IT201600075435A1 - Dispositivo anulare per alberi per bobinatrici e albero con esso - Google Patents

Description

Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo “Dispositivo anulare per alberi per bobinatrici e albero con esso”

Fa presente invenzione si riferisce ad un dispositivo anulare del tipo impiegato per il blocco e avvolgimento di bobine di nastro in macchine di avvolgimento multiple. F’ invenzione si riferisce anche ad un albero con una pluralità di tali dispositivi.

Nella tecnica nota delle macchine di avvolgimento multiple sono conosciuti alberi detti “a frizione” che comprendono una pluralità di dispositivi anulari affiancati uno all’ altro e sui quali vengono calzate le anime delle bobine da avvolgere.

I dispositivi anulari hanno un anello esterno dal quale sporgono radialmente elementi di impegno (in genere sfere) che sono destinati ad innestare le anime che vengono calzate sull’ albero.

F’ anello esterno è motabile di un certo angolo rispetto all’albero, per muoversi fra una prima posizione angolare di riposo, nella quale gli elementi di impegno sono ritirati o ritirabili elasticamente verso l’interno dell’anello esterno, e una seconda posizione angolare di blocco, nella quale gli elementi di impegno sono spinti verso l’esterno per innestare contro l’interno dell’ anima che è infilata sopra il dispositivo anulare.

Grazie ai dispositivi anulari montati sull’albero, nella posizione angolare di riposo degli anelli esterni le anime delle bobine possono scorrere agevolmente lungo l’albero così da poterle ad esempio infilare o sfilare, mentre nella seconda posizione angolare degli anelli esterni le anime delle bobine sono bloccate dagli elementi di impegno in modo da ruotare assieme all’albero.

Su uno stesso albero possono essere presenti anche più di un centinaio di dispositivi anulari, ciascuno con Γ anello esterno ruotabile indipendentemente dagli altri e sull’albero a frizione così composto possono essere infilati un numero più o meno elevato di anime di bobina.

Quando i dispositivi hanno l’anello esterno nella posizione di riposo, è possibile l’inserimento e lo scorrimento delle anime sull’albero fino alla loro corretta posizione lungo l’albero.

Una volta che tutte le anime sono state caricate, una piccola rotazione delle anime (manuale o prodotta dall’inizio della rotazione di avvolgimento e quindi dall’inizio del tiro del nastro in avvolgimento) fa ruotare verso la posizione di blocco Γ anello esterno di tutti i dispositivi che sono dentro le anime da avvolgere.

Ciascun dispositivo anulare può ruotare a sua volta a frizione rispetto all’albero e ciò permette di compensare variazioni nel tiro fra le singole bobine in avvolgimento pure impiegando uno stesso albero di avvolgimento.

Terminato l’avvolgimento delle bobine, una sufficiente rotazione contraria delle bobine ruota indietro verso la posizione di riposo l’anello esterno di tutti i dispositivi su cui è montata una bobina, così da permettere la rimozione delle bobine mediante loro scorrimento assiale lungo l’albero fino alla sua estremità libera.

Su uno stesso dispositivo anulare non possono però mai essere contemporaneamente presenti due anime, perché ciò impedirebbe l’indipendente compensazione del tiro delle due bobine. Inoltre, ciascuna anima deve sempre coprire elementi di impegno disposti lungo almeno due circonferenze per evitare instabilità nell’appoggio. Per evitare tale situazione nella tecnica nota sono perciò impiegati sempre dispositivi anulari con larghezza pari alla metà della larghezza delle anime. Soprattutto nel caso di anime di piccola larghezza il numero di anelli sull’ albero è perciò molto elevato.

Ad esempio, per una larghezza di anima di 10mm viene impiegato un dispositivo anulare di 5mm, cosicché per un albero con lunghezza utile di 1000mm ci vogliono ben 200 dispositivi anulari affiancati.

Si ha perciò sia una considerevole complessità e un considerevole costo per il numero di dispositivi anulari necessari contemporaneamente, sia un considerevole costo dovuto alla necessità di avere una serie di dispositivi anulari di particolare larghezza per ogni larghezza di anima che si desidera impiegare. Al cambio di larghezza di anima su una avvolgitrice non sono trascurabili neppure il tempo di fermo macchina e il costo necessario per cambiare sull’ albero tutta la serie di dispositivi anulari con un’altra serie di dispositivi anulari adatti alla nuova larghezza di anima.

Scopo generale della presente invenzione è fornire dispositivi anulari e un albero con tali dispositivi anulari, che permettano di impiegare lo stesso dispositivo per un certo numero di larghezze di anime, anche larghezze di anime minori della larghezza del dispositivo.

In vista di tale scopo si è pensato di realizzare un dispositivo anulare di blocco per 1’avvolgimento di bobine, destinato ad essere affiancato ad una pluralità di dispositivi anulari uguali per realizzare un albero di avvolgimento, comprendente un anello esterno ed elementi di impegno che si affacciano dalla superficie radiale dell’anello esterno, l’anello esterno essendo ruotabile nel dispositivo fra una prima posizione angolare di riposo e una seconda posizione angolare di blocco, nella prima posizione angolare di riposo gli elementi di impegno essendo radialmente rientrati o elasticamente rientrabili e nella seconda posizione angolare gli elementi di impegno essendo elasticamente rientrabili meno che nella prima posizione angolare di riposo, caratterizzato dal fatto di comprende elementi di impegno che sono distribuiti lungo almeno tre linee circonferenziali della superficie radiale dell’anello esterno.

Per rendere più chiara la spiegazione dei principi innovativi della presente invenzione ed i suoi vantaggi rispetto alla tecnica nota si descriverà di seguito, con l'aiuto dei disegni allegati, realizzazioni esemplificative applicanti tali principi. Nei disegni:

-figura 1 rappresenta una vista schematica di una macchina avvolgitrice con dispositivi anulari secondo Γ invenzione ;

-figura 2 rappresenta una vista schematica in prospettiva di un albero di avvolgimento con i dispositivi anulari secondo Γ invenzione;

-figure 3 e 4 rappresentano viste schematiche parzialmente in sezione di una possibile realizzazione del dispositivo di figura 2;

-figura 5 rappresenta una vista schematica si una possibile variante del dispositivo secondo Γ invenzione;

-figure 6 e 7 rappresentano viste schematiche di alberi secondo l’invenzione e possibili larghezze di anime accettabili da essi.

Con riferimento alle figure, in figura 1 è mostrata schematicamente una macchina avvolgitrice, indicata genericamente con 10. Alla macchina 10 giunge un nastro 11 (ad esempio in materiale plastico od altro) che viene suddiviso in strisce 12 (da noti mezzi di taglio non mostrati) da avvolgere ciascuna su una rispettiva anima 13. Le anime 13 sono infilate su una coppia di alberi 14a e 14b motorizzati, disposte per ricevere su un altre le strisce di posizione pari e sull’altro le strisce di posizione dispari, come noto al tecnico.

Per accogliere e fissare radialmente le anime, ciascun albero (indicato più genericamente con 14) comprende su di sé una pluralità di dispositivi anulari 15 accostati assialmente. Tali dispositivi anulari sono ruotabili a frizione sull’asse dell’albero 14 e comprendono un anello esterno 16 ed elementi di impegno 17 che si affacciano dalla superficie radiale dell’anello esterno. Gli elementi di impegno 17 sono preferibilmente sfere.

I dispositivi anulari saranno naturalmente impiegati in un numero variabile a seconda delle necessità per realizzare alberi più o meno lunghi e avvolgere più o meno bobine affiancate, come ovvio al tecnico del ramo.

L’anello esterno 16 di ciascun dispositivo anulare 15 è motabile nel dispositivo anulare fra una prima posizione angolare di riposo e una seconda posizione angolare di blocco. Nella prima posizione angolare di riposo gli elementi di impegno 17 sono radialmente rientrati o elasticamente rientrabili, mentre nella seconda posizione angolare gli elementi di impegno 17 sono elasticamente rientrabili meno che nella prima posizione angolare di riposo. In tale modo, una adatta rotazione dell’anello esterno permette il blocco sull’albero dell’anima infilata sul o sui dispositivi anulari 15.

In figura 3 è mostrata una possibile realizzazione del meccanismo che permette la minore o maggiore sporgenza elastica degli elementi di impegno in ciascun dispositivo anulare.

In particolare, il dispositivo anulare 15 comprende l’anello esterno 16 e un anello interno 18, sovrapposti coassiali. L’anello interno 18 è destinato ad essere montato sull’albero di rotazione con interposizione di noti elementi di frizione (indicati genericamente con 20, ad esempio uno strato di feltro o simile) e, se richiesto, con noti mezzi comandati 21 di regolazione della frizione (quali camere pneumatiche o simili) facilmente immaginabili dal tecnico esperto e perciò qui non ulteriormente descritti o mostrati. Tali elementi di frizione permettono ai dispositivi anulari di ruotare a frizione sull’ albero per permettere la regolazione del tiro di avvolgimento dei nastri, come è noto al tecnico del ramo.

Gli elementi di impegno 17 sporgono radialmente ad intervalli lungo la periferia attraverso fori sull’anello esterno 16. Vantaggiosamente, le dimensioni dei fori sono tali da impedire la fuoriuscita completa degli elementi di impegno.

Preferibilmente, gli elementi di impegno sporgono equidistanti lungo la circonferenza del dispositivo. Naturalmente resta inteso che il numero di elementi di impegno può essere diverso da quello mostrato, a seconda delle specifiche esigenze, come sarà anche chiaro dal seguito.

Gli anelli e gli elementi di impegno sono vantaggiosamente realizzati in metallo. L’ anello esterno è ruotabile assialmente rispetto all’ anello interno per muoversi fra la prima posizione angolare di riposo e la seconda posizione di blocco trascinando con sé gli elementi di impegno 17 (che da ora in poi verranno qui chiamati per semplicità “sfere” anche se resta inteso che possono essere sostituibili da altri elementi di rotolamento, ad esempio piccoli cilindri, anche se le sfere sono state trovate preferibili).

In figura 3 è mostrata parzialmente sezionata la zona dell’elemento anulare dove la sfera rotola fra la posizione di riposo (mostrata a tratto pieno) e la posizione di blocco (mostrata a tratteggio).

Per il rotolamento della sfera, l’anello interno ha per ciascuna sfera una sede 19 estesa circonferenzialmente fra la posizione di riposo e quella di blocco. Sul fondo della sede 19 è presente un elemento elastico, vantaggiosamente sotto forma di una lamina elastica 22 che spinge la sfera radialmente verso l’esterno dell’anello esterno. Inoltre, il fondo della sede ha una variazione di altezza rispetto all’anello esterno in modo che ad un estremo della sede, corrispondente alla posizione di riposo, la lamina ha un buon gioco per permettere alla sfera 17 di rientrare maggiormente che all’estremo opposto, corrispondente alla posizione di blocco. Ciò è chiaro dalla figura 3. Il minore rientro elastico della sfera nella posizione di blocco può essere anche ridotto a zero e gli elementi di impegno possono essere spinti verso Γ esterno in modo sostanzialmente rigido.

Come si vede in figura 2 e anche in figura 4, gli elementi di impegno 17 sono distribuiti lungo almeno tre linee circonferenziali (linee 23 in figura 4) della superficie radiale dell’anello esterno. Preferibilmente, gli elementi di impegno sulle almeno tre linee circonferenziali sono affiancati a gruppi lungo generatrici dell’anello esterno, come bene si vede in figura 4, ma possono anche essere disposti sfalsati come si vede in figura 5.

E’ stato trovato che impiegando elementi di impegno disposti su almeno tre linee circonferenziali dell’anello esterno permette di impiegare dispositivi anulari con larghezza maggiore di quella delle anime da calzare sopra di essi, pure mantenendo indipendente il movimento di ciascuna anima per la regolazione del tiro.

Preferibilmente, la distanza fra le linee circonferenziali (corrispondenti al centro della sfera) laterali e il bordo laterale del dispositivo anulare deve essere minore della distanza fra le stesse linee e la linea circonferenziale fra di esse. In particolare, può essere preferibile che le linee circonferenziali laterali distino da bordi laterali del dispositivo di una distanza compresa fra 1/4 e 1/6 della larghezza del dispositivo.

Vantaggiosamente, le linee circonferenziali possono distare fra loro di una distanza compresa fra 1/3 e 2/3 della distanza fra la linea laterale e il bordo laterale del dispositivo.

Ad esempio, per un dispositivo anulare di larghezza 20mm con tre linee circonferenziali di sfere è stato trovato utile che la distanza fra linee circonferenziali laterali e lato del dispositivo sia compreso fra 3.8 e 4.2 mm mentre la distanza fra tali linee circonferenziali laterali e la linea centrale è nell’ intorno dei 6mm. Le sfere sono preferibilmente di diametro 5mm.

Ciò permette con dispositivi anulari da 20mm di montare anime ad esempio da 10mm (ed anche altre misure, anche minori della larghezza del dispositivo anulare). In confronto ai dispositivi di tecnica nota si possono così realizzare ad esempio alberi da 1000mm con solo 50 dispositivi anulari, mentre nella tecnica nota per lavorare bene sono necessari ben 200 dispositivi anulari da 5mm di larghezza.

Anche altre misure di dispositivo anulare possono naturalmente essere realizzate, a seconda delle specifiche necessità. Ad esempio un dispositivo anulare di larghezza 30mm può essere impiegato per anime di larghezza 15mm (e altre misure). Con tre linee circonferenziali, le linee laterali possono distare fra 5 e 6mm dal bordo laterale del dispositivo, e circa 7-11 mm dalla linea centrale.

Non è neppure necessario che le linee laterali siano equidistanti dalla linea centrale, che a sua volta non deve necessariamente essere centrata rispetto ai bordi laterali del dispositivo.

Ad esempio, con un dispositivo da 30mm le linee laterali possono distare 5.5mm e 6.55mm dai rispettivi bordi laterali del dispositivo mentre dalla linea centrale possono distare rispettivamente lO.lOmm e 7.8mm.

Si veda come esempio di disposizione la figura 6, dove è mostrata schematicamente una sequenza di dispositivi anulari affiancati realizzati secondo Γ invenzione (per semplicità le linee circonferenziali sulle quali giacciono gli elementi di impegno sono indicate a tratto e punto). Le anime dispari sono mostrate a tratto pieno, le anime pari (che possono essere sul secondo albero, uguale al primo) sono mostrate a tratteggio, (ad esempio le anime possono avere larghezza 15mm con dispositivi anulari di larghezza 20mm)

Come si vede bene in figura 6, non vi sono due anime 13 che ricoprono lo stesso dispositivo anulare e ciascuna anima appoggia comunque su almeno due linee circonferenziali di elementi di impegno. In tale modo è garantita sia la possibilità di regolazione indipendente del tiro, sia la stabilità e la coassialità delle anime sull’ albero rotante. Si noti che solo quattro dispositivi sono mostrati perché la sequenza mostrata ricomincia dopo tre dispositivi e perciò una lunghezza a piacere di albero può essere realizzata.

In figura 7 è mostrata una vista simile a figura 6 ma per una realizzazione di albero con una differente larghezza dei dispositivi per montare una differente larghezza di anima (ad esempio, dispositivo anulare largo 30mm e anima larga 27 mm).

Come si vede bene in figura 7, anche in questo caso non vi sono due anime 13 che ricoprono lo stesso dispositivo anulare e ciascuna anima appoggia comunque su almeno due linee circonferenziali di elementi di impegno. In tale modo è garantita sia la possibilità di regolazione indipendente del tiro, sia la stabilità e la coassialità delle anime sull’ albero rotante. Si noti che solo dieci dispositivi sono mostrati perché la sequenza mostrata ricomincia dopo nove dispositivi e perciò una lunghezza a piacere di albero può essere realizzata.

E’ a questo punto chiaro come si siano raggiunti gli scopi dell’ invenzione. Il dispositivo secondo Γ invenzione permette una elevata flessibilità nelle larghezze di anime trattabili dal dispositivo stesso, a differenza dei dispositivi noti.

Con dispositivi anulari secondo Γ invenzione è possibile infatti con una stessa serie di dispositivi accogliere su un albero di avvolgimento anime di varie larghezze differenti e soprattutto di alcune larghezze anche minori della larghezza del dispositivo stesso, riducendo il numero di dispositivi necessari e perciò il costo sia di acquisto e mantenimento dei dispositivi, sia i costi e i tempi di adattamento delle macchine al cambio di larghezza delle anime da avvolgere.

Naturalmente, la descrizione sopra fatta di realizzazioni applicanti i principi innovativi della presente invenzione è riportata a titolo esemplificativo di tali principi innovativi e non deve perciò essere presa a limitazione dell'ambito di privativa qui rivendicato. Ad esempio, dimensioni e proporzioni delle varie parti diverse da quelle mostrate nei disegni possono essere impiegate a seconda delle specifiche necessità. Ad esempio, per particolari misure, i due alberi possono anche essere assialmente sfalsati per permettere il corretto alloggiamento delle anime pari e dispari senza sovrapposizioni e con corretto supporto.

Claims (8)

1. Rivendicazioni 1. Dispositivo anulare di blocco (15) per ravvolgimento di bobine, destinato ad essere affiancato ad una pluralità di dispositivi anulari uguali per realizzare un albero di avvolgimento, comprendente un anello esterno (16) ed elementi di impegno (17) che si affacciano dalla superficie radiale dell’ anello esterno, l’anello esterno essendo motabile nel dispositivo fra una prima posizione angolare di riposo e una seconda posizione angolare di blocco, nella prima posizione angolare di riposo gli elementi di impegno (17) essendo radialmente rientrati o elasticamente rientrabili e nella seconda posizione angolare gli elementi di impegno (17) essendo elasticamente rientrabili meno che nella prima posizione angolare di riposo, caratterizzato dal fatto di comprende elementi di impegno (17) che sono distribuiti lungo almeno tre linee circonferenziali della superficie radiale dell’anello esterno (16).
2. 2. Dispositivo anulare secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che gli elementi di impegno (17) lungo le linee circonferenziali sono affiancati fra loro a gruppi secondo generatrici dell’anello.
3. 3. Dispositivo anulare secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che gli elementi di impegno (17) lungo le linee circonferenziali sono sfere.
4. 4. Dispositivo anulare secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le linee circonferenziali laterali distano da bordi laterali del dispositivo di una distanza compresa fra 1/4 e 1/6 della larghezza del dispositivo.
5. 5. Dispositivo anulare secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le linee circonferenziali distano fra loro di una distanza compresa fra 1/3 e 2/3 della distanza fra la linea circonferenziale laterale e il bordo laterale del dispositivo.
6. 6. Dispositivo anulare secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende anche un anello interno (18) sul quale ruota coassialmente l’anello esterno (16) per spostarsi fra la posizione angolare di riposo e la posizione angolare di blocco.
7. 7. Dispositivo anulare secondo rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che nell’ anello interno sono presenti sedi (19) estese circonferenzialmente fra la posizione di riposo e quella di blocco e che accolgono gli elementi di impegno (17), sul fondo di ciascuna sede (19) essendo presente un elemento elastico (22), preferibilmente sotto forma di una lamina elastica, che spinge il corrispondente elemento di impegno (17) radialmente verso l’esterno dell’anello esterno, il fondo della sede (19) avendo una variazione di altezza rispetto all’anello esterno in modo che ad un estremo della sede, corrispondente alla posizione angolare di riposo, l’elemento elastico permette il maggiore rientro elastico dell’elemento di impegno (17) rispetto che all’estremo opposto, corrispondente alla posizione angolare di blocco.
8. 8. Albero (14) per l’avvolgimento di bobine su anime di bobina (13) in una macchina di avvolgimento multipla (10), comprendente una pluralità di dispositivi anulari di blocco (15) realizzati secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, disposti coassialmente affiancati lungo l’albero per accogliere su di sé anime di bobine da avvolgere, i dispositivi (15) essendo assialmente ruotabile a frizione sull’albero per permettere la regolazione indipendente del tiro di avvolgimento delle bobine.