IT201900008712A1 - Macchina pettinatrice rettilinea munita di gruppo strappatore perfezionato - Google Patents

Description

MACCHINA PETTINATRICE RETTILINEA MUNITA DI GRUPPO STRAPPATORE PERFEZIONATO.

DESCRIZIONE

Il presente trovato riguarda una macchina pettinatrice rettilinea munita di gruppo strappatore perfezionato.

Come noto, la pettinutura rettilinea è un'operazione a cui vengono sottoposte le fibre di origine naturale quali, lino, canapa, seta, lana cashmere, e simili, al fine di nobilitare il materiale tessile in lavorazione, eliminando le impurità residue e asportando le fibre più corte rispetto a una lunghezza minima stabilita. Oltre a ciò, durante la pettinatura le fibre vengono parallelizzate lungo una direzione favorevole alle successive operazioni di filatura.

Nelle macchine pettinatrici rettilinee moderne, l'operazione di pettinatura delle fibre si svolge secondo le fasi esposte sinteticamente qui di seguito.

Un nastro di fibre viene alimentato a passi verso una pinza munita di due mascelle.

La pinza, chiudendosi, blocca il nastro in prossimità dell'estremità, lasciando sporgere la testa di una ciocca, che viene pettinata da un cosiddetto “pettine circolare”, il quale consiste in un tamburo rotante che presenta un settore guarnito con aghi.

A questo punto una coppia di rulli controrotanti, noti come “cilindri di strappo”, portati da un supporto mobile con moto alternativo, noto come “carro strappatore”, si avvicina alla pinza e pizzica la testa pettinata della ciocca. Dopodiché, il carro strappatore si allontana dalla pinza, strappando la ciocca dal nastro.

Durante l'allontanamento dalla pinza, la coda della ciocca viene pettinata da un cosiddetto “pettine rettilineo” o “pettine fisso”, il quale comprende una barretta provvista di una fitta schiera di aghi fini e appuntiti, tali da permettere il passaggio di poche fibre tra un ago e l’altro. Il pettine rettilineo si muove con moto alternativo in modo da sostare in una zona di non interferenza mentre viene pettinata la testa della ciocca, e quindi inserirsi nella ciocca mentre il carro strappatore la allontana dalla pinza, così da pettinare la coda della ciocca.

Infine, il carro strappatore si riavvicina alla pinza e i cilindri di strappo invertono il senso di rotazione, in modo da presentare le code delle fibre appena pettinate alle teste delle fibre della ciocca successiva, affinché vengano ricongiunte nel ciclo successivo.

Nelle macchine pettinatrici tradizionali, il moto alternativo del carro strappatore rispetto alla pinza è comandato di una camma tramite leveraggi.

Tuttavia, come noto al tecnico del ramo, le trasmissioni a camma hanno l'inconveniente di richiedere frequenti interventi di manutenzione e sostituzione per usura.

Inoltre, in questo settore le trasmissioni a camma generano notevoli complicazioni in relazione alle fasi di lubrificazione. Infatti, come noto, l'olio utilizzato per la lubrificazione delle camme tende a colare sul basamento della macchina, catturando le fibre tessili e lo sporco con conseguenti problemi di pulizia e di smaltimento degli oli esausti.

Un altro inconveniente delle macchine pettinatrici rettilinee note è correlato alla regolazione dello scartamento.

Come noto, lo scartamento consiste nella distanza minima raggiunta dai rulli strappatori rispetto alla pinza nella fase di avvicinamento, quando pizzicano la testa della ciocca. Lo scartamento è un parametro che va regolato in funzione del tipo di fibra in lavorazione, in quanto determina la lunghezza delle fibre scartate.

Nelle macchine pettinatrici tradizionali, la regolazione dello scartamento di norma viene effettuata manualmente, allentando viti di bloccaggio e regolando viti di registrazione sulla base di scale graduate riportate sulla macchina.

Tale sistema di regolazione, come noto, presenta una limitata precisione e ripetibilità.

Nel tentativo di automatizzare la regolazione dello scartamento ed aumentarne la ripetibilità, alcune macchine pettinatrici note sono dotate di un albero di comando che porta una batteria di camme aventi profili diversi, le quali sono alternatamente selezionabili per comandare il movimento del carro strappatore.

Un inconveniente di tale sistema è che esso consente solo una regolazione a gradini dello scartamento, con una risoluzione relativamente bassa determinata dalle differenze di profilo delle camme. Per regolare lo scartamento su un livello intermedio tra due gradini è necessario intervenire manualmente, con gli svantaggi già discussi delle soluzioni tradizionali.

Non da ultimo, nelle macchine pettinatrici note le operazioni di pulizia e di manutenzione del gruppo strappatore sono piuttosto laboriose e faticose per l'operatore, con rischio d'infortunio non trascurabile. Infatti è richiesto di sbloccare manualmente la camma che comanda il carro strappatore e spostare quest'ultimo manualmente, nonostante abbia un peso considerevole.

Alla luce di quanto sopra, lo scopo principale del presente trovato è quello di perfezionare il gruppo strappatore di una macchina pettinatrice rettilinea in modo da eliminare gli inconvenienti derivanti dall'uso di camme in termini di usura, manutenzione, nonché pulizia in relazione alla lubrificazione delle camme.

Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un gruppo strappatore che premetta di regolare lo scartamento in modo più preciso e più affidabile, con un maggior grado di ripetibilità.

Un ulteriore scopo del trovato è quello di realizzare un sistema di regolazione del gruppo strappatore che sia controllabile da remoto.

Inoltre, uno scopo del trovato è quello di perfezionare il gruppo strappatore in modo da agevolare e rendere più sicure le operazioni di pulizia e manutenzione.

Ancora uno scopo del trovato è quello di realizzare un gruppo strappatore che sia adeguatamente bloccato in relazione alle elevate forze dinamiche in gioco, in modo da prevenire fenomeni di vibrocorrosione che potrebbero compromettere qualità del materiale tessile e limitare la vita della macchina.

Un ulteriore scopo del trovato è quello di realizzare un gruppo strappatore che, anche in caso di malfunzionamento elettrico/elettronico o blackout, non possa entrare in contatto con gli altri elementi in movimento della macchina pettinatrice, così da evitare possibili danni da urto.

I suddetti scopi ed altri vantaggi, quali risulteranno più chiaramente dal seguito della descrizione, sono raggiunti da una macchina pettinatrice rettilinea munita di gruppo strappatore perfezionato avente le caratteristiche esposte nella rivendicazione 1, mentre le rivendicazioni dipendenti definiscono altre caratteristiche vantaggiose del trovato, ancorché secondarie.

Si descriverà ora in maggior dettaglio il trovato, con riferimento ad una sua realizzazione preferita ma non esclusiva, illustrata a titolo d'esempio non limitativo negli uniti disegni, in cui:

- la Fig. 1 è una vista schematica in elevazione laterale di una porzione di una macchina pettinatrice rettilinea incorporante il gruppo strappatore secondo il trovato;

- la Fig. 2 è una vista in elevazione laterale del gruppo strappatore di Fig. 1;

- la Fig. 3 è una vista prospettica del gruppo strappatore di Fig. 2 da una prima angolazione;

- la Fig. 4 è una vista prospettica del gruppo strappatore di Fig. 2 da una seconda angolazione;

- la Fig. 5 è un diagramma illustrante la legge di moto del gruppo strappatore secondo il trovato.

Con riferimento iniziale alla Fig. 1, il trovato si riferisce ad un gruppo strappatore 10 di una generica macchina pettinatrice rettilinea.

In modo di per sé noto, nelle fasi precedenti a quella in cui interviene il gruppo strappatore, un nastro F di fibre viene alimentato a passi verso una pinza 12. La pinza 12 è convenzionalmente munita di una mascella inferiore 14 e di una mascella superiore 16 che si aprono e chiudono a intermittenza in sincronismo con l'alimentazione a passi del nastro F.

Quando la pinza 12 si chiude, essa blocca il nastro F in prossimità dell'estremità, lasciando sporgere la testa di una ciocca di fibre.

Con una sequenza di movimenti che non saranno qui descritti in dettaglio in quanto esulano dagli scopi del presente trovato, la testa della ciocca che sporge dalla pinza 12 viene pettinata da un cosiddetto “pettine circolare” disposto sotto la pinza 12, che non è qui illustrato in quanto esula dagli scopi del presente trovato. Il pettine circolare consiste convenzionalmente in un tamburo rotante avente un settore guarnito con aghi.

Il gruppo strappatore 10, che interviene a questo punto del ciclo, comprende una coppia di cilindri di strappo 18, 20 controrotanti montati su un telaio, denominato carro strappatore 22. Tra i cilindri di strappo è convenzionalmente interposto un tappeto chiuso ad anello 21a, noto come “manicotto strappatore”, che è supportato in tensione tra il cilindro di strappo inferiore 18 ed un rullo di rinvio 21b, con l'ausilio di un cilindro tenditore 21c solo schematizzato in Fig. 1, ed è trascinato in rotazione da mezzi motori (non illustrati).

Il carro strappatore 22 oscilla attorno ad un primo asse P1, su comando di mezzi di trasmissione motorizzati, in modo da avvicinare/allontanare ciclicamente i cilindri di strappo 18, 20 rispetto alla pinza 12.

Quando il carro strappatore 22 si avvicina alla pinza 12, i cilindri di strappo 18, 20 pizzicano la testa appena pettinata della ciocca, dopodiché il carro strappatore 22 si allontana dalla pinza 12 strappando la ciocca dal nastro F.

Mentre il carro strappatore 22 si allontana dalla pinza 12, la coda C della ciocca (Fig. 1) viene pettinata, in modo di per sé convenzionale, da un organo noto come pettine rettilineo, che non è qui illustrato in quanto esula dagli scopi del presente trovato.

Dopodiché, il carro strappatore 22 si riavvicina alla pinza 12 e i cilindri di strappo 18, 20 invertono il senso di rotazione, in modo da presentare le code delle fibre appena pettinate alle teste delle fibre della ciocca successiva, affinché vengano ricongiunte nel ciclo successivo.

Secondo il trovato, con particolare riferimento ora alle Figg. 2-4, i mezzi di trasmissione motorizzati che comandano il moto alternativo del carro strappatore 22 comprendono un meccanismo biella/manovella 30, che è collegato al carro strappatore mediante leveraggi 33 ed è azionato da un motore 32 controllato elettronicamente, preferibilmente in posizione, secondo una funzione matematica prestabilita.

Preferibilmente, si può utilizzare un motore sincrono brushless pilotato mediante encoder o resolver.

Vantaggiosamente, i leveraggi 33 comprendono primi mezzi leva, preferibilmente, una coppia di prime leve 34 solidali a un albero di comando 36 imperniato alla struttura (non illustrata) della macchina pettinatrice. Le prime leve 34 sono collegate operativamente ai lati opposti del carro strappatore 22 tramite mezzi a biella, preferibilmente, una coppia di biellette 38, le quali sono infulcrate al carro strappatore 22 attorno ad un secondo asse P2. Il meccanismo biella/manovella 30 opera su ulteriori mezzi leva, preferibilmente, una terza leva 39 solidale all'albero di comando 36, in modo da fare ruotare quest'ultimo di alcuni gradi con moto alternativo.

Nella realizzazione qui descritta a titolo d'esempio, il meccanismo biella/manovella 30 è realizzato mediante un perno eccentrico 40, che è solidale all'albero motore 42 del motore 32 e agisce da manovella, ed una biella 44 avente un'estremità calzata sul perno eccentrico 40 e l'estremità opposta infulcrata alla terza leva 39.

Secondo una caratteristica vantaggiosa del trovato, la funzione matematica che controlla il movimento del motore 32 viene eseguita nell'arco di una rotazione completa, vale a dire una rotazione di 360°, dell'albero motore 42, senza mai invertire il senso di rotazione. Tale accorgimento permette di evitare il rischio di urti tra i vari organi della macchina pettinatrice nel caso di anomalie nella gestione elettronica del motore, poiché la corsa massima del carro strappatore 22 sarà sempre limitata al valore dell’eccentricità del perno eccentrico 40.

Vantaggiosamente, il gruppo strappatore 10 secondo il trovato comprende mezzi di regolazione dello scartamento attivabili da remoto.

A tale scopo, il motore 32 è fissato a un supporto 48 che è imperniato alla struttura della macchina pettinatrice parallelamente all'asse motore attorno ad un terzo asse P3, e può ruotare in posizioni angolari prescelte su comando di un attuatore 50 controllato elettronicamente. La regolazione della posizione del supporto 48 attorno al terzo asse P3 si ripercuote, tramite il meccanismo biella/manovella 30 e i leveraggi 33, in una regolazione della posizione del carro strappatore 22 attorno al primo asse P1 e, di conseguenza, dello scartamento.

Al fine di prevenire fenomeni di vibrocorrosione legati alle elevate forze dinamiche in gioco, il supporto 48 è normalmente bloccato mediante una coppia di attuatori fluidodinamici in pressione, preferibilmente martinetti oleodinamici 52, 54. I martinetti oleodinamici 52, 54 hanno i loro steli 56, 58 inseriti in rispettive feritoie arcuate 60, 62 definite sul supporto 48 attorno al terzo asse P3, e portano rispettive rondelle 64, 66 alle estremità. Attivando i martinetti in trazione, il supporto 48 rimane serrato a sandwich tra il corpo dei martinetti 52, 54 e le rondelle 64, 66.

Nel funzionamento, come l'esperto del ramo potrà apprezzare, la legge di moto del carro strappatore 22 è data dalla somma matematica della funzione sinusoidale tipica dei meccanismi biella/manovella con la funzione matematica che controlla la rotazione del motore 32.

La funzione matematica è programmata in modo da gestire la curva di velocità/posizione che il gruppo strappatore deve rispettare in ogni fase della sua corsa, con particolare attenzione nella fase di strappo, in base alla lunghezza delle fibre da lavorare, alla tipologia di materiale, agli elementi inquinanti ed alle fibre di scarto che si devono asportare dal materiale.

La funzione matematica è variabile in funzione delle geometrie e della mappatura della macchina, e deve essere progettata in modo da evitare collisioni con gli altri organi della macchina ed ottimizzare i tempi ciclo. La programmazione della funzione matematica rientra di per sé nelle normali conoscenze del tecnico del ramo e pertanto non sarà qui discussa in dettaglio.

A titolo d'esempio, il diagramma di Fig. 5 illustra una funzione matematica che mette in relazione la fase con l'asse di comando, e può essere utilizzata per controllare la movimentazione del gruppo strappatore 10 secondo il trovato.

Azionando l'attuatore 50 (anche da remoto) è possibile sia regolare lo scartamento, nel modo descritto in precedenza, sia spostare il carro strappatore 22 di una quantità maggiore per operazioni di pulizia e di manutenzione.

Il controllo da remoto consente ad un unico operatore specializzato sulla lavorazione della fibra tessile di comandare più macchine da una stazione di comando centralizzata, senza che egli debba lasciare la sua postazione e senza che debba avere competenze meccaniche specifiche.

Si è visto in pratica che la macchina pettinatrice rettilinea secondo il trovato realizza pienamente gli scopi prefissati, con un gruppo strappatore che permette di superare le problematiche che affliggono i sistemi noti basati su camme in relazione all'usura, alla manutenzione ed alla pulizia con riferimento alle operazioni di lubrificazione delle camme.

Inoltre, come l'esperto del ramo comprenderà facilmente, il moto alternativo del gruppo strappatore può generare sforzi notevoli nelle fasi di inversione, con picchi di accelerazione del cinematismo dovuti all’elevata dinamica del sistema. Il controllo preciso di questo movimento mediante motore brushless pilotato da una funzione matematica risulta particolarmente impegnativo in termini di assorbimento di energia poiché, a differenza del comando tradizionale con camme, non si possono utilizzare volani meccanici per accumulare energia e regolarizzare il moto. In relazione a questo aspetto, il cinematismo biella/manovella consente di limitare notevolmente l’assorbimento di energia e, di conseguenza, controllare con maggiore precisione il motore nelle fasi di inversione, grazie al fatto che, come noto, nei punti morti superiore e inferiore del cinematismo le coppie motrici sull’albero di comando sono nulle, mentre lo sforzo sul piede di biella risulta massimo.

In virtù di quanto sopra, il sistema descritto consente anche di limitare la taglia del motore e, di conseguenza, ridurre i costi di fabbricazione e di funzionamento.

Inoltre, il sistema di regolazione dello scartamento, essendo azionato da un attuatore comandato elettronicamente, risulta più preciso e più affidabile, con un grado di ripetibilità molto più elevato rispetto alle soluzioni manuali dell'arte nota.

Si è descritta una realizzazione preferita del trovato, ma naturalmente il tecnico del ramo potrà apportare diverse modifiche e varianti nell'ambito delle rivendicazioni.

Per esempio, benché nella realizzazione descritta la “manovella” del meccanismo biella/manovella sia realizzata mediante un perno eccentrico solidale all'albero motore, è evidente che con geometrie e dimensionamenti diversi esso potrebbe consistere in una vera e propria manovella conformata a leva.

Inoltre, naturalmente, tra il motore e la manovella potrebbe essere previsto un riduttore.

Non da ultimo, naturalmente la manovella e la biella del meccanismo di azionamento potrebbero essere sdoppiate.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina pettinatrice rettilinea, comprendente una coppia di cilindri di strappo (18, 20) controrotanti montati su un telaio (22) che oscilla con moto alternativo attorno ad un primo asse (P1), su comando di mezzi di trasmissione motorizzati, rispetto a una pinza (12) trattenente un nastro (F) di fibre, in modo da avvicinare detti cilindri di strappo (18, 20) alla pinza (12) per pizzicare una testa sporgente di detto nastro (F), e quindi allontanare detti cilindri di strappo (18, 20) dalla pinza (12) in modo da strappare una ciocca di fibre da detto nastro (F), caratterizzato dal fatto che detti mezzi di trasmissione motorizzati comprendono un meccanismo biella/manovella (30), che è collegato a detto telaio (22) mediante leveraggi (33) ed è azionato da un motore (32) controllato elettronicamente secondo una funzione matematica prestabilita.
2. 2. Macchina pettinatrice rettilinea secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto meccanismo biella/manovella è realizzato mediante un perno eccentrico (40), che è solidale a un albero motore (42) di detto motore (32) e agisce da manovella, ed una biella (44) avente un'estremità calzata su detto perno eccentrico (40) e l'estremità opposta infulcrata a detti leveraggi (33).
3. 3. Macchina pettinatrice rettilinea secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che detto motore (32) è controllato in modo da eseguire detta funzione matematica nell'arco di una rotazione completa di 360°.
4. 4. Macchina pettinatrice rettilinea secondo una delle rivendicazioni 1-3, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi di regolazione attivabili da remoto per regolare la distanza minima raggiunta da detto telaio (22) rispetto a detta pinza (12) durante detto moto alternativo.
5. 5. Macchina pettinatrice rettilinea secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di regolazione comprendono un supporto (48), a cui è fissato detto motore (32), che è imperniato alla struttura della macchina pettinatrice parallelamente all'asse motore, e può ruotare in posizioni angolari prescelte su comando di un attuatore (50) controllato elettronicamente.
6. 6. Macchina pettinatrice rettilinea secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che detto supporto (48) è normalmente bloccato in posizione mediante mezzi attuatori fluidodinamici in pressione (52, 54).
7. 7. Macchina pettinatrice rettilinea secondo una delle rivendicazioni 1-6, caratterizzata dal fatto che detti leveraggi (33) comprendono primi mezzi leva (34) solidali a un albero di comando (36) imperniato alla struttura della macchina pettinatrice e collegati a detto telaio (22) tramite mezzi a biella (38) infulcrati a detto telaio (22), detto meccanismo biella/manovella (30) operando su secondi mezzi leva (39) solidali a detto albero di comando (36).
8. 8. Macchina pettinatrice rettilinea secondo una delle rivendicazioni 1-7, caratterizzata dal fatto che detto motore (32) è controllato in posizione.
9. 9. Macchina pettinatrice rettilinea secondo una delle rivendicazioni 1-8, caratterizzata dal fatto che detto motore (32) è un motore sincrono brushless pilotato mediante encoder.
10. 10. Macchina pettinatrice rettilinea secondo una delle rivendicazioni 1-8, caratterizzata dal fatto che detto motore (32) è un motore sincrono brushless pilotato mediante resolver.