodillo de base, y un segundo rodillo (524) de recorte posicionado opuesto al rodillo de base con la banda interpuesta entre ellos, en el que durante el giro del rodillo (510) de base el primer rodillo (522) de recorte se yuxtapone con la trayectoria de la banda, y el segundo rodillo de recorte avanza hacia el rodillo de base para formar un estrechamiento de recorte con el primer rodillo de recorte durante el recorte de la banda y se retira alejándose del rodillo de base durante el ciclo de bobinado de la banda al tubo.
Description
Rebobinador de banda con conjunto de recorte y
transferencia.
La presente invención se refiere a un rebobinador
de banda para desenrollar rollos generadores de material de banda
tal como, por ejemplo, papel, y el rebobinado de la banda en tubos
para producir rollos para el consumidor de productos de banda tal
como rollos de toallas de papel, o rollos de papel higiénico. Más
específicamente, la presente invención se refiere a un mecanismo de
transferencia y recorte de banda que proporciona fiabilidad mejorada
para tal rebobinador de banda.
Los rebobinadores son aparatos para desenrollar
rollos generadores de material de banda tal como papel y rebobinado
de la banda en los rollos de productos para el consumidor. Tales
rollos de productos incluyen toallas de papel y papel higiénico cada
uno de los cuales típicamente comprende múltiples hojas para separar
y rasgar. Los rebobinadores pueden incluir un cilindro perforador
para realizar líneas transversas de perforaciones en la banda e
intervalos de longitud de hoja que proporcionan líneas de
debilitamiento para la conveniencia de separar rasgando. Los
rebobinadores incluyen con frecuencia un conjunto de cabrestante de
giro que soportan una diversidad de mandriles que a su vez soportan
los tubos sobre los cuales se enrolla el producto para producir
rollos de productos para el consumidor. El conjunto de cabrestante
de giro proporciona un medio mecánico para la carga de los tubos,
encolado de los tubos, rebobinado de la banda, y desmontaje del
tubo. La transferencia de la banda desde un tubo completamente
enrollado a un tubo vacío se realiza por el mecanismo de
transferencia de banda y recorte de banda.
Para las bobinadoras de cabrestantes
convencionales, el recorte de banda ocurre en una posición entre los
mandriles contiguos. La bobinadora de cabrestante puede estar
equipada con una diversidad, típicamente seis o más mandriles, cada
uno de los cuales pasa a través de la misma trayectoria orbital.
Esto permite que el mandril esté equipado con un tubo de cartón
sobre el cual el pañuelo de tisú o el papel para toalla se enrolla,
el tubo se unta con pegamento, se procede al enrollado, y con
posterioridad se retira el rollo enrollado del mandril. Cerca del
final del rebobinado sobre un tubo de mandril determinado, el
mandril posterior está en una posición cercana a la banda que se
traslada con rapidez de modo que la recoja y continúe con la
operación de rebobinado cuando la banda se ha cortado. La práctica
tradicional ha sido cortar la banda entre el mandril que ha justo
terminado su operación de rebobinado y el mandril que va justo a
iniciar su operación de rebobinado.
Para bobinadoras de cabrestantes tradicionales el
giro del conjunto de cabrestante se regula de una manera que pare y
arranque para proporcionar la carga del tubo y la descarga al tiempo
que los mandriles están estacionarios. Tal regulación de las
bobinadoras de cabrestante se describen en las siguientes patentes
de U.S. 2.769.600 expedida el 6 de noviembre de 1956 a Kwitek y
col.; Patente U.S. 3.179.348 expedida el 17 de septiembre de 1962 a
Nystrand y col.; Patente de U.S. 3.552.670 expedida el 12 de junio
de 1968 a Herman; y Patente 4.687.153 expedida el 18 de agosto de
1987 a McNeil.
La regulación de los conjuntos de cabrestantes
están comercialmente disponibles en las Series 150, 200, y 250 de
rebobinadoras fabricadas por la Compañía Paper Converting Machine
Company de Green Bay, Wisconsin.
La regulación del conjunto de cabrestante es
indeseable debido a las fuerzas de inercia resultantes y vibración
ocasionadas por la aceleración y desaceleración del conjunto de
cabrestante de giro. En consecuencia, la regulación del conjunto de
cabrestante se ha sustituido por un conjunto de cabrestante que
giran continuamente según se describe en las patente de US 5.690.297
expedida el 25 de noviembre de 1997 a McNeil y col., Patente de US
5.667.162 expedida el 16 de septiembre de 1997 a McNeil y col.,
Patente de US 5.732.901 expedida el 31 de marzo de 1998 a McNeil y
col., Patente de US 5.660.350 expedida el 26 de abril de 1997 a
McNeil y col., Patente de US 5.810.282 expedida el 22 de septiembre
de 1998 a McNeil y col. El conjunto de cabrestante de movimiento
continuo proporciona un medio para la carga de tubo ininterrumpida,
encolado de tubo, rebobinado de banda, y desmontaje del rollo.
Aunque el conjunto de cabrestante de giro
continuo ha dado como resultado una velocidad de operación más
rápida del rebobinado, el área que no está todavía optimizada es el
recorte de banda y procedimiento de transferencia. El recorte de
banda generalmente requiere cortar la banda en una línea separada de
perforación sobre la banda para alcanzar el conteo de hoja de rollo
necesario. Para alcanzar la transferencia de la banda desde un
mandril a otro, es necesario sincronizar el recorte con la
transferencia de la banda al nuevo mandril que está a punto de
comenzar con la operación de bobinado de la banda. Si las dos no se
realizan simultáneamente, el control de la banda, se pierde
momentáneamente en el corte de la banda, dejando un extremo libre no
soportado para ser forzada contra un tubo vacío dando como resultado
una transferencia de la banda no uniforme, arrugada al tubo vacío y
en consecuencia, un producto de baja calidad.
Un mecanismo de transferencia y recorte de banda
típicamente comprende un rodillo de corte en combinación con un
rodillo de base. La combinación de rodillo de corte y rodillo de
base comprende un conjunto de cuchillas de recorte para separar la
banda de papel rompiendo la banda a lo largo de una de las líneas de
perforaciones. Una rebobinadora de ese tipo en la que una de las
cuchillas de recorte se dispone sobre el rodillo de recorte en sí
mismo, y dos sobre el rodillo de base, se describen en la Patente de
U.S. 4.687.153 expedida el 18 de agosto de 1987 a McNeil.
En esa rebobinadora, el rodillo de base es un
cilindro de acero hueco que contiene componentes que apoyan el
recorte y la transferencia de la banda. Estos incluyen cuchillas
accionadas por leva y puntas de transferencia así como almohadillas
de transferencia que operan independientemente de las cuchillas y
las puntas. Las dos cuchillas del rodillo de base comprenden una
cuchilla conductora de rodillo de base y una cuchilla que va detrás.
Las puntas de transferencia están afiladas hasta un punto que
permite perforar y transportar la banda recortada. En la
aproximación del recorte, las cuchillas del rodillo de base son
accionadas liberando un mecanismo de carga de muelle y posterior
contacto con una leva para elevar la banda desde la superficie del
rodillo de base. Una vez que las cuchillas están totalmente
extendidas, la banda se reduce por contacto con un borde dentado
afilado de la cuchilla del rodillo de base conductor. La cuchilla
sobre el rodillo de corte entra entre las cuchillas del rodillo de
base, acoplándose entre ellas. Según ocurre el acople la longitud de
la banda en curso de papel que se extiende entre las puntas de las
hojas de recorte de los rodillos de base se estira en una
conformación en V profunda. El acople debe ser adecuado para
garantizar el suficiente estiramiento para inducir el desgarre o
rompimiento de la banda. Para un papel más plegable que se desplaza
a tensiones bajas de banda, la operación de acople no puede alcanzar
el recorte deseado que da como resultado rollos de producto con
incorrectos conteos de hojas o tiempos muertos de equipo debidos al
enredo de la banda. Coincidiendo con el acoplamiento de la cuchilla,
las puntas afiladas que van detrás de las cuchillas de recorte del
rodillo de base penetran el borde conductor de la hoja que va detrás
del punto de rotura de la banda. Durante la penetración de la punta
la hoja se sujeta contra una almohadilla de espuma de goma montada
al rodillo de corte.
En el esfuerzo para proporcionar una ventana de
recorte de mayor tamaño, se ideó un conjunto de transferencia de
banda y recorte mejorado que proporciona un medio para mantener
continuamente las cuchillas de recorte en una relación paralela
durante las circunstancias de terminación del rollo. Tal conjunto se
describe en la Patente de US 4.919.351 expedida el 24 de abril de
1990 a McNeil.
El conjunto de recorte y transferencia mejorado
comprende dos cuchillas yuxtapuestas sobre el rodillo de recorte y
tres cuchillas yuxtapuestas a lo largo con las puntas de
transferencia sobre el rodillo de base. Las cinco cuchillas se
enlazan conjuntamente en un movimiento paralelo a la línea entre los
centros del rodillo de base y el rodillo de corte, permitiendo que
se acople la cuchilla más profundamente y con mayor estiramiento al
tiempo que utiliza una ventana de recorte más ancha.
Para cada uno de los conjuntos de recorte y
transferencia de banda descritos, una vez que la banda se rompe en
la perforación, las puntas del rodillo de base soportan el extremo
de corte antes de ser transferidas al próximo tubo vacío. Durante
este tiempo, el borde del extremo de corte es soplado en una
dirección opuesta a la transferencia de banda, creando un pliegue
inverso. Este borde libre plegado se transfiere entonces al tubo
vacío dando como resultado una entrega de banda no uniforme arrugada
al tubo vacío que puede efectuar diversas revoluciones de bobinado
sobre el tubo que produce un producto de calidad inferior y algunas
veces, dando como resultado el funcionamiento defectuoso del
equipo.
En el documento EP 0 237 903-A1,
se describe un aparato automático de corte y bobinado para un
material en forma de banda. El aparato descrito comprende un rodillo
de prensa, elementos de prensa y una dispositivo de corte, y
consiste en un aparato del tipo cabrestante. Los elementos de prensa
pueden ser oscilantes y dispuestos en la posición de corte con el
dispositivo de corte entre ellos.
La presente invención proporciona un conjunto de
transferencia de banda y recorte en el que ocurre la transferencia
de banda a un tubo vacío en el conjunto de cabrestante que se inicia
aproximadamente al mismo tiempo que el recorte de banda a partir de
un rollo que ha terminado el ciclo de bobinado de la banda. En
consecuencia, el control de la banda se mantiene durante todo el
ciclo de rebobinado de la banda según la banda se transfiere al tubo
que da como resultado una calidad de producto mejorada y fiabilidad
de la rebobinadora.
Los fluidos que potencian el rendimiento se
añaden con frecuencia a las bandas de papel para mejorar las
propiedades de la banda. Para configuraciones tradicionales, la
aplicación del fluido ocurre aguas arriba del rodillo perforador
generalmente debido a la falta de espacio dentro de la configuración
de la rebobinadora así como el tiempo muerto del equipo consecuente
que se requeriría para librar el rodillo de base de los fluidos.
Como resultado, el rodillo perforador se reviste afectando el
rendimiento del perforador y dando como resultado un tiempo muerto
importante en el equipo para limpiar el rodillo perforador.
La presente invención proporciona un conjunto de
transferencia de banda y recorte según las características de las
reivindicaciones 1 y 4 que tienen una característica de
mantenimiento mejorada al tiempo que ocupa un espacio mínimo en la
configuración para rebobinar la banda eliminando la necesidad de un
rodillo de base. Tal conjunto de transferencia de banda y recorte
facilita la instalación de un medio de aplicación de fluido dentro
de la rebobinadora de banda entre el rodillo perforador y el
conjunto de transferencia de banda y recorte.
Un conjunto de transferencia de banda y de
recorte para una rebobinadora de banda capaz de entregar una banda
que avanza siguiendo una trayectoria a un tubo vacío cubierto con
pegamento y soportado sobre un primer mandril de un conjunto de
cabrestante de bobinado de banda en aproximadamente el mismo tiempo
en el que se corta la banda a partir de un tubo totalmente enrollado
soportado sobre un segundo mandril en secuencia sobre el conjunto de
cabrestante. El conjunto de transferencia de banda y de recorte
comprende un conjunto de transferencia de banda yuxtapuesto a la
trayectoria de banda para presionar la banda contra el tubo vacío y
que forma un estrechamiento de transferencia con el mismo durante la
transferencia de la banda. Se dispone de un medio para acelerar la
banda aguas abajo del estrechamiento de transferencia para producir
tensión suficiente para romper la banda a partir de un tubo
totalmente enrollado una vez que se ha iniciado la entrega de la
banda al tubo vacío.
En diversas realizaciones de la presente
invención, el conjunto de transferencia de banda y recorte incluye
un rodillo de base yuxtapuesto a la trayectoria de la banda. Para
estas realizaciones, el conjunto de transferencia de banda comprende
una almohadilla de transferencia montada sobre la periferia del
rodillo de base. Durante el giro del rodillo de base, un borde
conductor de la almohadilla de transferencia forma un estrechamiento
de transferencia con el tubo vacío La longitud de la almohadilla de
transferencia se dimensiona para mantener el estrechamiento de
transferencia para una revolución completa del tubo vacío y para
liberar el tubo durante el ciclo de bobinado de la banda.
En otras realizaciones de la presente invención,
se ha eliminado el rodillo de base y el conjunto de transferencia de
banda comprende un rodillo de transferencia que tiene una velocidad
de superficie que iguala la velocidad de la banda. El rodillo de
transferencia se une de forma giratoria a un brazo de pivote del
rodillo de transferencia. El brazo de pivote del rodillo de
transferencia gira el rodillo de transferencia alrededor de un
extremo de pivote a partir de una primera posición que forma un
estrechamiento de transferencia con el tubo vacío a una segunda
posición retirada apartándose de la banda, permitiendo que el tubo
pase y complete el ciclo de bobinado.
El medio de aceleración de la banda de la
presente invención puede comprender dos rodillos de recorte
posicionados en los lados opuestos de la trayectoria de la banda
aguas abajo del estrechamiento de transferencia. Cada rodillo de
recorte tiene una velocidad de superficie que excede la velocidad de
banda. Según el rodillo de transferencia forma el estrechamiento de
transferencia con el tubo vacío, los dos rodillos de recorte avanzan
uno hacia el otro formando un estrechamiento de recorte con la banda
dispuesta entre ellos. Según se sostiene la banda en el
estrechamiento de transferencia, el estrechamiento de recorte
acelera la banda creando una tensión suficiente para romper la
banda. Los dos rodillos de recorte se retiran de la banda
permitiendo que el tubo pase y complete el ciclo de bobinado.
Estas y otras características, aspectos y
ventajas de la presente invención se comprenderán mejor con relación
a la descripción siguiente, reivindicaciones adjuntas, y dibujos que
se acompañan en los que:
La figura 1 es una vista lateral de un conjunto
rebobinador de banda que ilustra la trayectoria de la banda,
conjunto de bobinadoras de cabrestante y conjunto de transferencia
de banda y recorte de banda.
La figura 2 es una vista anterior parcialmente
cortada de una bobinadora de cabrestante.
La figura 3 es una vista lateral que muestra la
posición de la trayectoria del mandril cerrada y el sistema de
accionamiento del mandril de la bobinadora de cabrestante con
relación a un conjunto rebobinador tradicional aguas arriba.
La figura 4 es una vista lateral del conjunto de
transferencia de banda y recorte que comprende un rodillo de base
que incorpora una almohadilla de transferencia para transferir la
banda y dos rodillos de recorte para recortar la banda.
La figura 5 es una vista lateral del conjunto de
transferencia de banda y recorte de la figura 4 en el que el primer
rodillo de recorte montado sobre el rodillo de base se ha sustituido
con una almohadilla de estrechamiento sobre la periferia del rodillo
de base.
La figura 6 es una vista lateral del conjunto de
transferencia de banda y recorte de la figura 5 en el que el segundo
rodillo de recorte se ha sustituido con un brazo cortante.
La figura 7 es una vista lateral de un conjunto
de transferencia de banda y recorte de la figura 4 en el que los dos
rodillos de recorte se han sustituido con un rodillo al vacío
montado giratoriamente dentro del rodillo de base para el recorte de
la banda.
La figura 8 es una vista lateral del conjunto de
transferencia de banda y recorte de la figura 4 en el que los dos
rodillos de recorte se han sustituido con un rodillo al vacío
montado giratoriamente a un mecanismo de carga dispuesto en
oposición al rodillo de base.
La figura 9 de una vista lateral de un conjunto
rebobinador de banda que incorpora un sistema de aplicación de
fluido dentro del conjunto rebobinador en el que el conjunto de
transferencia de banda comprende un rodillo de transferencia montado
a un brazo de pivote del rodillo de transferencia y que forma un
estrechamiento de transferencia con un tubo vacío y el conjunto de
recorte comprende un primer rodillo de recorte montado
giratoriamente a un brazo de pivote de rodillo de recorte que forma
un estrechamiento de recorte con un segundo rodillo de recorte.
La figura 10 es una vista lateral del conjunto
rebobinador de banda mostrado en la figura 9 en el que el conjunto
de recorte de banda comprende dos almohadillas de recorte montadas
para movimiento sobre pivote de las varillas linealmente
extensibles.
La figura 11 es una vista lateral del conjunto de
transferencia de banda y recorte mostrado en la figura 9 en el que
el conjunto de recorte incluye dos rodillos intermedios que forman
un estrechamiento intermedio entre el estrechamiento de
transferencia y el estrechamiento de recorte.
Según se usan en este documento, los siguientes
términos tienen los siguientes significados:
- "Dirección de máquina", designada MD, es la dirección paralela al flujo del papel a través del equipo que convierte el papel.
- "Dirección de máquina transversal", designada CD, es la dirección perpendicular a la dirección de la máquina.
- Un "estrechamiento" es el plano de carga que conecta los centros de dos ejes paralelos.
- Un "ciclo de bobinado del tubo" es el tiempo requerido para completar el rebobinado de una longitud deseada de papel sobre un tubo único para producir un producto de consumo de rollo de papel.
- Un "rodillo" es un rollo de papel envuelto sobre un tubo que ha completado el ciclo de bobinado del tubo.
Ilustrado en la figura 1 se encuentra un conjunto
60 de rebobinado de banda para rebobinar una banda 50 de papel a
partir de un rodillo generador (no mostrado) a tubos 302
individuales soportados sobre mandriles 300 de un conjunto 100
bobinador de cabrestante giratorio. Durante el proceso de rebobinado
de banda, la banda 50 se desplaza a lo largo de una trayectoria 53
en la dirección de la máquina y entra a un rodillo 54 perforador que
produce líneas de perforaciones que corren en la dirección
transversal de la máquina sobre la banda 50. La banda 50 se puede
desplazar a través de un rodillo 56 cizallador de banda antes de que
entre la transferencia de banda y el conjunto 500 de recorte de
banda. Para la presente invención, el conjunto 500 de transferencia
de banda y recorte proporciona la entrega de la banda 50 a un tubo
302 vacío en general aproximadamente en el mismo tiempo que se corta
la banda 50 a partir de un rodillo 51 que ha terminado el ciclo de
bobinado de la banda. (Para la presente invención, "en
aproximadamente el mismo tiempo" incluye un período de tiempo que
oscila desde el mismo tiempo al tiempo requerido para que el tubo
302 vacío complete una revolución o menos de transferencia de
banda). Aunque la presente invención es igualmente aplicable a todos
los tipos de rebobinadoras, los conjuntos 500 de transferencia de
banda y de recorte descritos en este documento son aplicables a los
conjuntos rebobinadores de banda que incluyen sistemas de
cabrestante de movimiento continuo usados en la producción de rollos
para consumo de productos de papel tal como toallas de papel y papel
higiénico así como rebobinadoras de rueda tipo Geneva.
Refiriéndonos a las figuras 2 y 3, una bobinadora
100 de cabrestante soporta una diversidad de mandriles 300. Los
mandriles 300 acoplan los tubos 302 sobre los cuales se enrolla una
banda de papel. Los mandriles 300 se accionan en una trayectoria 320
de mandril cerrada alrededor de un eje 202 central del conjunto de
cabrestante. Cada mandril 300 se extiende a lo largo de un eje 314
de mandril generalmente paralelo al eje 202 central del conjunto de
cabrestante, a partir de un primer extremo 310 de mandril a un
segundo extremo 312 de mandril. Los mandriles 300 se soportan en sus
primeros extremos 310 por un conjunto 200 de cabrestantes accionados
de forma giratoria. Los mandriles 300 están soportados de forma
separable en sus segundos extremos 312 por un conjunto 400 de
ensanchamiento de mandril. La bobinadora 100 de cabrestante
preferiblemente soporta al menos tres mandriles 300, más
preferiblemente al menos 6 mandriles 300, y en una realización la
bobinadora 100 de cabrestante soporta diez mandriles 300. una
bobinadora 100 de cabrestante que soporta al menos 10 mandriles 300
puede tener un conjunto 200 de cabrestantes accionados de forma
giratoria que giran a una velocidad angular relativamente baja para
reducir la vibración y las cargas de inercia, al tiempo que
proporcionan un rendimiento incrementado relativo a una bobinadora
de cabrestante de regulación que gira intermitentemente a
velocidades angulares más altas.
Según se muestra en la figura 3, la trayectoria
320 del mandril cerrado puede que no sea circular, y puede incluir
un segmento 322 para cargar el tubo, un segmento 324 para bobinar la
banda, y un segmento 326 para desmontaje del tubo.
Una vez que se completa la carga del tubo sobre
un mandril 300 particular, el tubo 302 se traslada al segmento 324
de bobinado de la banda de la trayectoria 320 del mandril cerrado.
Intermedio al segmento 322 para cargar el tubo y al segmento 324
para bobinar la banda, se puede aplicar un adhesivo para asegurar la
banda al tubo 302 mediante un aparato de aplicación de adhesivo
según el tubo y su mandril asociado se trasladan a lo largo de la
trayectoria 320 del mandril cerrado.
Durante el movimiento del mandril y el tubo a lo
largo del segmento 324 para bobinar la banda, un aparato 330 de
accionamiento del mandril proporciona el giro de cada mandril 300 y
su tubo 302 asociado alrededor del eje 314 del mandril. El aparato
330 de accionamiento del mandril proporciona de ese modo el bobinado
de la banda 50 sobre el tubo 302 soportado sobre el mandil 300 para
formar un rodillo 51 de material de banda enrollado alrededor del
tubo 302. El aparato 330 de accionamiento del mandril proporciona el
bobinado del centro de la banda 50 de papel sobre los tubos 302
(esto es, conectando el mandril con un accionador que gira el
mandril 300 alrededor de su eje 314, de modo que la banda se fuerza
sobre el tubo), según se opone al bobinado de la superficie en la
que una porción de la superficie externa sobre el rodillo 51 entra
en contacto mediante un tambor para el bobinado giratorio de forma
que la banda se fuerza, por fricción, sobre el mandril. La presente
invención se puede aplicar tanto al bobinado del centro y los
mandriles de bobinado de la superficie.
A medida que el tubo 302 se traslada a lo largo
del segmento 324 para bobinar la banda de la trayectoria 320 del
mandril cerrado, una banda se dirige al tubo 302 por un conjunto 60
rebobinador dispuesto aguas arriba de la rebobinadora 100 de
cabrestante. El conjunto 60 rebobinador se muestra en la figura 1, e
incluye los rodillos 52 de alimentación para trasladar la banda 50 a
un rodillo 54 perforador, un rodillo 56 de base cizallador de banda,
y un conjunto 500 de transferencia y recorte de banda.
El rodillo 54 perforador proporciona líneas de
perforaciones que se extienden a lo largo del ancho de la banda 50
en la dirección transversal de la máquina. Las líneas contiguas de
perforaciones están espaciadas separadas a una distancia
predeterminada a lo largo de la longitud de la banda 50 para
proporcionar hojas individuales conjuntamente unidas a las
perforaciones. La longitud de la hoja de las hojas individuales es
la distancia entre líneas contiguas de perforaciones.
Durante la transferencia de la banda y el recorte
de la banda, la banda 50 se transfiere a un tubo 302 vacío sobre un
mandril 300 rebobinador de cabrestante en aproximadamente el mismo
tiempo que la banda 50 es cortada desde un rodillo 51, habiendo
completado el ciclo de bobinado del tubo. El rodillo 51 se soporta
sobre un mandril contiguo en secuencia sobre el conjunto de
cabrestante. El corte de la banda 50 ocurre en una perforación
predeterminada que separa la última hoja sobre el rodillo 51 de la
primera hoja transferida al tubo 302 vacío creando suficiente
tensión en la sección de banda para romper la banda en la
perforación predeterminada.
La presente invención del conjunto 500 de
transferencia de banda y recorte puede incluir un rodillo 510 de
base yuxtapuesto a la trayectoria 53 de la banda, que gira alrededor
de un eje 512 el cual es paralelo al eje 202 del conjunto de
cabrestante. Tal rodillo 510 de base puede proporcionar una
almohadilla 514 de transferencia y un conjunto 520 de recorte para
proporcionar la transferencia de banda al mismo tiempo que el
recorte de la banda.
Según se muestra en la figura 4, la almohadilla
514 de transferencia se monta sobre la periferia 511 del rodillo 510
de base. El rodillo 510 de base completa un número entero de
revoluciones durante el ciclo de rebobinado de la banda y está
sincronizado con el conjunto 100 de cabrestante de forma que la
almohadilla 514 de transferencia forma un estrechamiento 516 de
transferencia con el tubo 302 vacío durante la transferencia de la
banda.
La duración del espaciamiento 516 de
transferencia está controlada por la longitud de la almohadilla que
cubre el rodillo 510 de base que típicamente corresponde a la
longitud circunferencial de un tubo 302 vacío de forma que durante
la transferencia de la banda, el espaciamiento 516 de transferencia
soporta una revolución del tubo 302 vacío. El giro del rodillo 510
de base es tal que la velocidad de superficie de la superficie
externa de la almohadilla 514 de transferencia es igual a la
velocidad de la banda.
El conjunto 520 de recorte puede comprender dos
rodillos de recorte de giros contrarios, un primer rodillo 522 de
recorte que está montado de forma giratoria dentro del rodillo 510
de base y un segundo rodillo 524 de recorte posicionado opuesto al
rodillo 510 de base y montado de forma giratoria al conjunto de
cabrestante. Cada rodillo 522, 524 de recorte puede tener
aproximadamente 7,62 cm de diámetro y girar a una velocidad angular
que proporciona una velocidad de superficie que excede la velocidad
de la banda. Preferiblemente, los rodillos de recorte exceden la
velocidad de la banda en aproximadamente 20% a aproximadamente 40%.
Durante el recorte de la banda, el primer y segundo rodillos 522,
524 de recorte forman un estrechamiento 526 de recorte que acelera
una sección de la banda 50 aguas abajo del estrechamiento 516 de
transferencia creando suficiente tensión para romper la banda 50 en
una perforación deseada.
El primer rodillo 522 de recorte incluye un eje
523 que corre paralelo y excéntrico al eje 512 del rodillo de base
de forma que la periferia 525 externa del primer rodillo 522 de
recorte incluye un eje 523 que se extiende paralelo y excéntrico al
eje 512 del rodillo de base de tal modo que la periferia 525 del
primer rodillo 522 de recorte se extiende por encima de la periferia
511 externa del rodillo 510 de base aproximadamente 3,175 cm
permitiéndole liberar el tubo durante el ciclo de bobinado del tubo.
El segundo rodillo 524 de recorte está montado de forma giratoria a
un mecanismo 527 de carga que transporta el segundo rodillo 524 de
recorte para entra en contacto con el primer rodillo 522 de recorte
durante el recorte de la banda y retrae el segundo rodillo 524 de
recorte para permitir que el tubo pase durante el ciclo de bobinado
de la banda.
Antes de que el tubo 302 vacío alcance la
posición de transferencia, el segundo rodillo 524 de recorte
comienza a cargar hacia el rodillo 510 de base. El segundo rodillo
524 de recorte entra en contacto con la banda 50 y la desvía hacia
el rodillo 510 de base según continúa la carga. El tubo 302 vacío
alcanza la posición de transferencia y entra en contacto con el
borde 515 conductor de la almohadilla 514 de transferencia. Una
perforación se posiciona entre el estrechamiento 516 de
transferencia y el estrechamiento 526 de recorte. Al tiempo que la
banda 50 se asegura entre el tubo 302 de vacío y la almohadilla 514
de transferencia, el segundo rodillo 524 de recorte entra en
contacto con el primer rodillo 522 de recorte perforando la banda 50
entre ellos. La almohadilla 514 de transferencia continúa
presionando la banda 50 contra el tubo 302 durante una revolución
del tubo a medida que el exceso de velocidad de los rodillos 522,
524 de recorte produce suficiente tensión en la banda 50 para
separar la perforación.
En una realización alternativa mostrada en la
figura 5, el primer rodillo 522 de recorte se sustituye con una
almohadilla 528 de estrechamiento localizada sobre la periferia 511
del rodillo 510 de base contiguo al borde 515 conductor de la
almohadilla 514 de transferencia. Al tiempo que la banda 50 se
perfora en el estrechamiento 516 de transferencia, el segundo
rodillo 524 de recorte entra en contacto con la banda 50, la desvía
hacia el rodillo 510 de base y forma un estrechamiento 526 de
recorte con la almohadilla 528 de estrechamiento. La sección de la
banda 50 entre el estrechamiento 516 de transferencia y el
estrechamiento 526 de recorte se acelera, creando suficiente tensión
en la banda 50 para separar la perforación.
En otra realización que incorpora la almohadilla
528 de estrechamiento sobre la periferia 511 del rodillo 510 de
base, el segundo rodillo 524 de recorte se puede sustituir con un
brazo 530 cortante accionado según se muestra en la figura 6. El
brazo 530 cortante gira creando una velocidad de superficie que
excede la velocidad de la banda 50. El brazo 530 cortante se monta a
un mecanismo 532 de carga que alimenta el brazo cortante para entrar
en contacto con la almohadilla 538 de estrechamiento opcional que
forma el estrechamiento 526 de recorte durante el recorte de la
banda y retira el brazo cortante para pasar por encima del tubo
durante el ciclo de bobinado.
En otra realización, el conjunto 520 de recorte
puede comprende un rodillo 534 al vacío montado de forma giratoria
dentro del rodillo 510 de base según se muestra en la figura 7. El
rodillo 534 al vacío incluye una cámara 536 que cubre una porción
limitada de la periferia 538 del rodillo al vacío que proporciona la
succión para agarrar y mantener la banda 50 durante el recorte de la
banda. Aunque el tamaño del rodillo 534 al vacío puede variar, se
prefiere que el rodillo 534 al vacío sea aproximadamente 7,62 cm de
diámetro. El rodillo 534 al vacío gira en una velocidad angular que
proporciona una velocidad de superficie que excede la velocidad de
la banda. El rodillo 534 al vacío incluye un eje 537 que corre
paralelo a y es excéntrico a partir del eje 512 del rodillo de base
de forma que la periferia 538 externa del rodillo 534 al vacío se
extiende una cantidad limitada por encima de la periferia 511 del
rodillo de base, permitiéndole pasar por encima del tubo durante el
ciclo de bobinado.
Al comienzo de la secuencia de transferencia, el
borde 515 conductor de la almohadilla 514 de transferencia forma el
estrechamiento 516 de transferencia con el tubo 302 vacío y la
cámara 536 al vacío se acopla con la banda 50. Una perforación se
posiciona entre el estrechamiento 516 de transferencia y la cámara
536 al vacío. Según la almohadilla 514 de transferencia continúa
presionando la banda 50 contra el tubo 302 vacío para una revolución
completa del tubo 302, el exceso de velocidad del rodillo 534 al
vacío crea suficiente tensión para separar la banda 50 en la
perforación.
Alternativamente, el rodillo 534 al vacío se
puede montar de forma giratoria a un mecanismo 539 de carga
posicionado opuesto al rodillo 510 de base y de giro contrario con
respecto al mismo según se muestra en la figura 8. Para esta
realización, el rodillo 534 al vacío comienza a cargar hacia el
rodillo 510 de base antes de que el tubo 302 vacío alcance la
posición de transferencia. Según el tubo 302 vacío forma el
estrechamiento 516 de transferencia con la almohadilla 514 de
transferencia, el rodillo 534 al vacío entra en contacto con la
banda 50. Según la almohadilla 514 de transferencia continúa
presionando la banda 50 contra el tubo 302 vacío durante una
revolución completa del tubo 302, el exceso de velocidad del rodillo
534 al vacío crea suficiente tensión para separar la banda 50 en la
perforación. Una vez que la banda 50 se ha cortado, el rodillo 534
al vacío se retira permitiendo que el tubo pase y que complete el
ciclo de bobinado.
Los productos de papel tales como toallas de
papel y papel higiénico son con frecuencia tratados con fluidos que
incrementan el rendimiento. Los fluidos que aumentan el rendimiento
se añaden típicamente antes del proceso de rebobinado dando como
resultado un rodillo perforador contaminado de fluido que afecta la
fiabilidad y resultados en el tiempo muerto del equipo. Aunque el
sistema 600 de aplicación de fluido se puede instalar aguas abajo
del rodillo 54 perforador antes del rodillo 510 de base, el tamaño
del rodillo 510 de base con frecuencia deja poco espacio para la
instalación de tal sistema. Además, el rodillo 510 de base se
cubriría por capas con los fluidos que incrementan el rendimiento y
requieren frecuente limpieza, dando como resultado un importante
tiempo muerto del equipo.
Transfiriendo la banda 50 a un tubo vacío se
puede completar, en ausencia de un rodillo de base, en un número de
diferentes formas tales como utilizar dinámicamente aire en la forma
de un chorro o un vacío o mecánicamente por medio de una leva o una
operación de palanca acodada. Adicionalmente, el conjunto de
transferencia de banda puede incluir un rodillo 540 de
transferencia. El rodillo 540 de transferencia, el cual puede ser
aproximadamente 7,62 cm de diámetro, gira en sentido contrario con
respecto al tubo en una velocidad angular que proporciona una
velocidad de superficie que iguala la velocidad de la banda. El
rodillo 540 de transferencia se puede unir de forma giratoria a un
mecanismo de carga posicionado en oposición al conjunto de
cabrestante. El mecanismo de carga mueve el rodillo 540 de
transferencia a partir de una primera posición que forma un
estrechamiento 516 de transferencia con el tubo 302 vacío a una
segunda posición retirada apartándose de la banda 50 que permite que
el tubo pase durante el ciclo de bobinado del tubo. El mecanismo de
carga puede comprender un motor eléctrico lineal o un cilindro
hidráulico lineal.
En una realización mostrada en la figura 9, el
mecanismo de carga para el rodillo 540 de transferencia comprende un
brazo 542 montado sobre pivote del rodillo de transferencia. El
brazo 542 montado sobre pivote del rodillo de transferencia incluye
un extremo 543 montado sobre pivote y un segundo extremo 545. El
rodillo 540 de transferencia está unido de forma giratoria al
segundo extremo 545 del brazo 542 montado sobre pivote que puede ser
dimensionado de forma que la distancia entre el extremo 543 montado
sobre pivote y el eje 541 del rodillo de transferencia es
aproximadamente 8,89 cm.
Durante el proceso de rebobinado, el rodillo 540
de transferencia gira alrededor del extremo 543 montado sobre pivote
del brazo 542 montado sobre pivote del rodillo de transferencia
desde una primera posición que forma el estrechamiento 516 de
transferencia con el tubo 302 vacío a una segunda posición retirada
apartándose de la banda 50. Para esta realización, el giro del brazo
542 montado sobre pivote del rodillo de transferencia se sincroniza
con un conjunto 100 de cabrestante y se puede hacer para mantener el
estrechamiento 516 de transferencia durante una revolución completa
del tubo así como completar una revolución alrededor del extremo 543
montado sobre pivote en un ciclo de bobinado del tubo.
El conjunto se puede también proporcionar con la
ausencia del rodillo 510 de base. Dos rodillos 522, 524 de recorte
(cada uno aproximadamente 7,62 cm de diámetro) se pueden disponer en
los lados opuestos de la banda 50 para formar un estrechamiento 526
de recorte aguas abajo del estrechamiento 516 de transferencia
durante la transferencia de la banda. Los dos rodillos 522, 524 de
recorte giran en contrario a velocidades angulares de forma que la
velocidad de superficie externa de los dos rodillos de recorte
excede la velocidad de la banda.
Cada rodillo 522, 524 de recorte puede estar
unido de forma giratoria a un mecanismo de carga separado. Los
mecanismos de carga mueven los dos rodillos de recorte desde las
primeras posiciones que forman un estrechamiento 526 de recorte
perforando la banda 50 entre ellos a una segunda posición retirada
apartándose de la banda 50. Al igual que el rodillo 540 de
transferencia, los mecanismos de carga para los dos rodillos 522,
524 de recorte pueden comprender motores eléctricos lineales o
accionadores lineales hidráulicos.
Antes de que el tubo 302 vacío alcance la
posición de transferencia, los dos rodillos 522, 524 de recorte
avanzan hacia la banda 50 formando el estrechamiento 526 de recorte.
Al comienzo de la secuencia de transferencia, la banda se asegura en
el estrechamiento 516 de transferencia, y una perforación se
posiciona entre el estrechamiento 516 de transferencia y el
estrechamiento 526 de recorte. El exceso de velocidad de los dos
rodillos 522, 524 de recorte acelera la sección de banda entre los
dos estrechamientos 516, 526 rompiendo la perforación.
En la realización ilustrada en la figura 9, el
mecanismo de carga para el primer rodillo 522 de recorte comprende
un brazo 546 montado sobre pivote de recorte que tiene un extremo
547 montado sobre pivote y un segundo extremo 549. El primer rodillo
522 de recorte está unido de forma giratoria al segundo extremo 549
del brazo 546 montado sobre pivote del rodillo de recorte. El brazo
546 montado sobre pivote del rodillo de recorte puede ser
dimensionado de forma que la distancia entre el extremo 547 montado
sobre pivote y el primer eje 523 de rodillo de recorte es
aproximadamente pulgadas.8,89 cm.
Durante el proceso de rebobinado, el primer
rodillo 522 de recorte gira alrededor del extremo 547 montado sobre
pivote del brazo 546 montado sobre pivote del rodillo de recorte
desde una primera posición que forma el estrechamiento 526 de
recorte con el segundo rodillo 524 de recorte que perfora la banda
entre ellos a una segunda posición retirada alejándose de la banda
50. El brazo 546 montado sobre pivote del rodillo de recorte se
puede hacer que complete una revolución en un ciclo de bobinado de
tubo.
En otra realización ilustrada en la figura 10, el
conjunto 520 de recorte comprende una primera almohadilla 552 de
recorte montada en una primera varilla 553 linealmente extensible de
movimiento sobre pivote y una segunda almohadilla 554 de recorte,
dispuestas opuestas la primera almohadilla 552 de recorte, montada
en una segunda varilla 555 linealmente extensible de movimiento
sobre pivote. Las varillas 553, 555 linealmente extensibles hacen
avanzar las almohadillas 552, 554 hacia la banda 50 a una primera
posición que forma un estrechamiento 526 de recorte perforando la
banda entre ellos durante el recorte de la banda, y se retiran las
almohadillas 552, 554 alejándose de la banda 50 durante el ciclo de
rebobinado del tubo.
Antes de que el tubo 302 vacío alcance la
posición de transferencia las varillas 553, 555 linealmente
extensibles montadas sobre pivote avanzan las almohadillas de
recorte hacia la trayectoria 53 de banda convergiendo las
almohadillas 552, 554 en el estrechamiento 526 de recorte. Según la
banda 50 se asegura en el estrechamiento 516 de transferencia, se
posiciona una perforación entre el estrechamiento 516 de
transferencia y el estrechamiento 526 de recorte. Para romper la
perforación, las varillas 553, 555 linealmente extensibles montadas
sobre pivote se continúan alargándose en unísono a sus extensiones
totales al tiempo que perforan la banda 50 en el estrechamiento de
recorte.
En otra realización mostrada en la figura 11, el
conjunto de recorte puede incluir un primer rodillo 562 intermedio y
un segundo rodillo 564 intermedio dispuestos en lados opuestos de la
trayectoria 53 de la banda entre el estrechamiento 516 de
transferencia y el estrechamiento 526 de recorte. Cada rodillo
intermedio está montado de forma giratoria en un mecanismo de carga
para mover los rodillos intermedios a partir de las primeras
posiciones, que forman un estrechamiento 506 intermedio y la
perforación de la banda 50 entre ellos, a segundas posiciones
retiradas apartándose de la trayectoria 53 de banda.
Para esta realización, los dos rodillos 562, 564
intermedios giran en contrario a velocidades de superficie que
difieren desde las velocidades de superficie de los dos rodillos
522, 524 de recorte. Una vez que se han formado el estrechamiento
506 y el estrechamiento 526 de recorte, el diferencial de velocidad
produce suficiente tensión para romper la banda 50 en la perforación
deseada. De este modo, los dos rodillos 522, 524 de recorte se
pueden obligar a girar en sentido contrario a velocidades de
superficie que igualan la velocidad de la banda al tiempo que los
rodillos 562, 564 intermedios giran en contrario a velocidades de
superficie menores que la velocidad de la banda. Por el contrario,
los rodillos 562, 564 intermedios se pueden obligar a girar en
contrario a velocidades de superficie que igualan la velocidad de la
banda al tiempo que los dos rodillos 522, 524 de recorte giran a
velocidades de superficie que exceden la velocidad de banda.
En cualquier caso, al comienzo de la secuencia de
transferencia, la banda se asegura en el estrechamiento 516 de
transferencia, y una perforación se posiciona entre las
localizaciones del estrechamiento 506 intermedio y el estrechamiento
526 de recorte. Los rodillos 562, 564 intermedios y los rodillos
522, 524 de recorte, avanzan hacia la banda que forma los
estrechamientos 506 y 526 respectivos. A medida que el rodillo 540
de transferencia continúa para mantener el estrechamiento 516 de
transferencia durante una revolución completa del tubo 302 vacío, la
diferencia en velocidad de superficie entre los dos estrechamientos
506 y 526 produce una tensión en la sección de la banda interpuesta
entre ellos suficiente para separar la banda 50 en la
perforación.
En otra realización, los dos rodillos 562. 564
intermedios se pueden obligar a girar en contrario produciendo
velocidades de superficie en la dirección opuesta a la trayectoria
53 de banda. Para esta realización, los dos rodillos 562, 564 de
recorte pueden girar en contrario a velocidades de superficie que
igualan la velocidad de la banda. Según la banda se asegura en el
estrechamiento 516 de transferencia, una perforación se posiciona
entre las localizaciones del estrechamiento 506 intermedio y el
estrechamiento 526 de recorte. Los rodillos 562, 564 intermedios y
los rodillos 522, 524 de recorte avanzan hacia la trayectoria de la
banda que forma el estrechamiento 506 intermedio respectivo y el
estrechamiento 526 de recorte. Las velocidades de superficie
opuestas en los dos estrechamientos 506, 526 arrastran la banda en
direcciones opuestas creando suficiente tensión para romper la banda
50 en la perforación.
Claims (5)
1. Un conjunto (500) de transferencia de banda y
recorte para unir una banda (50) que avanza a lo largo de una
trayectoria (53) a una velocidad de banda a un tubo (302) vacío que
se soporta sobre un primer mandril (300) de un conjunto de
cabrestante (100), que orbita alrededor de un eje, aproximadamente
al mismo tiempo que la banda es cortada desde un rodillo (51)
soportado sobre un segundo mandril del conjunto (100) de cabrestante
después que el rodillo ha completado un ciclo de bobinado de la
banda al tubo, comprendiendo el conjunto (500) de transferencia de
banda y recorte:
- \bullet
- un rodillo (510) de base posicionado opuesto al conjunto de cabrestante con la banda interpuesta entre ellos, girando el rodillo de base alrededor de un eje paralelo al eje del conjunto de cabrestante;
- \bullet
- una almohadilla (514) de transferencia montada sobre una superficie externa del rodillo (510) de base y que cubre una porción de la misma, en la que durante el giro del rodillo de base la almohadilla de transferencia forma un estrechamiento de transferencia con el tubo vacío que presiona la banda entre ellos; y
- \bullet
- un conjunto (520) de recorte dispuesto de forma intermedia entre el estrechamiento de transferencia y el rodillo, en el que el conjunto de recorte comprende
- \circ
- un primer rodillo (522) de recorte montado de forma giratoria dentro del rodillo (510) de base contiguo a la almohadilla de transferencia y que tiene un eje que corre paralelo a y excéntrico a partir del eje de rodillo de base, y
- \circ
- un segundo rodillo (524) de recorte posicionado opuesto al rodillo de base con la banda interpuesta entre ellos,
- en el que durante el giro del rodillo (510) de base el primer rodillo (522) de recorte se yuxtapone con la trayectoria de la banda, y el segundo rodillo de recorte avanza hacia el rodillo de base para formar un estrechamiento de recorte con el primer rodillo de recorte durante el recorte de la banda y se retira alejándose del rodillo de base durante el ciclo de bobinado de la banda al tubo.
2. El conjunto (500) de transferencia de banda y
recorte de la reivindicación 1, en el que el primer y segundo
rodillos de recorte tienen velocidades de superficie que exceden la
velocidad de banda de 20% hasta 40%.
3. El conjunto (500) de transferencia de banda y
recorte de la reivindicación 1, en el que el conjunto (520) de
recorte de banda comprende un rodillo al vacío montado de forma
giratoria aguas abajo del estrechamiento de transferencia, teniendo
el rodillo al vacío una cámara al vacío para agarrar la banda, en el
que el rodillo al vacío agarra la banda en aproximadamente el mismo
tiempo que la almohadilla de transferencia forma un estrechamiento
con el tubo vacío.
4. Un conjunto (500) de transferencia de banda y
recorte para unir una banda que avanza a lo largo de una trayectoria
de banda y una velocidad de banda a un tubo (302) vacío soportado
sobre un primer mandril (300) de un conjunto (100) de cabrestante de
bobinado de banda, que orbita alrededor de un eje, en
aproximadamente el mismo tiempo en que la banda es cortada a partir
de un rodillo (51) soportado sobre un segundo mandril del conjunto
(100) de cabrestante después que el rodillo (51) ha completado un
ciclo de bobinado de la banda al tubo, comprendiendo el conjunto de
transferencia de banda y recorte:
- \bullet
- un rodillo (510) de base posicionado opuesto al conjunto de cabrestante con la banda interpuesta entre ellos, girando el rodillo de base alrededor de un eje paralelo al eje del conjunto de cabrestante;
- \bullet
- una almohadilla (514) de transferencia montada sobre una periferia del rodillo de base y que cubre una porción del mismo, en el que durante el giro del rodillo de base la almohadilla de transferencia forma un estrechamiento de transferencia con el tubo vacío presionando la banda entre ellos; y
- \bullet
- un conjunto (520) de recorte dispuesto de forma intermedia entre el estrechamiento de transferencia y el rodillo, en el que el conjunto de recorte de banda comprende
- una almohadilla (528) de estrechamiento montada sobre la periferia (511) del rodillo (510) de base contigua al borde (515) conductor de la almohadilla (514) de transferencia de forma que durante el giro del rodillo de base la almohadilla de estrechamiento se yuxtapone con la trayectoria de la banda; y
- \circ
- un rodillo (524) de recorte dispuesto opuesto al rodillo (510) de base con la banda interpuesta entre ellos
- en el que el rodillo (524) de recorte avanza hacia el rodillo (510) de base formando de ese modo un estrechamiento (526) de recorte con la almohadilla (528) de estrechamiento durante el recorte de la banda y se retira apartándose del rodillo de base durante el ciclo de bobinado de la banda al tubo.
5. Conjunto (500) de transferencia de banda y
recorte de la reivindicación 4, en el que el rodillo (524) de
recorte tiene una velocidad de superficie que excede la velocidad de
la banda de 20% hasta 40%.
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