IT201800009482A1

IT201800009482A1 - Macchina di avvolgimento con dispositivi per il calcolo del coefficiente di poisson e metodo

Info

Publication number: IT201800009482A1
Application number: IT102018000009482A
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Acciari; Fernando Barsacchi; Filippo Gelli
Original assignee: Italia Tech Alliance Srl
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2020-04-16
Also published as: WO2020078957A1; JP7208673B2; EP3867030B1; BR112021007064A2; CN113165200A; JP2021535291A; CN113165200B; MX2021004328A; US20210394387A1; EP3867030A1; US11890772B2

Description

Macchina di avvolgimento con dispositivi per il calcolo del coefficiente di Poisson e metodo

DESCRIZIONE

CAMPO TECNICO

[0001] La presente invenzione riguarda perfezionamenti alle macchine di avvolgimento, quali in particolare bobinatrici o ribobinatrici dotate di organi di taglio che suddividono in strisce longitudinali un materiale nastriforme in alimentazione, per produrre in parallelo una pluralità di bobine di materiale avvolto di dimensione assiale inferiore rispetto alla larghezza del materiale nastriforme in ingresso alla macchina. In particolare forme di realizzazione qui descritte riguardano cosiddette ribobinatrici-taglierine. In particolare, l’invenzione riguarda perfezionamenti a macchine ribobinatrici o bobinatrici che tagliano un materiale nastriforme proveniente da una bobina primaria o da una macchina di produzione, suddividendolo in una pluralità di strisce longitudinali che vengono avvolte in bobine secondarie.

[0002] L’invenzione riguarda anche perfezionamenti ai metodi di avvolgimento o ribobinatura di un materiale nastriforme proveniente da una bobina primaria o da una macchina di produzione, in bobine secondarie, ciascuna formata da una rispettiva striscia in cui è stato suddiviso il materiale nastriforme proveniente dalla bobina primaria.

ARTE ANTERIORE

[0003] In molti settori industriali vengono prodotti materiali nastriformi, cioè materiali sottili, che vengono avvolti in bobine primarie, dette anche bobine madri o master roll. Per ottenere confezioni di materiale nastriforme destinate al successivo utilizzo, il materiale nastriforme delle bobine primarie viene svolto e riavvolto in bobine o rotoli di diametro più piccolo tramite procedimenti o metodi di ribobinatura. In taluni casi, durante la ribobinatura il materiale nastriforme viene anche suddiviso in una pluralità di strisce longitudinali affiancate per mezzo di un dispositivo di taglio che comprende una pluralità di lame o coltelli, tipicamente di forma discoidale. In questo modo la ribobinatrice forma direttamente bobine di piccola dimensione assiale. Le ribobinatrici che comprendono dispositivi di taglio longitudinale per questo scopo sono denominate anche ribobinatrici-taglierine o alternativamente taglierineribobinatrici. Forme di realizzazione di seguito descritte riguardano questo tipo di macchine.

[0004] Queste ribobinatrici sono usate in impianti o linee per la trasformazione di veli di tessuto-non-tessuto, carta e simili. Questi materiali, riavvolti in bobine secondarie, possono essere usati come semilavorati per cicli produttivi successivi in cosiddette linee di converting. Tipicamente, bobine secondarie di tessuto-non-tessuto sono usate per alimentare macchine di converting per la produzione di pannolini per bambini, assorbenti igienici, pannoloni per incontinenti e prodotti similari. Queste macchine sono molto complesse, richiedono bobine di elevata qualità e non consentono l’utilizzo di materiali contenenti difetti, in particolare in considerazione dell’utilizzo finale cui sono destinati gli articoli prodotti.

[0005] Nello specifico settore del tessuto-non-tessuto, ma anche in settori limitrofi, ad esempio nel settore della carta, le bobine primarie possono essere formate da macchine denominate “arrotolatori”, che sono alimentate da una linea di formazione del materiale nastriforme.

[0006] Sarebbe utile per gli utilizzatori delle bobine prodotte da queste macchine, avere il maggior numero di informazioni sulle caratteristiche del materiale nastriforme avvolto. Queste informazioni sono anche utili per il produttore del materiale nastriforme, al fine di controllare, modificare, ottimizzare o comunque intervenire sul processo di produzione del materiale nastriforme o sul processo di avvolgimento delle bobine primarie.

SOMMARIO

[0007] Secondo un aspetto, viene descritta una macchina per avvolgere un materiale nastriforme in una pluralità di bobine secondarie, comprendente: una stazione di avvolgimento, atta a ricevere anime di avvolgimento secondarie tra loro coassiali e affiancate; eventualmente un dispositivo di taglio, con una pluralità di lame, disposto a monte della stazione di avvolgimento rispetto al verso di avanzamento del materiale nastriforme e atto per suddividere il materiale nastriforme in una pluralità di strisce di materiale nastriforme. Una disposizione di misura in linea del coefficiente di Poisson del materiale nastriforme.

[0008] Il coefficiente di Poisson, detto anche coefficiente di contrazione trasversale, è un coefficiente, dipendente dalla temperatura, che misura il grado in cui il campione di un determinato materiale si restringe o si dilata trasversalmente in presenza di una sollecitazione monodirezionale longitudinale.

[0009] In alcune forme di realizzazione il dispositivo di taglio può non essere previsto o rimanere disattivo. Il materiale nastriforme viene in tal caso avvolto in bobine senza venire prima suddiviso in strisce.

[0010] Secondo un altro aspetto, viene previsto un metodo di avvolgimento di un materiale nastriforme, comprendente le seguenti fasi:

− alimentare un materiale nastriforme lungo un percorso di avanzamento verso una stazione di avvolgimento, in cui è inserita una serie di anime di avvolgimento tra loro coassiali e affiancate;

− tagliare il materiale nastriforme in una pluralità di strisce di materiale nastriforme lungo il percorso di avanzamento;

− avvolgere le strisce di materiale nastriforme e formare con esse una pluralità di bobine secondarie;

− rilevare il coefficiente di Poisson del materiale nastriforme durante l’avanzamento lungo detto percorso di avanzamento

[0011] La conoscenza del coefficiente di Poisson del materiale nastriforme può essere utile per molteplici ragioni. In primo luogo è un dato che può essere utile fornire a chi utilizzerà le bobine prodotte per la loro trasformazione in articoli finiti o in ulteriori semilavorati. Conoscere il coefficiente di Poisson può servire, ad esempio, per regolare i parametri operativi delle linee di converting delle bobine. Inoltre, in alcuni casi può essere utile conoscere il coefficiente di Poisson del materiale nastriforme al fine di modificare, controllare o gestire parametri produttivi a monte. Questo può avere lo scopo, ad esempio, di mantenere il coefficiente di Poisson in un intervallo desiderato e quindi di ottenere una qualità costante del prodotto in uscita dalla macchina di produzione. Misurando il coefficiente di Poisson effettivo è possibile agire su uno o più parametri produttivi a monte, ad esempio allo scopo di ridurre o eliminare un errore tra il valore del coefficiente di Poisson misurato e un valore impostato.

[0012] Ulteriori caratteristiche e forme di realizzazione della macchina e del metodo della presente invenzione sono descritte nel seguito con riferimento ai disegni allegati.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

[0013] L’invenzione verrà meglio compresa seguendo la descrizione e gli allegati disegni, che illustrano una forma di realizzazione esemplificativa e non limitativa dell’invenzione. Più in particolare, nel disegno mostrano:

le Figg.1, 2 e 3 viste laterali schematiche di una ribobinatrice (ribobinatricetaglierina) in tre forme di realizzazione;

la Fig.4 una vista schematica della zona di taglio del materiale nastriforme in strisce longitudinali;

la Fig.4A un ingrandimento del dettaglio indicato con A in Fig.4;

la Fig.5 una rappresentazione schematica di due bobine secondarie in fase di avvolgimento;

la Fig.6 una vista schematica dei componenti per il calcolo del coefficiente di Poisson del materiale nastriforme in una ribobinatrice secondo forme di realizzazione qui descritte;

la Fig.7 uno schema illustrativo dei parametri per il calcolo del coefficiente di Poisson; e

la Fig.8 una vista laterale schematica di un avvolgitore o arrotolatore per produrre bobine di materiale nastriforme proveniente direttamente da una macchina di produzione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI FORME DI REALIZZAZIONE

[0014] Nella descrizione che segue sarà fatto specifico riferimento alla manipolazione di un materiale nastriforme costituito da un tessuto-non-tessuto. Peraltro si deve intendere che questo tipo di materiale è indicato in via esemplificativa e non limitativa. Aspetti delle macchine di avvolgimento, quali bobinatrici o ribobinatrici e dei metodi di bobinatura o ribobinatura qui descritti possono trovare vantaggiosa applicazione anche per ribobinare strisce di materiale nastriforme differente dal tessutonon-tessuto, ad esempio film plastico, carta e in particolare carta tissue, o simili.

[0015] Nel seguito si farà specifico riferimento a forme di realizzazione particolarmente vantaggiose di macchine ribobinatrici e più esattamente macchine ribobinatrici-taglierine, e relativi metodi di riavvolgimento di un materiale nastriforme proveniente da una bobina primaria in una pluralità di bobine secondarie, pervia suddivisione (taglio) del materiale nastriforme in singole strisce longitudinali.

[0016] Alcune caratteristiche, e relativi vantaggi, descritti nel seguito nel contesto preferito di una macchina ribobinatrice-taglierina e relativo metodo di ribobinatura, possono trovare vantaggiosa applicazione anche in macchine bobinatrici o di avvolgimento, che ricevono un materiale nastriforme continuo direttamente da una macchina di produzione, e che comprendono, a monte della zona di avvolgimento in bobine, un sistema di taglio longitudinale per dividere il materiale nastriforme in singole strisce longitudinali, ciascuna avvolta in una rispettiva bobina di una pluralità di bobine prodotte in parallelo da uno stesso materiale nastriforme.

[0017] Con iniziale riferimento alla forma di realizzazione della Fig.1, una ribobinatrice complessivamente indicata con 1 comprende una stazione di avvolgimento 3, in cui un materiale nastriforme N, svolto da una bobina primaria BP, viene avvolto su una o più bobine secondarie BS. Con P è indicato il percorso di avanzamento del materiale nastriforme N, ad esempio un tessuto-non-tessuto, dalla bobina primaria BP verso la stazione di avvolgimento 3. Con F è indicato il verso di avanzamento del materiale nastriforme N. Le bobine secondarie BS si formano attorno ad anime tubolari di avvolgimento disposte nella stazione di avvolgimento 3.

[0018] La struttura complessiva della ribobinatrice 1 può essere di un tipo di per sé conosciuto; pertanto ne verranno descritte solo le parti principali, utili alla comprensione della presente invenzione.

[0019] Più in particolare la ribobinatrice 1 è una cosiddetta ribobinatrice-taglierina, o taglierina-ribobinatrice, che riceve un materiale nastriforme N integro e lo suddivide in una pluralità di strisce longitudinali, ciascuna delle quali viene avvolta su una bobina secondaria BS. Più bobine secondarie BS tra loro affiancate e sostanzialmente coassiali si trovano nella stazione di avvolgimento 3 per ricevere e avvolgere ciascuna una rispettiva striscia di materiale nastriforme.

[0020] In alcune forme di realizzazione, la stazione di avvolgimento 3 comprende una culla di avvolgimento. Nella forma di realizzazione illustrata in Fig.1 la culla di avvolgimento comprende organi di avvolgimento periferico. Questi organi di avvolgimento periferico possono comprendere due rulli avvolgitori 5 e 7 che congiuntamente formano la culla di avvolgimento. Ciascun rullo avvolgitore ruota attorno ad un proprio asse, ad esempio su comando di un motore elettrico. A tale scopo possono essere previsti due motori distinti o un motore unico con un sistema di trasmissione. In Fig.1 è rappresentato schematicamente un motore 8 per il comando dei rulli avvolgitori 5, 7.

[0021] Gli assi di rotazione dei rulli avvolgitori 5, 7 sono tra loro paralleli e possono trovarsi su un piano sostanzialmente orizzontale, così che le bobine secondarie BS possono poggiare sui rulli avvolgitori 5, 7 per gravità. Non si esclude la presenza di ulteriori organi avvolgitori, ad esempio di un terzo rullo avvolgitore sovrastante le bobine BS e avente un asse mobile per seguire l’accrescimento delle bobine secondarie BS durante il ciclo di avvolgimento. Con 9 è complessivamente indicato un sistema di scarico delle bobine secondarie BS complete dalla stazione di avvolgimento 3.

[0022] La ribobinatrice 1 comprende, inoltre, un dispositivo di taglio 11 che comprende a sua volta una serie di coltelli discoidali o lame discoidali 13 cooperanti con una serie di corrispondenti contro-lame 15 o con un contro-rullo. Il dispositivo di taglio 11 può essere configurato in modo di per sé noto. Esempi di dispositivi di taglio sono descritti ad esempio in EP1245354 ed EP1245519, WO96/28285, WO96/28284, US2008/0148914.

[0023] Ciascuna lama 13 e ciascuna contro-lama 15 può essere registrabili in direzione trasversale, cioè ortogonalmente al percorso di avanzamento P del materiale nastriforme N, per tagliare strisce longitudinali di materiale nastriforme avente larghezza opportuna. In via del tutto schematica, in Fig.4 sono mostrate sei lame di taglio 13 che suddividono il materiale nastriforme N in cinque strisce longitudinali S1, S2, S3, S4 S5 e due rifili laterali R1, R2. Il numero di strisce longitudinali è indicativo. In generale, il materiale nastriforme N può essere suddiviso in una pluralità di “n” strisce S1-Sn.

[0024] Con 12 è indicato un dispositivo per rilevare la posizione, in direzione trasversale (cioè ortogonalmente al piano della figura) delle lame 13. Ad esempio, il dispositivo 12 può comprendere un encoder che rileva gli spostamenti assoluti delle singole lame quando vengono posizionate. Sistemi di rilevamento delle posizioni delle lame sono di per sé noti e non richiedono di essere descritti in dettaglio in questa sede. Come apparirà chiaro da quanto più avanti descritto, il dispositivo 12 può essere utile non solo per conoscere e memorizzare la posizione delle lame, al fine della gestione di tale posizione, ma anche per determinare la larghezza delle strisce di materiale nastriforme nella zona in cui queste vengono formate tramite il taglio eseguito dalle lame 13 e dalle contro-lame 15.

[0025] Lungo il percorso di avanzamento P del materiale nastriforme N, a monte del dispositivo di taglio 11, possono essere disposti rulli di guida 17, 19, 21 e a valle del dispositivo di taglio possono essere disposti rulli di guida 23, 25. Il numero e la posizione dei rulli di guida sono meramente esemplificativi. In alcune forme di realizzazione, uno dei rulli a monte del dispositivo di taglio 11, ad esempio il rullo 17, può essere un rullo allargatore, o cosiddetto rullo gobbo, che tende trasversalmente il materiale nastriforme N per eliminare eventuali grinze o pieghe.

[0026] La ribobinatrice 1 può comprendere uno svolgitore 31, in cui sono previsti organi di svolgimento delle bobine primarie BP. Lo svolgitore 31 può essere parte integrante della ribobinatrice 1, oppure può essere una macchina separata e combinata alla ribobinatrice 1. Lo svolgitore 31 comprende organi svolgitori, ad esempio contropunte che impegnano assialmente la bobina primaria BP. In altre forme di realizzazione, come illustrato schematicamente in Fig.1, lo svolgitore comprende organi svolgitori 33 di tipo periferico, che possono comprendere una o più cinghie continue 35 rinviate attorno a pulegge 37, 39, una delle quali (ad esempio la puleggia 37) è motorizzata. In Fig.1 con 38 è schematicamente rappresentato il motore della puleggia motorizzata. Rulli di guida 41, 43 possono essere previsti per guidare il materiale nastriforme N verso il rullo allargatore 17. In altre forme di realizzazione possono essere previsti organi svolgitori centrali e periferici, in combinazione.

[0027] La ribobinatrice 1 di Fig.1 è equipaggiata con un sistema di valutazione del materiale nastriforme che comprende una prima videocamera 51 e una seconda videocamera 53. Le videocamere 51, 53 possono essere alloggiate in una fossa sotto il piano di calpestio PC su cui poggia la struttura principale della ribobinatrice 1 e possono essere poste a una distanza dal percorso di avanzamento P del materiale nastriforme N tale da poter inquadrare l’intera larghezza del materiale nastriforme N.

[0028] Alle videocamere 51, 53 possono essere combinati dispositivi di illuminazione. Nella forma di realizzazione illustrata è previsto un primo dispositivo di illuminazione 55 per la prima videocamera 51 e un secondo dispositivo di illuminazione 57 per la seconda videocamera 53. Nella forma di realizzazione esemplificativa di Fig.1 la prima videocamera 51 e il primo dispositivo di illuminazione 55 sono posizionati su lati opposti del percorso di avanzamento P. La prima videocamera 51 acquisisce pertanto immagini in trasparenza del materiale nastriforme N. La seconda videocamera 53 e il secondo dispositivo di illuminazione 57 sono posti, viceversa, sullo stesso lato del percorso di avanzamento P, così che la seconda videocamera 53 acquisisce immagini in riflessione. “In trasparenza” significa che il materiale nastriforme passa tra il dispositivo di illuminazione e la videocamera, quindi il materiale nastriforme N è retro illuminato rispetto alla videocamera. Viceversa, nel sistema “a riflessione”, dalla parte opposta alla videocamera e al dispositivo di illuminazione sta uno schermo di contrasto che viene dal dispositivo di illuminazione. Alcune volte, in maniera vantaggiosa, lo schermo è costituito da un rullo attorno a cui è guidato il materiale nastriforme N. In questo caso la messa a fuoco della videocamera risulta facilitata.

[0029] Se una videocamera non riesce a inquadrare tutto il materiale nastriforme N in direzione trasversale, per analizzare il materiale nastriforme N in tutta la sua larghezza si possono disporre più videocamere (solitamente da due a quattro) tra loro allineate.

[0030] Nella configurazione di Fig.1 le videocamere 51 e 53 con i rispettivi dispositivi di illuminazione 55, 57 sono disposte nell’ultimo tratto del percorso di avanzamento P del materiale nastriforme N, cioè direttamente a monte del primo rullo avvolgitore 5. In pratica, tra le zone inquadrate dalle videocamere e il punto in cui le strisce di materiale nastriforme vengono avvolte sulle bobine secondarie BS non si trovano altri organi meccanici. In questo modo le immagini riprese sono relative al materiale nastriforme N esattamente come avvolto nelle bobine secondarie BS, senza che sul materiale nastriforme N possano essere eseguite altre operazioni atte che possono potenzialmente introdurre difetti o modificare in altro modo le caratteristiche delle strisce di materiale nastriforme.

[0031] In altre forme di realizzazione, le videocamere possono essere poste più a monte rispetto a quanto illustrato in Fig.1, ma preferibilmente a valle del dispositivo di taglio 11.

[0032] Nello schema di Fig.1 con 50 è anche indicato un rilevatore di metalli, o metal detector, che può essere posizionato a valle del dispositivo o gruppo di taglio 11, ad esempio tra i rulli di guida 23 e 25. In questa posizione è possibile rilevare la presenza di particelle metalliche che possono ad esempio staccarsi dalle lame e/o dalle contro-lame.

[0033] In Fig. 2 è mostrata una seconda forma di realizzazione di una ribobinatrice 1 secondo l’invenzione. Numeri uguali indicano parti uguali o equivalenti a quelle descritte con riferimento alla Fig.1; queste parti non verranno descritte nuovamente. Nella forma di realizzazione della Fig.2 sono previste due videocamere 51, 53 con rispettivi dispositivi di illuminazione 55 e 57, configurati per acquisire immagini in trasparenza e in riflessione, analogamente a quanto illustrato in Fig. 1. Tuttavia, in questa seconda forma di realizzazione le due videocamere 51, 53 sono poste leggermente più a monte lungo il percorso di avanzamento P e più esattamente tra i due rulli di guida 23, 25 che precedono il rullo avvolgitore 5. Questo consente di inserire una terza videocamera 61 con rispettivo dispositivo di illuminazione 63 direttamente a monte del primo rullo avvolgitore 5. In questa forma di realizzazione la terza videocamera 61 lavora in riflessione. Essa può essere posta per inquadrare una porzione di materiale nastriforme N in contatto con il rullo avvolgitore 5 oppure, come illustrato in Fig.5, una porzione di materiale nastriforme N in contatto con uno schermo diffondente o riflettente 65, ad esempio direttamente adiacente al rullo avvolgitore 5.

[0034] La disposizione e il numero di videocamere descritti con riferimento alle Figg. 1 e 2 è meramente esemplificativo. Altre disposizioni sono possibili. Ad esempio, la Fig.3 mostra una ribobinatrice 1 che differisce dalle precedenti principalmente per la differente disposizione di videocamere. In questo caso è prevista una prima videocamera in riflessione 53 con rispettivo dispositivo di illuminazione 55, posizionati come in Fig.1, e una seconda videocamera 61 con rispettivo dispositivo di illuminazione 63, posizionati come in Fig.2, ma senza la videocamera 51.

[0035] In altre forme di realizzazione, non illustrate, può essere prevista una sola videocamera (o linea di videocamere) che lavora in riflessione oppure, preferibilmente, in trasparenza.

[0036] Le videocamere possono essere interfacciate con un’unità programmabile di controllo ed elaborazione, ad esempio un PLC o un computer, schematicamente indicato con 71. Tramite l’unità programmabile 71 è possibile raccogliere ed elaborare (in tempo reale oppure in differita) le immagini raccolte dalla o dalle videocamere di cui è dotata la ribobinatrice 1.

[0037] Uno degli scopi di questa elaborazione può essere quello di individuare eventuali difetti o criticità presenti nel materiale nastriforme N. Poiché le videocamere sono disposte in modo da inquadrare le strisce di materiale nastriforme N in zone molto vicine al punto di avvolgimento (rulli avvolgitori 5, 7), si ottiene la possibilità sia di individuare difetti introdotti nel materiale nastriforme nelle ultime fasi di lavorazione, ad esempio nel taglio in strisce, sia di localizzare con precisione in quale delle varie bobine secondarie BS si localizza il difetto rilevato.

[0038] In termini generali, il sistema di videocamere descritto ha il compito di ispezionare il materiale nastriforme alla fine del processo di formazione e di “web handling” in modo da raccogliere le difettosità dovute ad entrambi i processi (formazione del materiale nastriforme e manipolazione, ad esempio taglio e ribobinatura, del materiale nastriforme). Il sistema non serve quindi per compilare una mappa di difetti che permetta all’operatore di rimuovere i difetti dal materiale nastriforme in fase di ribobinatura, ma di certificare la qualità delle bobine secondarie BS prodotte dal produttore di tessuto-non-tessuto o altro materiale nastriforme N.

[0039] I vantaggi offerti da questa innovativa disposizione di videocamere nella ribobinatrice 1 sono molteplici, e alcuni di essi sono citati qui di seguito.

[0040] Ad esempio, il sistema può verificare che l’operatore della ribobinatrice abbia effettivamente tolto tutti i difetti rilevati dal primo sistema di visione (e/o dal metal detector), installati a monte dell’arrotolatore (non mostrato). Infatti, può succedere che, per errore, il prodotto destinato allo scarto venga avvolto in bobine secondarie BS vendibili. Ad esempio all’inizio della produzione di un certo tipo di tessuto-nontessuto per motivi tecnologici viene prodotto del tessuto-non-tessuto non calandrato che è destinato allo scarto. Di solito questo viene escluso dal processo di ribobinatura, ma per un errore dell’operatore potrebbe essere avvolto nelle bobine secondarie vendibili. La innovativa disposizione di videocamere consente di evitare questa eventualità.

[0041] Le videocamere disposte come descritto consentono di verificare che non si formino pieghe longitudinali durante il processo di taglio e ribobinatura. Infatti, dopo che il materiale nastriforme N è stato tagliato in strisce S1-Sn, in ragione anche del fatto che la velocità del materiale nastriforme in ribobinatura è molto superiore alla velocità del materiale nastriforme durante la fase di formazione (circa 2-3 volte superiore), è possibile che si formino pieghe longitudinali. Queste pieghe si formano a causa di effetti aerodinamici che agiscono quando il materiale nastriforme avanza ad alta velocità e spariscono quando il materiale nastriforme avanza a bassa velocità. Questo fa sì che le pieghe si formino durante il normale avvolgimento, ma che scompaiano quando si avvolgono gli strati più esterni della bobina secondaria.

[0042] Infatti, le spire esterne delle bobine secondarie BS vengono avvolte quando la ribobinatrice è in fase di rampa di decelerazione, quindi in questa fase la velocità del materiale nastriforme è ridotta. Ciò fa sì che la bobina secondaria BS con pieghe longitudinali al suo interno non sia riconoscibile con un esame visivo dell’esterno della bobina secondaria. La disposizione descritta di videocamere consente di individuare questo difetto, qualunque sia la fase in cui esso si manifesta.

[0043] La disposizione di videocamere descritta consente di rilevare eventuali sbandamenti laterali delle strisce, a causa di effetti aerodinamici. Questi sbandamenti possono compromettere la planarità del fianco della bobina e devono quindi essere evitati. L’insorgenza di questo difetto può essere tempestivamente rilevata e possono essere prese contromisure per evitare di pregiudicare la qualità della bobina secondaria prodotta, oppure di scartare la bobina stessa. Maggiori dettagli in merito a possibili metodi di controllo di questi fenomeni saranno forniti in seguito con riferimento a specifiche forme di realizzazione.

[0044] La disposizione descritta di videocamere consente di controllare la qualità dei bordi tagliati in modo da monitorare lo stato di usura delle lame discoidali 13 che creano detti bordi di taglio.

[0045] Le videocamere consentono anche di rilevare se una lama 13 ha smesso di tagliare compromettendo la buona qualità di tutta la serie di bobine secondarie BS avvolte in un ciclo di avvolgimento. Infatti, se una delle lame 13 smette di tagliare è facile avere un wrap up di tutta la macchina, il che compromette l’avvolgimento di tutta la serie di bobine.

[0046] Le videocamere consentono anche di controllare che tutte le strisce S1-Sn siano presenti e vadano nella direzione voluta formando le rispettive bobine secondarie BS. Qualora, per un qualsiasi problema (rottura della striscia, o altro….), una striscia cambiasse il suo percorso, e iniziasse ad avvolgersi attorno ad un altro organo meccanico, questo porterebbe a disfunzioni e possibili rotture di organi della ribobinatrice, con conseguenti fermi macchina e perdita di produzione. La tempestiva segnalazione di situazioni di questo tipo tramite l’impiego di videocamere come descritto offre quindi notevoli vantaggi operativi, in termini di risparmio di tempo e riduzione dei costi di manutenzione e dei pezzi di ricambio.

[0047] Le videocamere possono costituire sistemi per misurare la larghezza delle strisce e misurare la larghezza del cosiddetto neck-in tra le varie strisce S1-Sn, cioè la distanza reciproca tra bordi di strisce longitudinali adiacenti dovute alla loro contrazione trasversale a causa della tensione del materiale nastriforme. Il neck-in è la distanza che si viene a creare tra bordo striscia e bordo striscia adiacente. Questo aspetto sarà ulteriormente discusso nel seguito con riferimento ad alcune particolari modalità operative.

[0048] La determinazione del neck-in può essere utile per varie ragioni. In particolare, ma non esclusivamente, determinare il neck-in di un determinato materiale nastriforme facilita la predizione del neck-in di materiali nastriformi prodotti con ricette differenti.

[0049] Alcune volte vengono trovati difetti nei pannolini o in altri prodotti finiti ottenuti impiegando il materiale nastriforme delle bobine secondarie BS. Ad esempio nel prodotto finito si possono trovare insetti impigliati nei veli dei pannolini. In tal caso è sempre difficile stabilire se i difetti si sono generati nello stabilimento del produttore di tessuto-non-tessuto o altro materiale nastriforme N, o se si sono generati nello stabilimento del trasformatore che produce pannolini o altri prodotti finiti Un sistema di visione installato subito prima dell’avvolgimento, facilita il processo di attribuzione delle responsabilità.

[0050] Un indice di qualità delle bobine secondarie BS è la larghezza delle strisce di materiale nastriforme avvolto che le formano. La qualità della bobina secondaria BS è tanto maggiore quanto più costante è la larghezza della striscia che la compone. Questa condizione è necessaria nel caso che sul materiale nastriforme in svolgimento nella macchina da converting, che produce gli articoli finiti (pannolini od altro), vengano depositati ulteriori componenti come: colla, elastici, fluff, ecc. Infatti, se il materiale nastriforme è più stretto di quanto indicato si rischia che i componenti depositati debordino oltre i limiti del materiale nastriforme in svolgimento e non si accoppino con esso. Il sistema di visione, calcolando istante per istante la larghezza delle strisce di materiale nastriforme, può certificare che la larghezza del materiale nastriforme avvolto all’interno di ogni bobina secondaria BS rispetta certi limiti di tolleranza. In base alla tolleranza si può eventualmente classificare le bobine secondarie BS in più classi di qualità variabile, ad esempio possono essere suddivise in bobine di prima scelta e bobine di seconda scelta.

[0051] Senza il sistema di valutazione del materiale nastriforme qui descritto non è possibile fare questa verifica se non distruggendo la bobina secondaria, di cui si voglia valutare la qualità. Per questo motivo attualmente questa analisi di qualità, avendo natura di analisi distruttiva, viene eseguita a campione. Il nuovo sistema di valutazione del materiale nastriforme evita questi inconvenienti e consente sia un risparmio di materiale, perché si evitano i controlli distruttivi, sia una analisi puntuale anziché a campione di tutte le bobine prodotte.

[0052] Un indice di qualità delle bobine è la planarità del fianco della bobina. La misura della posizione assoluta dei bordi delle varie strisce S1-Sn che compongono le varie bobine secondarie BS, è un indice indiretto della planarità dei fianchi delle bobine secondarie BS. Il sistema di valutazione del materiale nastriforme, controllando la posizione dei bordi delle strisce di materiale nastriforme, consente di tenere sotto controllo anche questa caratteristica delle bobine secondarie BS.

[0053] Il sistema di valutazione del materiale nastriforme qui descritto consente anche di conseguire ulteriori vantaggi.

[0054] Infatti, le bobine secondarie BS che contengono al loro interno un difetto vengono smistate dalle macchina impacchettatrici in modo che non siano vendute come bobine di prima qualità, ma che seguano un differente percorso nella logistica aziendale. Ad esempio esse possono essere vendute come bobine di seconda qualità o destinate al riciclo della materia prima. Esiste quindi una classificazione delle bobine secondarie BS in base alla presenza dei difetti al loro interno. Secondo l’arte corrente questa classificazione è eseguita in base al segnale del sistema di visione installato prima dell’arrotolatore e in base alla mappa di ripartizione (di segregazione) della bobina BP in bobine secondarie. Questa mappa viene redatta in base alla posizione delle lame 13 ed in base alla lunghezza nominale del materiale nastriforme avvolto su ciascuna serie di bobine secondarie BS avvolte in un ciclo di avvolgimento. Tuttavia, la tracciatura della mappa della bobina primaria BP risente anche di parametri difficilmente valutabili, quali:

a. l’allungamento del materiale nastriforme per effetto della tensione di avvolgimento nell’arrotolatore e della tensioni di avvolgimento in ribobinatura, b. la lunghezza del materiale nastriforme che viene scartato in ribobinatura, c. il restringimento trasversale del materiale nastriforme dovuto all’alto valore del coefficiente di Poisson del tessuto-non-tessuto e alla tensione di avvolgimento(nell’arrotolatore) e della tensioni di avvolgimento in ribobinatura. Questo restringimento fa sì che i difetti si avvicinino alla linea di mezzeria quando il materiale nastriforme è soggetto a tensione. Al momento della tracciatura della mappa è quindi difficile stabilire con precisione in quale posizione del si troveranno i tagli longitudinali, e di conseguenza in quale bobina secondaria BS si troveranno i difetti rilevati a monte dell’arrotolatore, d. durante le fasi di svolgimento della bobina primaria BP e di ribobinatura in bobine secondarie BS, il rullo allargatore 17 tende ad allargare il materiale nastriforme, quindi tende a distanziare i difetti dall’asse di mezzeria. Nella mappa di ripartizione delle bobine è quindi difficile stabilire con certezza i “confini” delle bobine secondarie. Questo rende incerta l’attribuzione di un difetto ad una o ad un’altra bobina secondaria, specialmente se il difetto viene a trovarsi in una zona di confine. Il nuovo sistema qui descritto permette di fare una lettura diretta dei difetti e della loro posizione, rendendo certa l’attribuzione di un certo difetto a una certa bobina.

[0055] Per effettuare il taglio longitudinale del materiale nastriforme N in strisce longitudinali S1-Sn tramite le lame o coltelli 13 del dispositivo di taglio 11, il materiale nastriforme deve essere soggetto ad una tensione longitudinale. Una volta che il materiale nastriforme N è stato suddiviso in strisce longitudinali, a causa della contrazione trasversale provocata dalla trazione longitudinale, la larghezza di ciascuna striscia è minore della distanza tra i taglienti delle lame 13 che hanno formato detta striscia. Cioè la striscia dopo il taglio si restringe per effetto della tensione e dell’alto valore del coefficiente di Poisson del materiale nastriforme.

[0056] In Fig.4A è schematicamente mostrato questo fenomeno. La distanza che si genera tra bordi contigui di due strisce adiacenti è denominata “neck-in” e in Fig.4A è indicata con NI. In Fig.4A è mostrato il neck-in fra il bordo longitudinale B2 della striscia S2 e il bordo longitudinale B3 della adiacente striscia S3.

[0057] Nelle macchine ribobinatrici 1 del tipo qui descritto il posizionamento in direzione trasversale delle lame 13 e delle rispettive contro-lame 15 viene gestito da un computer o unità programmabile di controllo 71 che calcola le varie quote a cui posizionare le lame in funzione della larghezza delle strisce longitudinali S1-Sn di materiale nastriforme N che si desidera produrre. Il programma di calcolo per eseguire il posizionamento delle lame 13 richiede alcuni dati all’operatore tra i quali la larghezza di ogni striscia che si vuole ottenere ed il valore di restringimento (il valore del neck-in). Ogni lama viene posizionata nella mezzeria del neck-in (oppure in una posizione intermedia tale che la frazione di neck-in che si trova a sinistra della lama 13 sia proporzionale alla larghezza della striscia S1-Sn a sinistra di detta lama, mentre la frazione di neck-in che si trova a destra della lama 13 sia proporzionale alla larghezza della striscia a destra di detta lama. Sono possibili anche altri criteri di proporzionalità alterativi a quelli sopra citati.

[0058] Inoltre, il mercato chiede che la bobina secondaria BS non abbia parti di anima tubolare di avvolgimento sporgenti all’esterno della faccia piana della bobina. Questa richiesta è giustificata da almeno due ragioni.

[0059] In primo luogo, quando si impacchettano le bobine secondarie BS preparandole per la spedizione verso lo stabilimento del converter, esse vengono impilate con il loro asse di rotazione verticale, in modo che il trasporto non generi ovalizzazioni della bobina. Affinché la pila di bobine sia stabile occorre che le anime tubolari di avvolgimento non sporgano assialmente dalle bobine.

[0060] In secondo luogo, nella fase di converting quando le bobine secondarie BS sono svolte per realizzare il prodotto finale (ad esempio pannolini, assorbenti, salviette imbevute, tovagliette, ed altri manufatti), esse vengono posizionate sull’aspo di svolgimento della macchina da converting. La corretta posizione assiale viene individuata mettendo l’anima tubolare di avvolgimento in battuta contro un riferimento assiale presente sull’aspo. Eventuali sporgenze dell’anima tubolare di avvolgimento rispetto alle superfici piane di testa della bobina darebbero luogo ad errori di posizionamento che incidono negativamente sulla produzione del manufatto finito.

[0061] Mentre i valori della larghezza delle strisce sono abbastanza facili da valutare, perché rappresentano l’obiettivo della produzione, i neck-in sono valori difficili da determinare. La larghezza dei neck-in è influenzata da molti fattori, fra cui: le proprietà meccaniche del materiale nastriforme; la larghezza delle strisce adiacenti al neck-in considerato; la temperatura del materiale nastriforme durante la fase di ribobinatura; la tensione cui è soggetto il materiale nastriforme; l’effetto del rullo allargatore 17 o di qualsiasi altro sistema di allargamento del materiale nastriforme.

[0062] I dati circa la larghezza delle strisce e dei neck-in sono utilizzati dalle macchine che hanno il compito di tagliare e posizionare le anime tubolari di avvolgimento delle bobine secondarie BS su aste o alberi di avvolgimento, che vengono poi inserite nella stazione di avvolgimento 3 per formare, attorno a ciascuna anima tubolare di avvolgimento, una rispettiva bobina secondaria BS. In base ai dati suddetti, le anime tubolari di avvolgimento vengono ricavate dal taglio di un tubo di maggiore lunghezza assiale e posizionate sulle aste o alberi di avvolgimento facendo in modo che i bordi delle anime di avvolgimento siano allineati con le facce piane delle bobine. Queste operazioni preparatorie possono essere eseguite tramite macchine note, ad esempio descritte in US8096948 e in US 6655629, cui può essere fatto riferimento per maggiori dettagli.

[0063] Secondo l’arte corrente, i neck-in vengono stimati in base alle esperienze aziendali, oppure vengono stimati in base a tentativi per approssimazioni successive. Questo modo di procedere non è soddisfacente.

[0064] Tramite il sistema di valutazione del materiale nastriforme, alcune forme di realizzazione delle ribobinatrici qui descritte consentono di misurare la posizione dei bordi del materiale nastriforme N tagliato in strisce longitudinali S1-Sn in una posizione opportuna, e preferibilmente subito prima del punto di avvolgimento, in modo da fornire i dati necessari alle macchine che preparano l’asta o l’albero di avvolgimento con le anime tubolari di avvolgimento investite su di essa. Lo scopo è quello di chiudere in “close loop” la catena di operazioni che comprende:

− posizionamento delle lame 13 e contro-lame 15 per il taglio del materiale nastriforme N,

− taglio delle anime tubolari di avvolgimento,

− posizionamento delle anime tubolari di avvolgimento sull’asta o albero di avvolgimento,

− avvolgimento delle strisce di materiale nastriforme in bobine secondarie BS, tenendo conto dei restringimenti e delle cause sopra citate.

[0065] In sostanza, successivamente al taglio e suddivisione del materiale nastriforme N in strisce longitudinali S1-Sn, il sistema di valutazione del materiale nastriforme N qui descritto consente di rilevare con precisione la posizione di ciascun bordo longitudinale (es. bordi B2, B3 in Fig.4A) e quindi di determinare o verificare la larghezza di ogni striscia e il neck-in NI (v. Fig.4A) tra ciascuna coppia di strisce adiacenti. In base a questi dati si possono preparare anime tubolari di avvolgimento di lunghezza assiale corretta e posizionarle in maniera precisa sulla rispettiva asta o albero di avvolgimento. In questo modo si ha la certezza che i bordi delle anime tubolari di avvolgimento coincidano con i bordi di delle strisce S1-Sn, senza che l’operatore debba intervenire nella gestione e immissione dei dati. Di conseguenza si garantisce che ciascuna anima tubolare di avvolgimento si presenti con le proprie estremità nella corretta posizione rispetto alle superfici piane della rispettiva bobina secondaria BS.

[0066] Il rilevamento della posizione dei bordi longitudinali delle strisce S1-Sn può essere eseguito, a valle del dispositivo di taglio 11, tramite una o più delle videocamere di cui la macchina 1 è dotata.

[0067] Per una più agevole comprensione di quanto sopra sintetizzato, in Fig. 5 è rappresentata schematicamente una coppia di bobine secondarie BS1, BS2 in fase di avvolgimento, su cui si stanno avvolgendo due strisce S1 e S2 di materiale nastriforme N, rispettivamente. Con B1 e B2 sono indicati i bordi longitudinali tra loro adiacenti delle strisce S1 e S2. Le bobine secondarie BS1, BS2 si avvolgono attorno ad anime tubolari T, inserite e bloccate su un albero o asta di avvolgimento A. L’albero può essere espandibile, ad esempio in modo pneumatico, in maniera di per sé nota. Sull’albero può essere montato un numero variabile di anime tubolari di avvolgimento, corrispondente al numero di bobine secondarie in formazione simultaneamente.

[0068] Come si osserva nello schema di Fig.5, dove la bobina BS1 è parzialmente sezionata, le anime tubolari T presentano estremità che si trovano all’interno o preferibilmente a filo delle superfici di testa, o superfici frontali piane BSF1 e BSF2 delle bobine secondarie BS1, BS2. In tal modo le anime tubolari di avvolgimento T non costituiscono ostacolo alle successive operazioni di manipolazione e converting delle bobine secondarie BS.

[0069] Secondo metodi qui descritti, per rilevare i neck-in NI, cioè le distanze tra bordi longitudinali adiacenti B2, B3 (Fig.4A) ovvero B1, B2 (Fig.5) si possono usare diverse tecniche. Ad esempio può essere usato un sistema di visione comprendente almeno una videocamera o un allineamento di videocamere come descritto con riferimento alle Figg.1, 2 e 3. Vantaggiosamente la o le videocamere utilizzate possono essere disposte per inquadrare il materiale nastriforme N suddiviso in strisce subito a monte del punto di avvolgimento, come illustrato ad esempio in Fig.1 per la videocamera 51 o in Figg.2 e 3 per la videocamera 61. In questo modo i dati di larghezza delle strisce S1-Sn e di dimensione dei neck-in sono determinati in maniera precisa e non possono subire modifiche per effetto di ulteriori manipolazioni prima dell’avvolgimento.

[0070] Anziché fare ricorso a videocamere o telecamere, e relativo software di elaborazione delle immagini, per determinare le larghezze delle strisce S1-Sn e i neckin, possono essere usati altri sistemi alternativi, ad esempio scanner laser, fotocellule, sistemi elettrostatici o simili.

[0071] In alcune forme realizzazione della ribobinatrice 1 il sistema di valutazione del materiale nastriforme può comprendere una disposizione per misurare il coefficiente di Poisson, cioè il coefficiente di contrazione trasversale. La Fig.6 mostra uno schema semplificato di alcune parti della ribobinatrice 1, in cui è illustrata una possibile disposizione di organi del sistema di valutazione del materiale nastriforme N utili per il rilevamento del coefficiente di Poisson. Numeri uguali indicano in Fig.6 parti già descritte con riferimento alle Figg.1 a 3. Gli elementi del sistema di valutazione che vengono impiegati per la determinazione del coefficiente di Poisson possono comprendere un primo dispositivo 81 per acquisire informazioni su una prima larghezza (cioè la dimensione trasversale rispetto al verso di avanzamento) del materiale nastriforme in una prima posizione del percorso di avanzamento P. Inoltre, può essere previsto un secondo dispositivo 83 per acquisire informazioni su una seconda larghezza del materiale nastriforme in una seconda posizione del percorso di avanzamento P. I dispositivi 81 e 83 possono essere videocamere o disposizioni lineari di videocamere, o qualunque altro dispositivo, ad esempio del tipo descritto in precedenza, atto a rilevare la larghezza del materiale nastriforme N. I dispositivi 81, 83 possono anche comprendere una o più delle videocamere descritte in precedenza con riferimento agli schemi delle Figg.1 a 3, ad esempio le videocamere 51, 53, 61.

[0072] Nello schema di Fig.6 la prima posizione in cui è disposto il primo dispositivo 81 è subito a valle del dispositivo di taglio 11 o in corrispondenza di esso. In questo modo è possibile rilevare la larghezza di ogni singola striscia S1-Sn ricavata dal taglio longitudinale del materiale nastriforme N oppure solo di una o alcune di tali strisce. Il secondo dispositivo 83 è posto a valle del primo dispositivo e, nell’esempio di Fig.6, si trova di fronte al rullo avvolgitore 5.

[0073] Le due posizioni suddette dei dispositivi 81 e 83 sono esemplificative; possono essere previste posizioni differenti. Le due posizioni sono in generale tali che la velocità di avanzamento del materiale nastriforme è leggermente differente nelle due posizioni, in modo tale che il materiale nastriforme subisca un allungamento longitudinale per effetto della tensione indotta dalle differenti velocità di avanzamento e conseguentemente una contrazione trasversale.

[0074] Mentre in Fig.6 le due posizioni di misura della larghezza del materiale nastriforme sono poste a valle (o in corrispondenza) del dispositivo di taglio 11, in altre forme di realizzazione, non mostrate, la larghezza e la velocità di avanzamento vengono rilevate a monte del dispositivo di taglio 11, così da determinare il coefficiente di Poisson del materiale nastriforme N prima della sua suddivisione in strisce S1-Sn. Ad esempio, il dispositivo 81 può essere associato agli organi svolgitori 33 dello svolgitore 31.

[0075] La prima misura della larghezza delle strisce può essere rilevata tramite lettura del posizionamento dei bordi di taglio delle lame discoidali di taglio 13. In tal caso: la prima posizione di misura è coincidente con la posizione delle lame discoidali di taglio 13 lungo il percorso di avanzamento del materiale nastriforme e il primo dispositivo di misura può essere costituito da un dispositivo che rileva la posizione trasversale (cioè in direzione ortogonale al verso di avanzamento del materiale nastriforme) delle lame discoidali di taglio 13.

[0076] Non si esclude la possibilità di prevedere più di una coppia di dispositivi di rilevamento della larghezza del materiale nastriforme, ad esempio a monte e a valle del dispositivo di taglio.

[0077] Per determinare il coefficiente di Poisson vengono inoltre previsti un primo dispositivo 85 di misura di una prima velocità di avanzamento del materiale nastriforme N nella prima posizione del percorso di avanzamento, e un secondo dispositivo 87 di misura di una seconda velocità di avanzamento del materiale nastriforme N nella seconda posizione del percorso di avanzamento. Ad esempio i dispositivi 85, 87 di misura della velocità possono comprendere sistemi laser (noti in commercio), oppure dispositivi di misura della velocità di rotazione di organi ruotanti in contatto con il materiale nastriforme N e la cui velocità periferia è uguale alla velocità periferia del materiale nastriforme. A tale scopo si possono usare ad esempio sensori induttivi, laser che leggono una o più superfici riflettenti disposte in maniera opportuna lungo la circonferenza del rullo, sensori magnetici che leggono uno o più magneti disposti opportunamente lungo la circonferenza del rullo.

[0078] I dispositivi schematicamente indicati con 81 e 83 possono essere uno o più dei dispositivi sopra menzionati per la determinazione della posizione dei bordi del materiale nastriforme N o delle strisce S1-Sn in cui esso è stato suddiviso.

[0079] In alcune forme di realizzazione, come schematicamente illustrato in Fig.6, la prima posizione in cui sono posti i dispositivi 81 e 85 può coincidere con il punto di taglio longitudinale eseguito dalle lame discoidali 13 e dalle contro-lame 15. In questo modo le larghezze delle strisce coincidono con le distanze tra i taglienti delle lame che generano le strisce. In questo caso il dispositivo 81 può essere semplicemente un dispositivo che determina la posizione dei taglienti delle lame 13. Non occorrono, quindi, ulteriori mezzi di indagine per conoscere la larghezza delle strisce nella prima posizione.

[0080] Nella prima posizione la velocità longitudinale può essere rilevata con mezzi ottici. Oppure, nel caso che le contro-lame siano formate da un contro-rullo fasciato dal materiale nastriforme N, la velocità del materiale nastriforme N può coincidere con la velocità periferica del contro-rullo, se non vi è scorrimento relativo tra materiale nastriforme N e contro-rullo. La velocità di rotazione del contro-rullo può essere facilmente rilevata.

[0081] La Fig.7 mostra schematicamente due porzioni di materiale nastriforme N nella prima e nella seconda posizione del percorso di avanzamento. Più in particolare, a tratto continuo è mostrato il materiale nastriforme nella prima posizione e a tratteggio è mostrato il materiale nastriforme nella seconda posizione. Per effetto della trazione applicata al materiale nastriforme, ad esempio in conseguenza della differente velocità di avanzamento nelle due posizioni, il materiale nastriforme si allunga in direzione longitudinale e si restringe trasversalmente, come schematicamente indicato in Fig.7.

[0082] Il coefficiente di Poisson è dato da:

dove L1 e L2 sono la lunghezza (dimensione in direzione macchina MD) e la larghezza (dimensione in direzione trasversale CD) del materiale nastriforme N nella prima posizione. I valori ∆L1 e ∆L2 sono le variazioni di lunghezza e di larghezza indotte dalla trazione cui è sottoposto il materiale nastriforme nel tratto compreso tra le due posizioni.

[0083] In base alle formule cinematiche che correlano velocità e lunghezza del materiale nastriforme, si ricava agevolmente la seguente formula che definisce il coefficiente di Poisson CP:

in cui (vedasi anche Fig.7):

L2a è la larghezza del materiale nastriforme rilevata dal primo dispositivo per acquisire informazioni sulla larghezza del materiale nastriforme,

L2b è la larghezza del materiale nastriforme rilevata dal secondo dispositivo per acquisire informazioni sulla larghezza del materiale nastriforme, V1a è la velocità di avanzamento del materiale nastriforme nella prima posizione,

V1b è la velocità di avanzamento del materiale nastriforme nella seconda posizione.

[0084] Nella descrizione che precede si è fatto specifico riferimento ad una macchina ribobinatrice-taglierina, che comprende una stazione di avvolgimento cui viene alimentata una serie di strisce di materiale nastriforme ottenute dal taglio longitudinale di un materiale nastriforme erogato da una bobina primaria che viene svolta in uno svolgitore. Alcune delle caratteristiche sopra descritte possono essere utilizzate anche in un avvolgitore o arrotolatore che riceve un materiale nastriforme continuo direttamente da una macchina di formazione, ad esempio una macchina continua per la produzione di carta, oppure una macchina per la produzione di un tessuto-nontessuto.

[0085] La Fig.8 mostra uno schema di un arrotolatore o avvolgitore 100 di questo tipo. L’avvolgitore 100 comprende una stazione di avvolgimento101, ad esempio atta a ricevere anime di avvolgimento secondarie tra loro coassiali e affiancate. Come nel caso precedente, anche in questa forma di realizzazione le anime di avvolgimento possono essere inserite su un’asta o albero di avvolgimento espandibile. L’avvolgitore 100 comprende, inoltre, un dispositivo di taglio 104, con una pluralità di lame 105 ed una o più contro-lame 107. Il dispositivo di taglio 104 è disposto a monte della stazione di avvolgimento rispetto al verso di avanzamento del materiale nastriforme N lungo un percorso di avanzamento P, ed è configurato per suddividere il materiale nastriforme N in una pluralità di strisce S1-Sn di materiale nastriforme.

[0086] La stazione di avvolgimento 101 può comprendere un rullo avvolgitore 103 attorno a cui vengono rinviate le strisce di materiale nastriforme provenienti dal dispositivo di taglio 104. Lungo i percorso di avanzamento P del materiale nastriforme N possono essere posti rulli di guida 109, 111, 113, 114, 115, sia a monte che a valle del dispositivo di taglio 104.

[0087] In alcune forme di realizzazione, l’avvolgitore 100 comprende un sistema di valutazione del materiale nastriforme. Ad esempio il sistema di valutazione può comprendere un rilevatore di metalli 125, che ha funzione analoga al rilevatore di metalli 50 descritto con riferimento alla Fig.1. Il rilevatore di metalli può essere posto lungo il tratto di percorso di avanzamento P tra i rulli di guida 114 e 115, vantaggiosamente a valle del dispositivo di taglio 104.

[0088] In aggiunta o in alternativa, il sistema di valutazione del materiale nastriforme può comprendere una o più videocamere, come descritto con riferimento alle Figg. 1 a 3. In Fig.8 sono indicate due videocamere 121 e 122, poste in modo da inquadrare il percorso del materiale nastriforme a valle del dispositivo di taglio 104 e vantaggiosamente il più vicino possibile al rullo avvolgitore 103, per gli stessi scopi e motivi descritti in precedenza. Alle due videocamere 121, 122 sono associati rispettivi dispositivi di illuminazione, schematicamente indicati con 123 e 124. Il sistema ottico comprendente la videocamera 121 e il dispositivo di illuminazione 123 lavora in trasparenza, mentre il sistema ottico comprendente la videocamera 122 e il dispositivo di illuminazione 124 lavora in riflessione. Il numero e la disposizione delle videocamere sono esemplificativi. Un maggiore numero di videocamere o differenti posizioni delle videocamere possono essere previsti in altre forme realizzative.

[0089] Le videocamere possono essere fisse o mobili, ad esempio mobili trasversalmente rispetto al percorso di avanzamento del materiale nastriforme, cioè ortogonalmente alla Fig.8. Inoltre, ciascuna videocamera 121, 122 può essere in realtà una di un gruppo o matrice lineare di videocamere, allineate trasversalmente al percorso di avanzamento P.

[0090] Le videocamere possono essere usate per eseguire le funzioni descritte con riferimento ai precedenti esempi di realizzazione, ed in particolare anche per determinare il coefficiente di Poisson, per gestire il neck-in del materiale nastriforme e per altre funzioni sopra descritte. Oltre alle videocamere, l’avvolgitore può comprendere dispositivi per il rilevamento delle velocità di avanzamento del materiale nastriforme e della posizione delle lame di taglio, ad esempio per eseguire il calcolo del coefficiente di Poisson.

[0091] Mentre l'invenzione è stata descritta in termini di varie specifiche forme realizzative, sarà chiaro agli esperti del ramo che molte modifiche, cambiamenti e omissioni sono possibili senza uscire dallo spirito e dall'ambito delle rivendicazioni.

[0092] Ad esempio, nelle forme di realizzazione sopra descritte viene sempre previsto un dispositivo di taglio che suddivide il materiale nastriforme in strisce ed in cui le strisce vengono avvolte in una pluralità di bobine secondarie che si formano in parallelo e simultaneamente nella stazione di avvolgimento. In altre forme di realizzazione la macchina può essere priva di dispositivo di taglio, oppure il dispositivo di taglio può essere disattivato. In tal caso le bobine secondarie che si formano nella stazione di avvolgimento sono di lunghezza assiale pari alla larghezza del materiale nastriforme alimentato in ingresso alla macchina, ma possono essere ad esempio di diametro inferiore al diametro di una bobina primaria, o bobina madre, che alimenta il materiale nastriforme. Anche in una situazione di questo genere può essere vantaggioso misurare il coefficiente di Poisson in linea, cioè durante l’avanzamento del materiale nastriforme, per avere valori calcolati in tempo reale per gli scopi suddetti o altri scopi utili al produttore del materiale nastriforme e/o utili per i processi di converting a valle dell’avvolgimento in bobine secondarie.

Claims

Macchina di avvolgimento con dispositivi per il calcolo del coefficiente di Poisson e metodo Rivendicazioni 1. Una macchina (1; 100) per avvolgere un materiale nastriforme (N) in una pluralità di bobine secondarie (BS), comprendente: un percorso di avvolgimento (P) del materiale nastriforme; una stazione di avvolgimento (3; 101), atta a ricevere una o più anime di avvolgimento secondarie (T) e formare attorno ad esse bobine secondarie di materiale nastriforme ; una disposizione di misura in linea (81-87) del coefficiente di Poisson del materiale nastriforme (N).
2. La macchina della rivendicazione 1, in cui la disposizione di misura è configurata per eseguire la misura del coefficiente di Poisson sul materiale nastriforme in avanzamento lungo il percorso di avanzamento (P).
3. La macchina della rivendicazione 1, comprendente inoltre un dispositivo di taglio (11; 104), con una pluralità di lame (13; 105), disposto a monte della stazione di avvolgimento (3; 101) rispetto al verso di avanzamento del materiale nastriforme (N) e atto per suddividere il materiale nastriforme in una pluralità di strisce (S1-S5) di materiale nastriforme.
4. La macchina della rivendicazione 1 o 2 o 3, in cui la disposizione di misura (81-87) del coefficiente di Poisson comprende in combinazione: un primo dispositivo di misura (85) di una prima velocità di avanzamento del materiale nastriforme (N) in una prima posizione di un percorso di avanzamento (P) del materiale nastriforme (N) verso la stazione di avvolgimento (3); un secondo dispositivo di misura (87) di una seconda velocità di avanzamento del materiale nastriforme (N) in una seconda posizione del percorso di avanzamento (P) del materiale nastriforme (N) verso la stazione di avvolgimento (3), a valle della prima posizione del percorso di avanzamento; un primo dispositivo (81) per acquisire informazioni su una prima larghezza del materiale nastriforme (N) nella prima posizione del percorso di avanzamento (P); un secondo dispositivo (83) per acquisire informazioni su una seconda larghezza del materiale nastriforme (N) nella seconda posizione del percorso di avanzamento.
5. La macchina di una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente un’unità programmabile (71) di elaborazione configurata per calcolare il coefficiente di Poisson secondo la formula:

in cui: L2a è la larghezza del materiale nastriforme rilevata dal primo dispositivo (81) per acquisire informazioni sulla larghezza del materiale nastriforme (N), L2b è la larghezza del materiale nastriforme (N) rilevata dal secondo dispositivo (83) per acquisire informazioni sulla larghezza del materiale nastriforme (N), V1a è la velocità di avanzamento del materiale nastriforme nella prima posizione, V1b è la velocità di avanzamento del materiale nastriforme nella seconda posizione.
6. La macchina di una o più delle rivendicazioni 2 a 5, in cui la disposizione di misura in linea del coefficiente di Poisson è atta a misurare il coefficiente di Poisson delle strisce di materiale nastriforme formate dal dispositivo di taglio.
7. Un metodo di avvolgimento di un materiale nastriforme, comprendente le seguenti fasi: alimentare un materiale nastriforme (N) lungo un percorso di avanzamento (P) verso una stazione di avvolgimento (3; 101); avvolgere il materiale nastriforme e formare con esso una pluralità di bobine secondarie (BS); rilevare il coefficiente di Poisson del materiale nastriforme durante l’avanzamento lungo detto percorso di avanzamento (P).
8. Il metodo della rivendicazione 7, comprendente inoltre la fase di tagliare il materiale nastriforme in una pluralità di strisce (S1-S5) di materiale nastriforme lungo il percorso di avanzamento (P); ed in cui nella stazione di avvolgimento viene inserita ad ogni ciclo di avvolgimento una serie di anime di avvolgimento tra loro affiancate e coassiali, sulle quali vengono avvolte dette strisce per formare simultaneamente una serie di bobine secondarie.
9. Il metodo della rivendicazione 7 o 8, comprendente le seguenti fasi: misurare una prima velocità di avanzamento del materiale nastriforme in una prima posizione del percorso di avanzamento (P) del materiale nastriforme (N) verso la stazione di avvolgimento (3; 101); misurare una seconda velocità di avanzamento del materiale nastriforme (N) in una seconda posizione del percorso di avanzamento (P) del materiale nastriforme (N) verso la stazione di avvolgimento (3; 101), a valle della prima posizione del percorso di avanzamento; acquisire informazioni su una prima larghezza del materiale nastriforme nella prima posizione del percorso di avanzamento (P); acquisire informazioni su una seconda larghezza del materiale nastriforme nella seconda posizione del percorso di avanzamento (P).
10. Il metodo della rivendicazione 9, in cui il coefficiente di Poisson viene calcolato secondo la formula:

in cui: L2a è la larghezza del materiale nastriforme nella prima posizione L2b è la larghezza del materiale nastriforme nella seconda posizione V1a è la velocità di avanzamento del materiale nastriforme nella prima posizione V1b è la velocità di avanzamento del materiale nastriforme nella seconda posizione.
11. Il metodo di una o più delle rivendicazioni 7 a 10, in cui il coefficiente di Poisson del materiale nastriforme viene rilevato in una porzione del percorso di avanzamento a valle di un dispositivo di taglio (11; 104) che taglia il materiale nastriforme (N) in strisce di materiale nastriforme (S1-S5).
12. Il metodo di una o più delle rivendicazioni 7 a 11, in cui il materiale nastriforme (N) viene svolto da una bobina primaria (BP).