IT202000019849A1

IT202000019849A1 - Mandrino di supporto per bobine di materiale avvolgibile

Info

Publication number: IT202000019849A1
Application number: IT102020000019849A
Authority: IT
Inventors: Danilo Friggieri; Reimund Brettschneider
Original assignee: Renova S R L
Priority date: 2020-08-10
Filing date: 2020-08-10
Publication date: 2022-02-10
Also published as: EP3954639A1; US20220041392A1

Description

?Mandrino di supporto per bobine di materiale avvolgibile?

DESCRIZIONE

[0001] La presente invenzione concerne un mandrino di supporto per l?avvolgimento e lo svolgimento di bobine o rotoli di materiale avvolgibile su un?anima (o rocchetto) di avvolgimento, in particolare ma non limitato a bobine o rotoli di materiale nastriforme o filiforme, ad es. carta, tessuto, cartone ondulato, banconote, film polimerico, film in alluminio, fili e filamenti tessili, fibre di vetro, fibre di carbonio, cavi elettrici, ecc.

[0002] Nei processi di fabbricazione, lavorazione e manipolazione di materiale a nastro o filiforme, avvolto su bobina, ? necessario eseguire l?avvolgimento e lo svolgimento del materiale a nastro in condizioni di velocit? e tensione del materiale controllate.

[0003] E? noto effettuare l?avvolgimento del materiale a nastro su un?anima (o rocchetto) di avvolgimento, tipicamente un tubo cilindrico in cartone, plastica o metallo, e impegnare l?anima di avvolgimento da due lati opposti mediante due mandrini di supporto. I mandrini di supporto sostengono l?anima e l?intera bobina di materiale avvolto durante il processo di avvolgimento o svolgimento del materiale e trasmettono alla bobina un momento rotatorio di avvolgimento o un momento frenante, nonch? possibili spostamenti traslatori desiderati. A tal fine, i mandrini di supporto sono collegati a motori di azionamento o a sistemi frenanti che permettono un controllo preciso della velocit? e della tensione di avvolgimento/svolgimento del materiale sull?anima.

[0004] Sono noti mandrini di supporto meccanici-pneumatici inseribili nell?anima di avvolgimento e configurati per poter assumere una configurazione radialmente retratta per disimpegnare (torsionalmente) l?anima di avvolgimento e permettere l?inserimento e l?estrazione del mandrino nella/dall?anima di avvolgimento, nonch? una configurazione radialmente espansa per impegnare (torsionalmente) l?anima di avvolgimento, in cui la retrazione e l?espansione del mandrino di supporto sono azionabili tramite un apposito sistema pneumatico di azionamento del mandrino di supporto, indipendentemente dall?interazione tra il mandrino di supporto e la bobina di materiale avvolto.

[0005] Sono inoltre noti mandrini di supporto cosiddetti ?torsionali?, inseribili nell?anima di avvolgimento e configurati per poter assumere una configurazione radialmente retratta per disimpegnare l?anima di avvolgimento e permettere l?inserimento e l?estrazione del mandrino nella/dall?anima di avvolgimento, nonch? una configurazione radialmente espansa per impegnare l?anima di avvolgimento, in cui la retrazione e l?espansione del mandrino di supporto vengono azionate da movimenti rotatorio dell?anima di avvolgimento inserita sul mandrino, rispetto ad un albero centrale del mandrino. Questo movimento rotatorio dell?anima di avvolgimento trascina in rotazione una gabbia esterna e settori esterni del mandrino rispetto all?albero centrale e questa rotazione relativa tra la gabbia esterna/i settori esterni e l?albero centrale provoca (ad esempio grazie ad un effetto cuneo o camma) uno spostamento dei settori esterni radialmente verso l?esterno ed in impegno premente contro un intradosso dell?anima di avvolgimento.

[0006] I mandrini di supporto torsionali della tecnica nota presentano lo svantaggio che l?impegno e disimpegno torsionale con l?anima di avvolgimento non ? immediato e precisamente coincidente con l?applicazione di un momento di avvolgimento della bobina o con l?applicazione di un momento di rilascio dell?anima, bens? dipendente da un reale movimento rotatorio e quindi soggetto a indesiderati fenomeni di slittamento tra il mandrino e l?anima di avvolgimento e posizioni angolari di impegno/disimpegno non controllabili con certezza e poco precise.

[0007] E? pertanto sentita l?esigenza di disporre di mandrini di supporto torsionali con corse angolari di azionamento (impegno/disimpegno) ridotte rispetto alla tecnica nota, con un effetto di impegno e disimpegno pi? immediato, e che siano meno soggetti a slittamenti indesiderati in fase di impegno e disimpegno dell?anima di avvolgimento.

[0008] Lo scopo della presente invenzione ? pertanto quello di mettere a disposizione un mandrino di supporto per l?avvolgimento e lo svolgimento di bobine o rotoli su un?anima tubolare, avente caratteristiche tali da ovviare ad almeno alcuni degli inconvenienti citati con riferimento alla tecnica nota.

[0009] Uno scopo particolare della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un mandrino di supporto, avente caratteristiche tali da ridurre le corse angolari di azionamento (impegno/disimpegno) rispetto alla tecnica nota.

[0010] Un ulteriore scopo particolare della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un mandrino di supporto, avente caratteristiche tali da realizzare l?impegno e disimpegno con l?anima di avvolgimento in modo pi? immediato in risposta ad un trascinamento rotazionale dell?anima di avvolgimento rispetto al mandrino di supporto, e da ridurre slittamenti indesiderati in fase di impegno e disimpegno dell?anima di avvolgimento.

[0011] Questi ed altri scopi vengono conseguiti mediante un mandrino di supporto per l?avvolgimento e lo svolgimento di bobine di materiale avvolgibile su un?anima secondo la rivendicazione 1.

[0012] Le rivendicazioni dispendenti si riferiscono a forme di realizzazione preferite e vantaggiose della presente invenzione.

[0013] Per meglio comprendere l?invenzione ed apprezzarne i vantaggi, verranno di seguito descritte alcune sue forme di realizzazione esemplificative e non limitative, facendo riferimento alle figure annesse, in cui:

[0014] ? la figura 1 ? una vista prospettica, esplosa, di un mandrino di supporto secondo una forma di realizzazione dell?invenzione;

[0015] ? la figura 2 ? una vista in sezione in un piano radiale del mandrino di supporto in figura 1,

[0016] ? le figure 3 e 4 sono viste in sezione trasversale e laterale di un mandrino di supporto secondo una forma di realizzazione, in una configurazione retratta,

[0017] ? le figure 5 e 6 sono viste in sezione trasversale e laterale del mandrino in figure 3 e 4, in una configurazione radialmente espansa,

[0018] ? la figura 7 ? una vista frontale di un albero centrale di un mandrino di supporto secondo una forma di realizzazione,

[0019] ? la figura 8 ? una vista frontale di un albero centrale di un mandrino di supporto secondo un?ulteriore forma di realizzazione,

[0020] ? la figura 9 ? una vista in prospettiva di un mandrino di supporto a due diametri secondo un?ulteriore forma di realizzazione,

[0021] ? le figure 10, 11 sono viste in sezione di un albero centrale del mandrino di supporto a due diametri in figura 9,

[0022] ? le figure 12 e 13 illustrano due mandrini di supporto opposti disimpegnati da (fig.12) e impegnati con l?anima di avvolgimento di una bobina di materiale avvolgibile, in cui la bobina ? piena e pu? essere in fase di svolgimento,

[0023] ? la figura 14 ? una vista in sezione secondo il piano di sezione XIV-XIV in figura 13, [0024] ? le figure 15, 16, 17, 18 sono viste in sezione di parti di mandrini di supporto secondo forme di realizzazione, aventi differenti diametri di impegno con l?anima di avvolgimento e essendo in una configurazione completamente radialmente espansa,

[0025] ? la figura 19 ? una vista laterale di un mandrino di supporto secondo una forma di realizzazione, avente una flangia di espulsione e posizionamento in posizione completamente ritirata,

[0026] ? la figura 20 mostra il mandrino di supporto di figura 19 con la flangia di espulsione in posizione completamente avanzata,

[0027] ? la figura 21 ? una vista anteriore del mandrino di supporto di figura 19,

[0028] ? la figura 22 ? una vista in prospettiva del mandrino di supporto di figura 19.

[0029] Descrizione dettagliata dell?invenzione

[0030] Nella seguente descrizione, il termine di orientamento ?anteriore? si riferisce all?orientamento di lati, facce, superfici, ecc. nel verso di inserimento del mandrino di supporto in un?anima di avvolgimento, il termine di orientamento ?posteriore? si riferisce all?orientamento di lati, facce, superfici, ecc. nel verso di ritiro del mandrino di supporto fuori dall?anima di avvolgimento, se non diversamente specificato. I termini ?radiale?, ?circonferenziale?, ?assiale? sono riferiti all?asse longitudinale del mandrino di supporto che corrisponde all?asse di rotazione del mandrino di supporto e dell?anima di avvolgimento da esso impegnata, se non diversamente specificato.

[0031] Con riferimento alle figure, un mandrino di supporto 1 per impegnare un?anima di avvolgimento 2 tubolare per l?avvolgimento e lo svolgimento di materiale avvolgibile 3 a formare una bobina 4, comprende:

A) un albero centrale 5 definente un asse di rotazione 6 e formante:

- una porzione di collegamento 7 su un lato posteriore 8 del mandrino di supporto 1, - una porzione di supporto 9 estesa dalla porzione di collegamento 8 lungo l?asse di rotazione 6 verso un lato anteriore 10 del mandrino di supporto 1,

- una pluralit? di sedi di camma 11 formate nella porzione di supporto 9,

B) una pluralit? di corpi di bloccaggio 12 disposti radialmente all?esterno della porzione di supporto 9 ed a contatto, tramite organi segui-camma 13, con le sedi di camma 11,

C) una gabbia di supporto 14 collegata all?albero centrale 5 e formante una pluralit? di sedi di guida 15 che accolgono e posizionano i corpi di bloccaggio 12 in modo tale che i corpi di bloccaggio 12 possano scorrere radialmente all?asse di rotazione 6 rispetto all?albero centrale 5 e ruotare intorno all?asse di rotazione 6 rispetto all?albero centrale 5,

in cui le sedi di camma 11 e gli organi segui-camma 13 sono sagomati in modo tale che una rotazione relativa tra i corpi di bloccaggio 12 e l?albero centrale 5 intorno all?asse di rotazione 6 provochi uno spostamento radiale dei corpi di bloccaggio 12 tra una posizione (di fine corsa) retratta (Figura 3), radialmente interna, e una posizione (di fine corsa) espansa (Figura 5), radialmente esterna, per un disimpegno ed impegno del mandrino di supporto 1 con l?anima di avvolgimento 2.

[0032] In accordo con un aspetto dell?invenzione, una corsa angolare 16 di rotazione relativa dei corpi di bloccaggio 12 rispetto all?albero centrale 5 intorno all?asse di rotazione 6 (corsa angolare di azionamento), corrispondente ad una corsa radiale totale 24 dei corpi di bloccaggio 12 dalla posizione (di fine corsa) retratta e la posizione (di fine corsa) espansa e viceversa, ? inferiore o uguale a 15?, e

[0033] le sedi di camma (11) e gli organi segui camma (13) limitano la rotazione relativa dei corpi di bloccaggio (12) rispetto all?albero centrale (5) intorno all?asse di rotazione (6) ad una ampiezza di rotazione relativa massima inferiore o uguale a 30?, vale a dire due volte la corsa angolare di azionamento 16, e

[0034] gli organi segui-camma 13 formano una prima superficie di camma 17 convessa in contatto con una seconda superficie di camma 18 concava della corrispondente sede di camma 11, e

[0035] in un piano di sezione ortogonale all?asse di rotazione 6, la prima superficie di camma 17 convessa presenta una forma ad arco di cerchio e la seconda superficie di camma 18 concava presenta una forma simmetrica rispetto ad un piano di simmetria 19 radiale all?asse di rotazione 6, con un tratto di fondo 20 a forma di arco e due tratti laterali 21 opposti, sostanzialmente rettilinei, definenti tra loro un angolo di camma 22 nell?intervallo da 100? a 120?, preferibilmente da 105? a 115?, ancora pi? preferibilmente di 110?.

[0036] Con ulteriore vantaggio, una profondit? radiale 23 della sede di camma 11 ? maggiore della corsa radiale totale 24 dei corpi di bloccaggio 12 tra la posizione (di fine corsa) retratta e la posizione (di fine corsa) espansa, e

una larghezza circonferenziale 25 della sede di camma 11 ? maggiore di quattro volte la profondit? radiale 23 della sede di camma 10.

[0037] Grazie alla particolare geometria della sede di camma 11, si ottiene uno spostamento radiale significativo dei corpi di bloccaggio 12 con una corsa angolare di azionamento (impegno/disimpegno) ridotta rispetto alla tecnica nota e con un effetto di impegno e disimpegno pi? immediato. Di conseguenza, durante le fasi di impegno e disimpegno del mandrino di supporto 1 con l?anima di avvolgimento 2, si riducono gli slittamenti dell?anima di avvolgimento 2 rispetto al mandrino di supporto 1 e le incertezze di posizione angolare reale della bobina 4 rispetto ad una sua posizione angolare pianificata. Inoltre, la geometria della sede di camma 11 e dell?organo segui-camma 13 permettono un rotolamento e/o scorrimento reciproco con minore attrito e, quindi, un?attivazione dei corpi di bloccaggio con forze di tiro del materiale avvolgibile paragonabilmente piccole. Inoltre, la geometria della sede di camma 11 e dell?organo segui-camma 13 conseguono una riduzione dell?usura rispetto alla tecnica nota, risultando in un aumento di durata di vita del mandrino di supporto 1.

[0038] Descrizione dettagliata dell?albero centrale 5.

[0039] In accordo con una forma di realizzazione (figura 1), l?albero centrale 5 pu? essere in materiale metallico, ad esempio in acciaio. La porzione di collegamento 7 pu? comprendere una flangia di collegamento a forma di disco circolare o anello circolare, esteso in un piano ortogonale all?asse di rotazione 6, e formante una pluralit? di fori di fissaggio 26 per il collegamento del mandrino di supporto 1 ad un sistema di sostegno e movimentazione 27 con un motore di azionamento 28 e/o con un freno 29 per effettuare il posizionamento e la rotazione controllata del mandrino di supporto 1 allo scopo di impegnare/disimpegnare l?anima avvolgimento 2 ed effettuare lo svolgimento e/o l?avvolgimento della bobina 4 (figure 12,13,14).

[0040] La porzione di supporto 9 ha una forma allungata con una superficie esterna preferibilmente cilindrica nella quale sono formate le sedi di camma 11. Le sedi di camma 11 possono essere estese parallelamente all?asse di rotazione 6 lungo l?intera porzione di supporto 9 ed avere una forma di sezione costante lungo l?asse di rotazione 6.

[0041] La porzione di supporto 9 comprende preferibilmente tre sedi di camma 11 uniformemente distribuite a passo angolare di 120?.

[0042] Il tratto di fondo 20 pu? avere vantaggiosamente la forma di un arco di cerchio avente un raggio nell?intervallo da 17 mm a 23 mm, preferibilmente da 19 mm a 21 mm, ancora pi? preferibilmente di 20 mm.

[0043] La profondit? radiale della sede di camma 11, misurata lungo il piano simmetria 19 fino ad una circonferenza esterna della porzione di supporto 9, ? vantaggiosamente nell?intervallo da 6 mm a 7 mm, preferibilmente di circa 6,5 mm.

[0044] I tratti laterali 21 si raccordano ad estremit? opposte del tratto di fondo 20 con un orientamento tangente all?arco di cerchio del tratto di fondo 20.

[0045] Uno spigolo laterale 30 in una regione di intersezione dei tratti laterali 21 delle sedi di camma 11 con la circonferenza esterna della porzione di supporto 9, ? vantaggiosamente smussato, ad esempio con un raggio di smussatura di 0,5 mm.

[0046] La superficie esterna della porzione di supporto 9 tra rispettivamente due sedi di camma 11 ? preferibilmente cilindrica e concentrica rispetto all?asse di rotazione 6.

[0047] Le caratteristiche di forma della porzione di supporto 9 permettono una sua fabbricazione precisa ed economica, un bilanciamento favorevole per movimenti rotatori e una riduzione dell?attrito tra le sedi di camma 11 e gli organi segui-camma 13, che verranno descritti in seguito.

[0048] A seconda della dimensione e del peso delle bobine 4 da avvolgere e da svolgere, e quindi delle anime di supporto 2, la porzione di supporto 9 del mandrino 1 pu? essere realizzata con lunghezza assiali e con diametri differenti. Vantaggiosamente, la forma e la dimensione delle singole sedi di camma 11 possono restare invariate per una pluralit? di diametri differenti della porzione di supporto 9.

[0049] In esempi di realizzazione vantaggiosi e preferiti, con la forma geometrica e le dimensioni delle sedi di camma 11 descritte sopra, e con la disposizione di tre sedi di camma 11 a passo angolare di 120?:

[0050] - per un diametro 31 della porzione di supporto 9 di 45 mm, la corsa angolare di azionamento 16 ? di 15? (figura 15),

[0051] - per un diametro 31 della porzione di supporto 9 di 62 mm, la corsa angolare di azionamento 16 ? di 11,5? (figura 16),

[0052] - per un diametro 31 della porzione di supporto 9 di 82 mm, la corsa angolare di azionamento 16 ? di 10,7? (figura 17),

[0053] - per un diametro 31 della porzione di supporto 9 di 102 mm, la corsa angolare di azionamento 16 ? di 7,5? (figura 18).

[0054] In accordo con una forma di realizzazione (figure 1,2), l?albero centrale 5 forma, su due lati opposti della porzione di supporto 9, una prima sede cuscinetto posteriore 32 a forma di gradino cilindrico ed una prima sede cuscinetto anteriore 33 a forma di gradino cilindrico che accolgono un cuscinetto posteriore 34 e un cuscinetto anteriore 35 per un supporto girevole della gabbia di supporto 14 rispetto all?albero centrale 5 intorno all?asse di rotazione 6.

[0055] Descrizione dettagliata dei corpi di bloccaggio 12 e degli organi segui-camma 13

[0056] In accordo con una forma di realizzazione, i corpi di bloccaggio 12 sono preferibilmente in materiale metallico, ad esempio in acciaio, e formano una superficie di impegno 36 radialmente esterna, preferibilmente a forma di parte di cilindro, destinata per un impegno a contatto premente contro un intradosso dell?anima di avvolgimento 2. La superficie di impegno 36 presenta preferibilmente una lunghezza in direzione dell?asse di rotazione 6 maggiore di una sua larghezza in direzione circonferenziale rispetto all?asse di rotazione 6. In corrispondenza di due estremit? longitudinali opposte 37 del corpo di bloccaggio 12 la superficie di impegno 36 ? smussata o inclinata in una direzione radialmente verso l?interno in modo tale da ridurre il rischio di impuntamenti con l?intradosso dell?anima di avvolgimento 2 ed il rischio di danneggiamenti del corpo di bloccaggio 12 o dell?anima di avvolgimento 2 durante il loro inserimento e disinserimento reciproco. Inoltre, l?inclinazione delle superfici di impegno 36 in corrispondenza delle estremit? longitudinali opposte 37 agevola uno spostamento radialmente verso l?interno dei corpi di bloccaggio 12 ?liberamente appesi? nella gabbia di supporto 14 durante l?inserimento del mandrino di supporto 1 nell?anima di avvolgimento 2.

[0057] Il corpo di bloccaggio 12 forma inoltre superfici di scorrimento 38,39 trasversali alla superficie di impegno 36, in particolare due superfici di scorrimento longitudinali 38 planari, parallele tra loro e all?asse di rotazione 6, e/o due superfici di scorrimento trasversali 39 planari e ortogonali all?asse di rotazione 6 (figura 1).

[0058] Le superficie di scorrimento 38,39 sono sagomate in modo complementare con corrispondenti superfici di guida 40, 41 delle sedi di guida 15 della gabbia di supporto 14 per trattenere i corpi di bloccaggio 12 nelle sedi di guida 15 in modo scorrevole radialmente rispetto all?asse di rotazione 6.

[0059] I corpi di bloccaggio 12 formano inoltre una superficie radialmente interna 42 rivolta verso la porzione di supporto 9 e che forma o accoglie l?uno o pi? organi segui-camma 13 (figure 2,3,5). In accordo con una forma di realizzazione, gli organi segui-camma 13 sono corpi volventi (preferibilmente metallici, ad esempio in acciaio) girevolmente accolti in cavit? 43 formate nelle superfici radialmente interne 42 e contattano le sedi di camma 11 con attrito volvente. Alternativamente, gli organi segui-camma 13 possono essere direttamente formati dai corpi di bloccaggio 12 e contattare le sedi di camma 11 con attrito radente.

[0060] Vantaggiosamente, gli organi segui-camma 12 sono corpi cilindrici allungati inseriti in direzione longitudinale (lungo l?asse di rotazione 6) nelle corrispondenti cavit? 43 di forma parzialmente cilindrica ed estese in direzione parallela all?asse di rotazione 6. Il posizionamento pianificato degli organi segui camma 12 nelle cavit? 43 pu? essere assicurato da un grano di posizionamento 50 avvitato in un foro di posizionamento del corpo di bloccaggio 12 (figura 2).

[0061] Secondo una forma di realizzazione, la superficie radialmente interna 42 dei corpi di bloccaggio 12 forma due cavit? laterali 44, disposte su due lati opposti rispetto all?organo segui-camma 13 per ovviare al rischio di violazioni di spazio tra il corpo di bloccaggio 12 e la porzione di supporto 9, in particolare quando il corpo di bloccaggio 12 staziona nella posizione retratta (figura 3) radialmente pi? avvicinata all?albero centrale 5. Le cavit? laterali 44 sono delimitate, da un lato dall?organo segui camma 13 e dall?altro lato da una di due pareti laterali di guida 45 estese su ciascun lato longitudinale del corpo di bloccaggio 12, sporgenti verso l?interno del mandrino di supporto 1 e formanti le superfici di scorrimento longitudinale 38 (figura 3).

[0062] Questa configurazione concilia le esigenze di dover evitare violazioni di spazio all?interno del mandrino di supporto 1 durante le rotazioni relative di azionamento, di alleggerire il mandrino di supporto 1, e di fornire una guida radiale sufficientemente lunga per i corpi di bloccaggio 12.

[0063] La corsa radiale totale 24 dei corpi di bloccaggio 12 ? nell?intervallo da 3 mm a 8 mm preferibilmente da 4 mm a 6 mm, ancora pi? preferibilmente di circa 5 mm.

[0064] Nella posizione retratta, i corpi di bloccaggio 12 sporgono preferibilmente rispetto ad una superficie esterna 47 della gabbia di supporto 14, ad esempio con un valore di sporgenza radiale iniziale 46 nell?intervallo da 5% a 15% della corsa radiale totale 24, preferibilmente con un valore di sporgenza radiale iniziale 46 di 10% della corsa radiale totale 24, ad esempio di 0,5 mm (figure 3,5).

[0065] Ciascun corpo di bloccaggio 12 forma inoltre uno o pi?, preferibilmente due sporgenze di arresto 48 che si attestano contro corrispondenti superfici di fine corsa 49 della gabbia di supporto 14 quando il corpo di bloccaggio 12 raggiunge la posizione espansa. In questo modo si impedisce una fuoriuscita completa e perdita dei corpi di bloccaggio 12 delle sedi di guida 15, ad esempio quando il mandrino di supporto 1 non ? inserito in un?anima di avvolgimento 2 (Figura 2).

[0066] Descrizione dettagliata della gabbia di supporto 14.

[0067] Secondo una forma di realizzazione, la gabbia di supporto 14 pu? essere in metallo, ad esempio in acciaio, e comprendere una parete tubolare 51, inserita in modo concentrico sulla porzione di supporto 9 dell?albero centrale 5, e avente una superficie esterna 47, preferibilmente cilindrica, e una superficie (radialmente) interna 52 rivolta verso la porzione di supporto 9 dell?albero centrale 5.

[0068] La superficie interna 52 forma, su due lati opposti rispetto alle sedi di guida 15, una seconda sede cuscinetto posteriore 53 a forma di gradino cilindrico e una seconda sede cuscinetto anteriore 54 a forma di gradino cilindrico che accolgono (anelli esterni degli) cuscinetti posteriore 34 e anteriore 35 per il supporto girevole della gabbia di supporto 14 rispetto all?albero centrale 5 intorno all?asse di rotazione 6.

[0069] Le sedi di guida 15 sono formate da aperture passanti nella parete tubolare 51, delimitate dalle superfici di guida longitudinali 40 e superfici di guida trasversali 41 per il supporto scorrevole guidato dei corpi di bloccaggio 12 (figure 1,2,3,4).

[0070] La possibilit? di rotazione relativa dei corpi di bloccaggio 12 rispetto alla porzione di supporto 9 dell?albero centrale 5 ? garantita dal supporto girevole della gabbia di supporto 14 rispetto all?albero centrale 5. L?ampiezza della rotazione relativa ? definita e limitata dall?arresto di fine corsa radiale (sporgenze di arresto 48, Figura 2) dei corpi di bloccaggio 12 nella posizione espansa e da due arresti di fine corsa rotazionale opposti, realizzati da ciascuna sede di camma 11 insieme al corrispondente organo segui-camma 13 (figura 5).

[0071] Secondo una forma di realizzazione, sul lato anteriore 10 del mandrino di supporto 1 la gabbia di supporto 14 ? smussata, arrotondata o rastremata, in modo tale da agevolare l?inserimento del mandrino di supporto 1 nell?anima di avvolgimento 2.

[0072] Vantaggiosamente, la gabbia di supporto 14 ? bloccata assialmente sull?albero centrale 5 mediante un tappo di chiusura 55 fissato sul lato anteriore 10 tramite una vite avvitata in un foro filettato, formato in una superficie frontale dell?albero centrale 5. Il tappo di chiusura 55 ? vantaggiosamente smussato, arrotondato o rastremato in conformit? con la corrispondente smussatura o rastrematura della gabbia di supporto 14.

[0073] Il cuscinetto posteriore 34 ? un cuscinetto a rulli conici, idoneo per un supporto assiale e radiale della gabbia di supporto 14, mentre il cuscinetto anteriore 35 ? preferibilmente un cuscinetto radiale, ad esempio a sfere. La gabbia di supporto 14 pu? formare uno o pi? fori di espulsione 56 passanti, in comunicazione con la seconda sede cuscinetto posteriore 53, per l?accesso di un attrezzo (ad esempio una spina) per espellere l?anello esterno del cuscinetto conico dalla seconda sede cuscinetto posteriore 53 (figura 2). Inoltre, un disco anulare 59 di protezione antipolvere pu? essere disposto all?interno della gabbia di supporto 14 tra il cuscinetto posteriore 34 e gli organi segui-camma 13.

[0074] In accordo con un?ulteriore forma di realizzazione (figure 9,10,11), il mandrino di supporto 1 pu? formare una pluralit? di, preferibilmente due, porzioni di supporto 9, 9? di diametri differenti, concentriche e posizionate l?una assialmente accanto all?altra, nonch? una pluralit? di corrispondenti gabbie di supporto 14,14? di diametri differenti, concentriche e posizionate l?una assialmente accanto all?altra, con la gabbia di diametro pi? piccolo posizionata pi? sul lato anteriore 10 del mandrino di supporto 1, per un utilizzo versatile del mandrino di supporto 1 in combinazione con anime di avvolgimento 2 aventi diametri differenti.

[0075] In accordo con una ancora ulteriore forma di realizzazione (figure 19,20,21,22), il mandrino di supporto 1 pu? comprendere una flangia di posizionamento e espulsione 57 assialmente scorrevole rispetto all?albero centrale 5 e guidata, ad esempio tramite una pluralit? di scanalature di guida 58 parallele all?asse di rotazione 6, formate nella superficie esterna della gabbia di supporto 14 (figure 19,20).

[0076] In accordo con un?ulteriore forma di realizzazione, la gabbia di supporto 14, 14? pu? formare una o pi? sporgenze radiali di attrito 60 (Figura 22) idonee ad impegnare l?anima 2 costantemente a contatto diretto e con un attrito tale da assicurare una trasmissione minima di coppia dall?anima 2 alla gabbia di supporto 14, 14? anche quando i corpi di bloccaggio 12 non sono (ancora o pi?) attivati. Ci? ovvia ad un problema di perdita di controllo sull?anima in fase di svolgimento quasi totale o di inizio di avvolgimento quando, a causa del diametro di avvolgimento piccolo, la velocit? di rotazione dell?anima ? molto elevata a parit? di velocit? di trasporto del materiale avvolto/svolto.

[0077] La flangia di posizionamento e espulsione 57 pu? fornire un riferimento di appoggio assiale per l?anima 2 durante le fasi di avvolgimento e svolgimento della bobina 4, nonch? fungere come spintore di espulsione per un pi? agevole disimpegno del mandrino di supporto 1 dall?anima 2.

Riferimenti nelle figure

1 mandrino di supporto

2 anima di avvolgimento

3 materiale avvolgibile

4 bobina

5 albero centrale

6 asse di rotazione

7 porzione di collegamento

8 lato posteriore

9,9? porzione di supporto

10 lato anteriore

11 sede di camma

12 corpi di bloccaggio

13 organi segui-camma

14, 14? gabbia di supporto

15 sedi di guida

16 corsa angolare di azionamento

17 prima superficie di camma

18 seconda superficie di camma

19 piano di simmetria

20 tratto di fondo

21 tratto laterale

22 angolo di camma

23 profondit? radiale della sede di camma

24 corsa radiale totale

25 larghezza circonferenziale della sede di camma

26 fori di fissaggio

27 sistema di sostegno e movimentazione

28 motore di azionamento

29 freno

30 spigolo laterale della sede di camma

31 diametro della porzione di supporto

32 prima sede cuscinetto posteriore

33 prima sede cuscinetto anteriore

34 cuscinetto posteriore

35 cuscinetto anteriore

36 superficie di impegno

37 estremit? longitudinali opposte del corpo di bloccaggio 38 superficie di scorrimento longitudinale

39 superficie di scorrimento trasversale

40 superficie di guida longitudinale

41 superficie di guida trasversale

42 superficie radialmente interna del corpo di bloccaggio 43 cavit? per volvente

44 cavit? laterali

45 parete laterale di guida

46 valore di sporgenza radiale iniziale

47 superficie esterna della gabbia di supporto

48 sporgenza di arresto

49 superficie di fine corsa

50 grano di posizionamento

51 parete tubolare della gabbia di supporto

52 superficie interna della gabbia di supporto

53 seconda sede cuscinetto posteriore

54 seconda sede cuscinetto anteriore

55 tappo di chiusura

56 fori di espulsione

57 flangia di posizionamento e espulsione

58 scanalature di guida

59 disco di protezione anti-polvere

60 sporgenze di attrito

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Mandrino di supporto (1) per impegnare un?anima di avvolgimento (2) tubolare per l?avvolgimento e lo svolgimento di materiale avvolgibile (3) a formare una bobina (4), comprendente:

A) un albero centrale (5) definente un asse di rotazione (6) e formante:

- una porzione di collegamento (7) su un lato posteriore (8) del mandrino di supporto (1),

- una porzione di supporto (9) estesa dalla porzione di collegamento (8) lungo l?asse di rotazione (6) verso un lato anteriore (10) del mandrino di supporto (1),

- una pluralit? di sedi di camma (11) formate nella porzione di supporto (9),

B) una pluralit? di corpi di bloccaggio (12) disposti radialmente all?esterno della porzione di supporto (9) ed a contatto, tramite organi segui-camma (13), con le sedi di camma (11), C) una gabbia di supporto (14) collegata all?albero centrale (5) e formante una pluralit? di sedi di guida (15) che accolgono e posizionano i corpi di bloccaggio (12) in modo tale che i corpi di bloccaggio (12) possano scorrere radialmente all?asse di rotazione (6) rispetto all?albero centrale (5) e ruotare intorno all?asse di rotazione (6) rispetto all?albero centrale (5), in cui le sedi di camma (11) e gli organi segui-camma (13) sono sagomati in modo tale che una rotazione relativa tra i corpi di bloccaggio (12) e l?albero centrale (5) intorno all?asse di rotazione (6), lungo una corsa angolare di azionamento (16), provochi uno spostamento radiale dei corpi di bloccaggio (12) tra una posizione retratta, radialmente interna, e una posizione espansa, radialmente esterna, per un disimpegno ed impegno del mandrino di supporto (1) con l?anima di avvolgimento (2),

in cui la corsa angolare di azionamento (16), corrispondente ad una corsa radiale totale (24) dei corpi di bloccaggio (12) dalla posizione retratta e la posizione espansa o viceversa, ? inferiore o uguale a 15?, e

in cui le sedi di camma (11) e gli organi segui camma (13) limitano la rotazione relativa dei corpi di bloccaggio (12) rispetto all?albero centrale (5) intorno all?asse di rotazione (6) ad una ampiezza di rotazione relativa massima inferiore o uguale a 30?,

in cui gli organi segui-camma (13) formano una prima superficie di camma (17) convessa in contatto con una seconda superficie di camma (18) concava della corrispondente sede di camma (11).

2. Mandrino di supporto (1) secondo la rivendicazione 1, in cui, in un piano di sezione ortogonale all?asse di rotazione (6), la prima superficie di camma (17) convessa presenta una forma ad arco di cerchio e la seconda superficie di camma (18) concava presenta una forma simmetrica rispetto ad un piano di simmetria (19) radiale all?asse di rotazione (6), con un tratto di fondo (20) a forma di arco e due tratti laterali (21) opposti, sostanzialmente rettilinei, definenti tra loro un angolo di camma (22) nell?intervallo da 100? a 120?, o da 105? a 115?, o di 110?.

3. Mandrino di supporto (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui una profondit? radiale (23) della sede di camma (11) ? maggiore della corsa radiale totale (24) dei corpi di bloccaggio (12) e una larghezza circonferenziale (25) della sede di camma (11) ? maggiore di quattro volte la profondit? radiale (23) della sede di camma (10).

4. Mandrino di supporto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui; - la porzione di collegamento (7) comprende una flangia di collegamento a forma di disco circolare esteso in un piano ortogonale all?asse di rotazione (6), e formante una pluralit? di fori di fissaggio (26),

- la porzione di supporto (9) ha una forma allungata con una superficie esterna cilindrica nella quale sono formate le sedi di camma (11),

- le sedi di camma (11) sono estese parallelamente all?asse di rotazione (6) lungo l?intera porzione di supporto (9) e hanno una forma di sezione costante lungo l?asse di rotazione (6). - la porzione di supporto (9) comprende tre sedi di camma (11) uniformemente distribuite a passo angolare di 120?.

5. Mandrino di supporto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui il tratto di fondo (20) ha la forma di un arco di cerchio avente un raggio nell?intervallo da 17 mm a 23 mm, oppure da 19 mm a 21 mm, oppure di 20 mm.

6. Mandrino di supporto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 5, in cui la profondit? radiale della sede di camma (11), misurata lungo il piano simmetria (19) fino ad una circonferenza esterna della porzione di supporto (9), ? nell?intervallo da 6 mm a 7 mm, oppure di circa 6,5 mm.

7. Mandrino di supporto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 6, in cui i tratti laterali (21) si raccordano ad estremit? opposte del tratto di fondo (20) con un orientamento tangente all?arco di cerchio del tratto di fondo (20), e in cui uno spigolo laterale (30) in una regione di intersezione dei tratti laterali (21) con una circonferenza esterna della porzione di supporto (9) ? smussato.

8. Mandrino di supporto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui: - il diametro (31) della porzione di supporto (9) ? di 45 mm e la corsa angolare di azionamento (16) ? di 15?, oppure

- il diametro (31) della porzione di supporto (9) ? di 62 mm e la corsa angolare di azionamento (16) e di 11,5?, oppure

- il diametro (31) della porzione di supporto (9) di 82 mm e la corsa angolare di azionamento (16) ? di 10,7?, oppure

- il diametro (31) della porzione di supporto (9) ? di 102 mm e la corsa angolare di azionamento (16) e di 7,5?.

9. Mandrino di supporto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i corpi di bloccaggio (12) formano:

A) una superficie di impegno (36) radialmente esterna, a forma di parte di cilindro, avente una lunghezza in direzione dell?asse di rotazione (6) maggiore di una sua larghezza in direzione circonferenziale rispetto all?asse di rotazione (6),

in cui, in corrispondenza di due estremit? longitudinali opposte (37) del corpo di bloccaggio (12) la superficie di impegno (36) ? inclinata in una direzione radialmente verso l?interno, B) superfici di scorrimento (38,39), trasversali alla superficie di impegno (36), sagomate in modo complementare con corrispondenti superfici di guida (40, 41) delle sedi di guida (15) della gabbia di supporto (14),

C) una superficie radialmente interna (42) rivolta verso la porzione di supporto (9) e che accoglie l?uno o pi? organi segui-camma (13) volventi,

D) uno o pi? sporgenze di arresto (48) che si attestano contro corrispondenti superfici di fine corsa (49) della gabbia di supporto (14) quando il corpo di bloccaggio (12) raggiunge la posizione espansa.

10. Mandrino di supporto (1) secondo la rivendicazione 9, in cui gli organi segui-camma (12) sono corpi cilindrici allungati inseriti in direzione parallela all?asse di rotazione (6) cavit? (43) di forma parzialmente cilindrica.

11. Mandrino di supporto (1) secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui la superficie radialmente interna (42) dei corpi di bloccaggio (12) forma due cavit? laterali (44), disposte su due lati opposti rispetto all?organo segui-camma (13), in cui dette cavit? laterali (44) sono delimitate, da un lato dall?organo segui camma (13) e dall?altro lato da una di due pareti laterali di guida (45) estese su ciascun lato longitudinale del corpo di bloccaggio (12), sporgenti verso l?interno del mandrino di supporto (1).

12. Mandrino di supporto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la corsa radiale totale (24) dei corpi di bloccaggio (12) ? nell?intervallo da 3 mm a 8 mm, oppure da 4 mm a 6 mm, oppure di circa 5 mm.

13. Mandrino di supporto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui nella posizione retratta i corpi di bloccaggio (12) sporgono rispetto ad una superficie esterna (47) della gabbia di supporto (14), con un valore di sporgenza radiale iniziale (46) nell?intervallo da 5% a 15% della corsa radiale totale (24), oppure di 10% della corsa radiale totale (24), oppure di 0,5 mm.

14. Mandrino di supporto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la gabbia di supporto (14) comprende una parete tubolare (51), inserita in modo concentrico sulla porzione di supporto (9) dell?albero centrale (5), e avente una superficie esterna (47) cilindrica e una superficie interna (52) rivolta verso la porzione di supporto (9),

in cui le sedi di guida (15) sono formate da aperture passanti nella parete tubolare (51), delimitate da superfici di guida longitudinali (40) e superfici di guida trasversali (41) per il supporto scorrevole guidato dei corpi di bloccaggio (12),

in cui sul lato anteriore (10) del mandrino di supporto (1) la gabbia di supporto (14) ? smussata in modo tale da agevolare l?inserimento del mandrino di supporto (1) nell?anima di avvolgimento (2),

in cui la gabbia di supporto (14) ? bloccata assialmente sull?albero centrale (5) mediante un tappo di chiusura (55) avvitato ad una superficie frontale dell?albero centrale (5),

in cui anche il tappo di chiusura (55) ? smussato in proseguimento della smussatura della gabbia di supporto (14).

15. Mandrino di supporto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente due di dette porzioni di supporto (9, 9?) concentriche e aventi diametri differenti, nonch? una pluralit? di dette gabbie di supporto (14,14?) concentriche e aventi diametri differenti, e posizionate l?una assialmente accanto all?altra, con la gabbia di supporto (14,14?) di diametro pi? piccolo posizionata pi? sul lato anteriore (10) del mandrino di supporto (1).

16. Mandrino di supporto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una flangia di posizionamento e espulsione (57) assialmente scorrevole rispetto all?albero centrale (5) e guidata tramite una pluralit? di scanalature di guida (58) parallele all?asse di rotazione (6), formate in una superficie esterna della gabbia di supporto (14).

17. Mandrino di supporto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la gabbia di supporto (14, 14?) forma una o pi? sporgenze radiali di attrito (60) idonee ad impegnare l?anima (2) costantemente a contatto diretto e con un attrito tale da assicurare una trasmissione minima di coppia dall?anima (2) alla gabbia di supporto (14, 14?) anche quando i corpi di bloccaggio (12) non sono (ancora o pi?) attivati.