IT201600125625A1 - Dispositivo perforatore per materiali nastriformi - Google Patents
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Description
<ING. MARI & C. SRL>
DESCRIZIONE
dell’Invenzione Industriale dal titolo:
DISPOSITIVO PERFORATORE PER MATERIALI NASTRIFORMI a nome: MEC INDUSTRIES SRL
di nazionalità: italiana
con sede in: Via di Mugnano, 889 – 55100 LUCCA
mandatario: Dott. Ing. Marco Giovanni MARI
studio: ING. MARI & C. SRL – Viale San Concordio, 473/B – 55100 LUCCA
inventori designati: FRACASSI Tiziano, GIORGI Luciano, COTURRI Alessandro
TESTO DELLA DESCRIZIONE
L’invenzione si rivolge al settore dei macchinari industriali di trasformazione della carta e/o di lavorazione di materiali nastriformi.
Più in dettaglio, l’invenzione riguarda un dispositivo perforatore associabile a macchinari di trasformazione della carta, in particolare, ma non esclusivamente, carta tissue, ed in generale di lavorazione di materiali nastriformi che necessitino di essere perforati per creare sulla superficie del prodotto finito una pluralità di tagli seghettati che ne consentano lo strappo con gesti manuali semplici e ripetibili, in particolare, ma non esclusivamente, rotoli di carta igienica, di carta asciugatutto, o similari.
Per realizzare linee di strappo su materiali nastriformi (ad esempio linee di strappo di veli di carta igienica) sono convenzionalmente utilizzati macchinari industriali comprendenti gruppi di perforazione
<ING. MARI & C. SRL>
equipaggiati con coppie di rulli perforatori, dei quali uno girevole ed uno fisso.
Su detti rulli perforatori girevoli sono normalmente presenti da 4 a 12 lame calibrate e seghettate, montate su sedi elicoidali aventi assi coincidenti con gli assi longitudinali dei rulli girevoli stessi, mentre su detti rulli perforatori fissi sono normalmente presenti da 1 a 4 lame calibrate e seghettate, montate su sedi rettilinee aventi assi coincidenti con gli assi longitudinali dei rulli fissi stessi.
La rotazione di detti rulli perforatori girevoli determina il ripetuto avvicinamento delle relative lame alle omologhe lame di detti rulli perforatori fissi, ad una distanza minima compresa tra 5 e 10 centesimi di millimetro, in funzione del materiale trattato, e la conseguente realizzazione di ripetute e costanti perforazioni sul materiale nastriforme passante attraverso detti gruppi, definenti le previste linee di strappo del materiale stesso.
<Nel prosieguo della descrizione si intenderà:>
� per diametro, il diametro esterno dei rulli perforatori,
<comprendente i corpi dei rulli e le sedi delle rispettive lame;>� per lunghezza di tavola, la lunghezza dei corpi dei rulli
<perforatori, perpendicolare al diametri degli stessi;>
� per tamponi, cuscinetti, o spalle, gli elementi meccaniciassociati lateralmente ai corpi dei rulli perforatori per consentirne l’inserimento in sedi di lavoro di macchinari industriali di trasformazione della carta e/o di lavorazione di materiali nastriformi;
<ING. MARI & C. SRL>
� per materiali compositi, il risultato dell’abbinamento di una pluralità di materiali semplici, dotati di caratteristiche chimicofisiche differenziate a livello macroscopico e strutturale.
Nell’attuale stato della tecnica, le linee di produzione comprendono rulli perforatori realizzati in acciaio, di diametro variabile tra 160 e 550 millimetri e di lunghezza di tavola variabile tra 1900 e 5600 millimetri.
Nell’attuale stato della tecnica, inoltre, la velocità delle linee di produzione è strettamente vincolata alla velocità di rotazione dei rulli perforatori.
Volendo incrementare la velocità delle linee di produzione, mantenendo costanti le distanze delle perforazioni ripetute sul materiale nastriforme (i veli della carta igienica presentano ad esempio linee di strappo costantemente distanziate di circa ottanta<millimetri), si rende di conseguenza necessario:>
� provvedere all’incremento del diametro dei rulli perforatori<girevoli e/o del numero di lame presenti sugli stessi;>
� provvedere al passaggio del materiale nastriforme tra unmaggior numero di rulli perforatori girevoli, le lame dei quali operano in contrasto ad omologhe lame di un unico rullo fisso.<Tali soluzioni presentano importanti negatività, in quanto:>
� incrementano il peso complessivo di detti rulli perforatorigirevoli, costringendo a rinforzare il telaio e le spalle delle linee<di produzione;>
� riducono la maneggevolezza complessiva di detti rulliperforatori girevoli;
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� incrementano i consumi energetici delle linee di produzione, in quanto dipendenti dall’aumentato peso e dalla diminuita<maneggevolezza di detti rulli perforatori girevoli;>
� impediscono la standardizzazione di detti rulli perforatorigirevoli per consentirne l'associazione a macchinari di trasformazione della carta e/o di lavorazione di materiali nastriformi, di varia tipologia e configurazione.
Ulteriormente, al superamento delle massime velocità di rotazione previste progettualmente, detti rulli perforatori girevoli producono risposte dinamiche anomale (e conseguenti vibrazioni) tali da impedire il rispetto delle tolleranze necessarie per un ottimale lavoro delle relative lame in contrasto alle omologhe lame dei rulli perforatori fissi.
E’ quindi scopo della presente invenzione il superamento delle negatività suesposte, proprie dei rulli perforatori girevoli normalmente associati a macchinari industriali di trasformazione della carta e/o di lavorazione di materiali nastriformi.
Lo scopo dell’invenzione è raggiunto con un dispositivo perforatore per materiali nastriformi, secondo la rivendicazione principale indipendente 1.
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione sono descritte nelle rivendicazioni dipendenti.
L’invenzione, grazie alla rigidità e leggerezza dei componenti del dispositivo perforatore, soddisfa principalmente l’esigenza di poter aumentare la velocità delle linee di produzione senza ricorrere al<ING. MARI & C. SRL>
sovradimensionamento dei rulli perforatori per diametro, peso e numero di lame.
L’invenzione soddisfa inoltre l’esigenza di poter standardizzare il processo di progettazione e di produzione dei rulli perforatori e dei macchinari industriali utilizzanti i medesimi, nonché le modalità operative previste per tali macchinari.
L’invenzione consente infatti di ottenere con un unico dispositivo perforatore, adeguatamente standardizzato ed adattato ad operare indifferentemente come rullo perforatore girevole o fisso, i risultati normalmente ottenuti con un elevato numero di rulli perforatori diversi per diametro, disposizione e numero di lame.
L’invenzione soddisfa infine l’esigenza di poter velocizzare il ciclo di produzione dei rulli perforatori, consentendo di ottenere un dispositivo perforatore completo in un tempo inferiore del 30-40% rispetto alla tecnica nota.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione più dettagliata esposta nel seguito, con l’aiuto dei disegni che ne mostrano un modo d’esecuzione preferito, illustrato a titolo esemplificativo e non<limitativo, in cui:>
� la fig. 1 mostra, in vista prospettica completa, la conformazionestrutturale di un dispositivo perforatore per materiali nastriformi,<secondo l’invenzione;>
� le figg. 2-3-4-5-6 mostrano, in sezione trasversale piana,dettagli costruttivi di detto dispositivo perforatore;
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� la fig. 7 mostra, in sezione trasversale piana, la possibile applicazione di detto dispositivo perforatore ad un gruppo di perforazione di un macchinario industriale di trasformazione della carta e/o di trasformazione di materiali nastriformi.
Con riferimento ai particolari delle figure, un dispositivo perforatore 1 per materiali nastriformi M, secondo l’invenzione, comprende<sostanzialmente:>
� un corpo cilindrico 2, provvisto di mezzi meccaniciintercambiabili 4 di accoppiamento reversibile a macchinari industriali di trasformazione della carta e/o di lavorazione di<materiali nastriformi;>
� blocchetti portalama 5, a sviluppo elicoidale, associati al corpocilindrico 2 tramite viti di fissaggio 6 serrabili su boccole filettate 7 predisposte sul corpo cilindrico 2 stesso;
� morsetti fermalama 9, a sviluppo elicoidale, associati aiblocchetti portalama 5 tramite viti di fissaggio 10 serrabili su boccole filettate 11 predisposte sui blocchetti portalama 5<stessi;>
� lame 12 calibrate e seghettate, provviste di punte rinforzate 13,associate ai blocchetti portalama 5 tramite i morsetti fermalama 9;
� inserti ammortizzanti 14, predisposti tra i blocchetti portalama 5
<e le lame 12;>
� mezzi di battuta 15, predisposti in corrispondenza dei punti dicontatto degli angoli vivi delle lame 12 con i blocchetti<ING. MARI & C. SRL>
<portalama 5;>
<� mezzi pressori 16 per dette lame 12;>
� mezzi estrattori 17 per detti morsetti fermalama 9.
In una variante semplificata del dispositivo perforatore 1, i mezzi pressori 16 e i mezzi estrattori 17 possono essere assenti.
Il corpo cilindrico 2 è realizzato con strati sovrapposti di materiali compositi disposti ed avvolti attorno ad un rullo mandrino di supporto, atto ad essere estratto dal corpo cilindrico 2 ad ultimato avvolgimento e successiva polimerizzazione dei materiali compositi.
I materiali costituenti il corpo cilindrico 2 comprendono fibre di carbonio, realizzate come fili continui, come tessuti con disegno a trama e ordito, o come tessuti con disegno a sviluppo unidirezionale, di modulo elastico compreso tra 250 e 760 gigaPascal. Un materiale adatto allo scopo è rappresentato dal K63712, prodotto dalla ditta Mitsubishi Rayon.
I materiali costituenti il corpo cilindrico 2 comprendono inoltre matrici di resine epossidiche, a tre componenti, di media temperatura di polimerizzazione (circa 120°C). Materiali adatti allo scopo sono rappresentati dall’Araldite LY556, dall’Aradur LY917 (indurente) e dall’Aradur DY070 (accelerante), prodotti dalla ditta Huntsman LLC.
Lo spessore delle fibre di carbonio costituenti il corpo cilindrico 2 è compreso tra 5 e 25 mm, ad esempio attorno a 10 mm, preferibilmente tra 8 e 15 mm, fermo restando che nell’ambito dell’invenzione si intendono compresi tutti i valori intermedi tra quelli citati.
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Il volume delle resine epossidiche costituenti il corpo cilindrico 2 è compreso tra il 30% e il 55% del volume del manufatto finito, ad esempio fra il 35% ed il 45%, preferibilmente intorno al 40%, fermo restando che nell’ambito dell’invenzione si intendono compresi tutti i valori intermedi e tutti gli intervalli di percentuale intermedi tra quelli citati.
I mezzi meccanici intercambiabili 4 di accoppiamento reversibile a macchinari industriali di trasformazione della carta e/o di lavorazione di materiali nastriformi comprendono tamponi, atti ad essere inseriti nel corpo cilindrico 2, montati su cuscinetti, sorretti da spalle, collegati ad eventuali motori di spinta (qualora associati a rulli perforatori girevoli e di conseguenza motorizzati).
I blocchetti portalama 5 ed i morsetti fermalama 9 sono realizzati con materiali metallici, del tipo di alluminio, acciaio, o similari, o a loro volta con materiali compositi, del tipo di fibre di carbonio in matrici di resine epossidiche o termoplastiche. Un materiale adatto allo scopo è rappresentato dall’Hex-Tool, prodotto dalla ditta Hexcel.
Le lame 12 sono realizzate con materiali metallici, del tipo di acciaio o similari, secondo tecnica nota.
Gli inserti ammortizzanti 14 sono realizzati con materiali vibroassorbenti, del tipo di gomma o similari.
I mezzi di battuta 15 comprendono segmenti metallici alloggiati in corrispondenti sedi dei blocchetti portalama 5.
I mezzi pressori 16 ed i mezzi estrattori 17 comprendono rispettivamente pressori a molla e viti di estrazione.
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Costruttivamente, il corpo cilindrico 2 è ottenuto mediante<l’avvolgimento attorno ad un rullo mandrino di:>
� fili di fibre di carbonio, impregnati con resine epossidichedurante lo svolgimento da bobine, polimerizzate in forni<ventilati;>
� tessuti di fibre di carbonio, preimpregnati con resineepossidiche, polimerizzate in forni ventilati o autoclave.
Costruttivamente, i blocchetti portalama 5 ed i morsetti fermalama 9 sono ottenuti mediante:
� procedimenti di fresatura di materiali metallici, del tipo dialluminio o similari, e successivi trattamenti termici e/o galvanici di incremento della robustezza e della resistenza superficiale di<tali materiali;>
� procedimenti di formatura di materiali compositi, del tipo di fibre
<di carbonio in matrici di resine epossidiche;>
� procedimenti di formatura di materiali compositi, del tipo diritagli di fibre di carbonio (chopped fibers) in matrici di resine termoplastiche.
Il corpo cilindrico 2 ed i blocchetti portalama 5 sono stabilmente ed<irreversibilmente collegati tra loro mediante:>
� fissaggi meccanici, preferibilmente ma non esclusivamente del<tipo a boccole e viti di fissaggio;>
� adesivi strutturali, preferibilmente ma non esclusivamente deltipo epossidico bicomponente, quale ad esempio il DP490, prodotto dalla ditta 3M SPA;
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� sovrapposizione di tessuti, realizzati con fibre di carbonio in matrici di resine epossidiche, atti ad avvolgere il corpo cilindrico 2 ed i blocchetti portalama 5, creando un manufatto unico ed indivisibile.
Al corpo cilindrico 2 sono costruttivamente applicati mezzi meccanici intercambiabili 4, del tipo di tamponi, cuscinetti, spalle o similari, atti a consentire l’inserimento del dispositivo perforatore 1 completo in sedi di lavoro di macchinari industriali di trasformazione della carta e/o di lavorazione di materiali nastriformi, di varia tipologia e configurazione, ed il suo conseguente collegamento ai mezzi di azionamento dei macchinari stessi.
La conformazione del dispositivo perforatore 1 completo permette di ottenerne un vantaggioso alleggerimento di tutte le sue parti ed una conseguente vantaggiosa agevolazione delle operazioni di bilanciamento necessarie per validarne il processo costruttivo.
Detti mezzi meccanici 4, di tipo intercambiabile, consentono una vantaggiosa adattabilità del dispositivo perforatore 1 a macchinari industriali di trasformazione della carta e/o di lavorazione di materiali nastriformi, di varia tipologia e configurazione.
La velocità delle linee di produzione così costituite risulterà vantaggiosamente proporzionale alla velocità di rotazione del dispositivo perforatore 1, in quanto dipendente dal ridotto peso e dall’elevato bilanciamento del dispositivo 1 stesso.
La realizzazione delle linee di strappo sul prodotto finito è ottenuta con il passaggio del materiale nastriforme M attraverso un dispositivo
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perforatore 1 girevole ed un rullo perforatore fisso RF, di tipo noto, oppure attraverso una coppia di dispositivi perforatori 1, dei quali uno girevole ed uno fisso.
La rotazione del dispositivo perforatore 1 determina pertanto il lavoro delle lame 12 in contrasto ad omologhe lame di un rullo perforatore fisso RF, di tipo noto, o di un ulteriore dispositivo perforatore 1 operante come rullo perforatore fisso, con modalità ripetuta e costante, e la conseguente realizzazione di perforazioni sul materiale nastriforme M, con distanze identiche e certificabili, definenti le previste linee di strappo del materiale stesso.
<Inoltre, durante la rotazione del dispositivo perforatore 1:>
� le viti di fissaggio 6 dei blocchetti portalama 5 indentano inmaniera passante il corpo cilindrico 2, conferendo a detti blocchetti portalama 5 una completa stabilità in senso<trasversale, longitudinale e torsionale;>
� gli inserti ammortizzanti 14, predisposti tra le lame 12 ed iblocchetti portalama 5, assorbono eventuali vibrazioni prodotte<dal lavoro di dette lame 12, in contrasto a lame omologhe;>� i mezzi di battuta 15, predisposti tra le lame 12 ed i blocchettiportalama 5, stabilizzano e rafforzano i punti di contrasto e di attrito degli angoli vivi di dette lame 12 con detti blocchetti<portalama 5;>
� i mezzi pressori 16 impediscono eventuali movimenti diallontanamento delle lame 12 dai mezzi di battuta 15.
Le azioni esercitate singolarmente da dette viti di fissaggio 6, da
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detti inserti ammortizzanti 14, da detti mezzi di battuta 15, e da detti mezzi pressori 16 contribuiscono sinergicamente a stabilizzare la rotazione del dispositivo perforatore 1, impedendo l’insorgenza di risposte dinamiche anomale, favorendo di conseguenza anche l’ottimale lavoro delle relative lame 12, in contrasto a lame omologhe.
Costruttivamente, le direttrici delle viti di fissaggio 10 dei morsetti fermalama 9 ai blocchetti portalama 5 formano, con le direttrici delle lame 12, un angolo incidente A di apertura compresa tra 0° e 30°, preferibilmente di 22°.
Durante le operazioni di serraggio delle lame 12, l’angolo incidente A ne favorisce lo scorrimento verso i mezzi di battuta 15, consentendo in tal modo di verificare, in modo semplice e ripetibile, la distanza esistente tra le punte 13 di dette lame 12 ed i bordi superiori 8 dei blocchetti portalama 5, necessaria per il rispetto delle tolleranze previste per l’ottimale lavoro delle stesse lame 12, in contrasto a lame omologhe.
<Inoltre, durante le operazioni di serraggio delle lame 12:>
� i mezzi di battuta 15, predisposti tra le lame 12 ed i blocchettiportalama 5, stabilizzano e rafforzano i punti di contrasto e di attrito degli angoli vivi di dette lame 12 con detti blocchetti<portalama 5;>
� i mezzi pressori 16 consentono l’allineamento delle lame 12 aimorsetti fermalama 9.
In ultimo, durante le operazioni di smontaggio e sostituzione delle lame 12, i mezzi di estrazione 17 agevolano il disimpegno dei morsetti<ING. MARI & C. SRL>
fermalama 9 dai blocchetti portalama 5, esercitando su detti blocchetti portalama 5 una pressione atta a superarne gli attriti derivanti dall’angolo incidente A formato dalle direttrici delle viti di fissaggio 10 dei morsetti fermalama 10 rispetto alle direttrici delle lame 12 stesse.
Naturalmente, quanto descritto per un dispositivo 1 girevole si estende, “mutatis mutandis” anche ad un omologo dispositivo 1 fisso.
Claims (11)
- <ING. MARI & C. SRL> RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo perforatore (1) per materiali nastriformi (M),<caratterizzato dal fatto che comprende:> <� un corpo cilindrico (2), realizzato con materiali compositi;> � mezzi intercambiabili (4) di accoppiamento reversibile amacchinari industriali di trasformazione della carta e/o di lavorazione di materiali nastriformi, associati a detto corpo<cilindrico (2);> � blocchetti portalama (5), associati a detto corpo cilindrico (2), <realizzati con materiali metallici o con materiali compositi;>� morsetti fermalama (9), associati a detti blocchetti portalama <(5), realizzati con materiali metallici o con materiali compositi;>� lame (12) con punte rinforzate (13), realizzate con materialimetallici, associate a detti blocchetti portalama (5) tramite detti morsetti fermalama (9).
- 2. Dispositivo perforatore (1) secondo la riv.1, caratterizzato dal fatto che i materiali compositi di realizzazione del corpo cilindrico (2) comprendono fibre di carbonio in matrici di resine epossidiche, ove dette fibre di carbonio sono scelte tra fili continui, tessuti con disegno a trama e ordito, o tessuti con disegno a sviluppo unidirezionale.
- 3. Dispositivo perforatore (1) secondo la riv.1, caratterizzato dal fatto che i materiali metallici di realizzazione dei blocchetti portalama (5) e dei morsetti fermalama (9) comprendono alluminio, acciaio, o similari. <ING. MARI & C. SRL>
- 4. Dispositivo perforatore (1) secondo la riv.1, caratterizzato dal fatto che i materiali compositi di realizzazione dei blocchetti portalama (5) e dei morsetti fermalama (9) comprendono fibre di carbonio in matrici di resine epossidiche o ritagli di fibre di carbonio in matrici di resine termoplastiche.
- 5. Dispositivo perforatore (1) secondo la riv.1, caratterizzato dal fatto che i materiali metallici di realizzazione delle lame (12) comprendono acciaio o similari.
- 6. Dispositivo perforatore (1) secondo la riv.1, caratterizzato dal fatto che comprende viti di fissaggio (6) dei blocchetti portalama (5) al corpo cilindrico (2), atte a cooperare con boccole filettate (7) predisposte sul corpo cilindrico (2) stesso.
- 7. Dispositivo perforatore (1) secondo la riv.1, caratterizzato dal fatto che comprende viti di fissaggio (10) dei morsetti fermalama (9) ai blocchetti portalama (5), atte a cooperare con boccole filettate (11) predisposte sui blocchetti portalama (5) stessi.
- 8. Dispositivo perforatore (1) secondo la riv.1, caratterizzato dal fatto che comprende inserti ammortizzanti (14), predisposti tra i blocchetti portalama (5) e le lame (12).
- 9. Dispositivo perforatore (1) secondo la riv.1, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di battuta (15), predisposti in corrispondenza dei punti di contatto degli angoli vivi delle lame (12) con i blocchetti portalama (5).
- 10. Dispositivo perforatore (1) secondo le rivv.7 e 9, caratterizzato dal fatto che le direttrici delle viti di fissaggio (10) dei morsetti<ING. MARI & C. SRL> fermalama (9) ai blocchetti portalama (5) formano con le direttrici delle lame (12) un angolo incidente (A), di apertura compresa tra 0° e 30°, atto a favorire lo scorrimento delle lame (12) verso i mezzi di battuta (15) e la conseguente verifica della distanza esistente tra le punte (13) di dette lame (12) ed i bordi superiori (8) dei blocchetti portalama (5).
- 11. Gruppo perforatore per materiali nastriformi caratterizzato dal fatto che comprende almeno un dispositivo perforatore (1) secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti.
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| IT102016000125625A IT201600125625A1 (it) | 2016-12-13 | 2016-12-13 | Dispositivo perforatore per materiali nastriformi |
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ID=58455520
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2016
- 2016-12-13 IT IT102016000125625A patent/IT201600125625A1/it unknown
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