IT202100019928A1 - Dispositivo di supporto a torsione per avvolgimento/svolgimento di bobine. - Google Patents

Description

?DISPOSITIVO DI SUPPORTO A TORSIONE PER AVVOLGIMENTO/SVOLGIMENTO DI BOBINE?.

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha per oggetto un dispositivo di supporto per avvolgimento/svolgimento di bobine.

Sono note bobine di materiale flessibile in nastro o in filo avvolto su se stesso attorno ad un'anima tubolare di supporto, ad esempio del tipo di carta, film in materiale plastico o fili di vario genere.

Sono, altres?, note macchine industriali in cui tali bobine vengono formate avvolgendo il materiale sull'anima di supporto ovvero vengono utilizzate svolgendo via, via il materiale avvolto attorno all'anima.

Tali macchine industriali sono provviste, essenzialmente, di un telaio dotato di una coppia di bracci, di cui almeno uno mobile in avvicinamento/allontanamento dall'altro, portanti rispettivi dispositivi di supporto, cosiddetti ?testate? o ?mandrini?, inseribili nelle estremit? contrapposte dell'anima della bobina per supportarla in rotazione nel senso di avvolgimento o di svolgimento del materiale e trasmettere ad essa un momento rotatorio o frenante mediante mezzi di controllo della velocit? di rotazione dell'anima e della tensione di avvolgimento/svolgimento del materiale su/da l'anima stessa.

In particolare sono noti dispositivi di supporto a torsione che possono assumere alternativamente, su un piano ortogonale all'asse di rotazione dell'anima della bobina, una configurazione espansa per impegnarsi con l'anima della bobina e controllarne la rotazione ed una configurazione retratta di inserimento/estrazione dall'anima stessa in senso assiale.

Tali dispositivi di supporto a torsione sono costituiti essenzialmente da un perno sviluppantesi lungo l'asse di rotazione della bobina attorno al quale ? associata girevole attorno all'asse di rotazione stesso una gabbia portante tre settori mobili in senso radiale tra un posizione prossimale ed una posizione distale rispetto all'asse di rotazione corrispondenti, rispettivamente, alla configurazione retratta e alla configurazione espansa.

Tra il perno e la gabbia coi relativi settori mobili sono previsti mezzi a camma per la movimentazione dei settori stessi tra le posizioni prossimale e distale a seguito di una corsa angolare di azionamento del perno rispetto alla gabbia stessa per l'impegno/disimpegno del gruppo di supporto con/da l'anima della bobina.

Sono note varie configurazioni dei suddetti mezzi a camma che si differenziano essenzialmente per la conformazione della sezione trasversale del perno definente un profilo di camma cooperante con ciascun settore ad ottenere una differente corsa angolare di azionamento.

Tale corsa angolare deve essere ridotta al minimo per evitare fenomeni di slittamento tra perno e anima di supporto, con conseguente avvolgimento/svolgimento non preciso del materiale su/da l'anima stessa.

Ad esempio una prima tipologia di soluzione nota presenta un perno avente una sezione trasversale definita da tre profili di camma ad arco di circonferenza disposti tra loro consecutivi a definire tre vertici nelle zone di intersezione. Ciascun settore presenta una superficie piana in contatto di strisciamento con il rispettivo profilo di camma ad arco. Per l'azionamento della movimentazione tra le posizioni distale e prossimale il perno contatta ciascun settore in corrispondenza di un rispettivo profilo di camma ad arco in prossimit? di un rispettivo vertice.

In alternativa ? nota una seconda tipologia in cui il perno ? dotato di tre profili di camma costituiti da rispettive scanalature a sviluppo assiale accoppiate a elementi-punteria associati a relativi settori da movimentare.

Queste soluzioni di tipo noto non sono scevre di inconvenienti tra i quali va annoverato il fatto che sono caratterizzati comunque una corsa angolare di impegno/disimpegno non ottimale, oltre ad essere soggetti fenomeni di usura non trascurabili a causa dello strisciamento tra i componenti in moto relativo che ne penalizzano l'affidabilit? e la durata nel tempo.

Sono altres? note alternative soluzioni che prevedono differenti profili di camma cooperati con rispettivi settori mobili tramite uno o due elementi punteria.

Tali soluzioni risultano peraltro piuttosto costose e complesse da realizzare sia per la lavorazione dei relativi perni, sia per il maggior numuero di componenti da assemblare.

Compito precipuo del presente trovato ? quello di eliminare gli inconvenienti sopra lamentati della tecnica nota escogitando un dispositivo di supporto per avvolgimento/svolgimento di bobine che consenta di ridurre l'entit? la corsa angolare di impegno/disimpegno del dispositivo di supporto stesso con/da l'anima della bobina in lavorazione, al fine di ottenere un miglioramento prestazionale della macchina in cui ? montato il gruppo di supporto stesso.

Nell?ambito di tale compito tecnico, altro scopo del presente trovato ? quello di ridurre l'attrito e i conseguenti fenomeni di usura tra i componenti in moto relativo, migliorando l'affidabilit? e la durata del gruppo di supporto secondo il trovato. Altro scopo del presente trovato ? quello di consentire lo svolgimento di tutto il materiale costituente la bobina, in modo da evitare sprechi con conseguente aumento dei costi di produzione. Non ultimo scopo del presente trovato ? quello di presentare una struttura semplice, di relativamente facile attuazione pratica, di sicuro impiego ed efficace funzionamento, nonch? di costo relativamente contenuto.

Questo compito e questi scopi vengono tutti raggiunti dal presente dispositivo di supporto per avvolgimento/svolgimento di bobine secondo quanto indicato nella rivendicazione 1 che segue e opzionalmente dotato di una o pi? delle caratteristiche recitate nelle rivendicazioni dipendenti.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di dettaglio di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un dispositivo di supporto per avvolgimento/svolgimento di bobine, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui:

la figura 1 ? una vista assonometrica di un dispositivo di supporto per avvolgimento/svolgimento di bobine, secondo il trovato;

la figura 2 ? una vista in sezione secondo un piano passante per l'asse principale del dispositivo secondo il trovato;

la figura 3 ? una vista assonometrica in esploso del dispositivo secondo il trovato;

la figura 4 ? una vista in alzato frontale del dispositivo secondo il trovato;

la figura 5 ? una vista in alzato laterale del dispositivo secondo il trovato;

le figure 6 e 7 sono viste in sezione secondo un piano trasversale all'asse principale del dispositivo secondo il trovato, rispettivamente, nella configurazione di disimpegno e di impegno; le figure 8 e 9 sono viste corrispondenti, rispettivamente, alle figure 6 e 7 in cui ? rappresentata anche l'anima di supporto di una bobina in lavorazione;

le figure 10-12 rappresentano schematicamente una macchina dotata di un coppia di dispositivi di supporto secondo il trovato in successive fasi di montaggio di una bobina in lavorazione.

Con particolare riferimento a tali figure, si ? indicato globalmente con 1 un dispositivo di supporto per avvolgimento/svolgimento di bobine. Il dispositivo 1 viene utilizzato per avvolgere o svolgere un materiale flessibile M in nastro o in filo su/da un'anima di supporto S sostanzialmente cilindrica. L'anima di supporto S ? preferibilmente tubolare, almeno in corrispondenza delle estremit? contrapposte per consentire l'accoppiamento con il dispositivo 1.

Nella presente descrizione con il termine ?sostanzialmente? si intende a meno delle usuali tolleranze di lavorazione e di assemblaggio delle parti componenti.

Il dispositivo 1 comprende un perno 2 sviluppantesi lungo un asse principale A, almeno due settori 3 di impegno/disimpegno disposti attorno al perno 2 e mobili in senso radiale rispetto all'asse principale A tra una posizione prossimale di disimpegno (figure 6 e 8) e una posizione distale di impegno (figure 7 e 9) con l'anima di supporto S della bobina B in lavorazione, una gabbia 4 di supporto degli almeno due settori 3 che ? associata esternamente al perno 2 in modo ruotabile attorno all'asse principale A ed ? dotata di almeno due sedi 5 passanti, in ciascuna sede 5 essendo alloggiato mobile tra le posizioni prossimale e distale un corrispondente settore 3, e mezzi a camma 6 interposti tra il perno 2 e ciascuno degli almeno due settori 3 per ottenerne la movimentazione tra le posizioni prossimale e distale a seguito di una rotazione relativa tra il perno 2 e la gabbia 4. I settori 3 sono preferibilmente distribuiti in modo uniforme attorno all'asse principale A.

Quando i settori 3 sono in posizione prossimale il dispositivo 1 assume una configurazione di disimpegno per cui pu? essere inserito/disinserito in un'estremit? tubolare dell'anima di supporto S della bobina B in lavorazione.

Quando i settori 3 sono in posizione distale il dispositivo 1 assume una configurazione di impegno per cui i settori stessi interferiscono con l'anima di supporto S della bobina B in lavorazione deformandola, in modo da rendere il dispositivo 1 solidale alla bobina stessa in rotazione attorno all'asse principale A.

I suddetti mezzi a camma 6 comprendono, per ciascun settore 3, un profilo di camma 7 sostanzialmente piano associato al perno 2 e un singolo elemento punteria 8 interposto tra il settore stesso e il corrispondente profilo di camma 7 in modo ruotabile rispetto ad essi.

Ciascun profilo di camma 7 ? preferibilmente definito integrale al perno 2.

Il perno 2 presenta una prima estremit?, che nell'uso rimane posizionata esternamente alla bobina B, associata ad una flangia di collegamento 9, ad esempio mediante organi filettati non rappresentati, alla macchina in cui viene incorporato il dispositivo 1 e una seconda estremit?, che nell'uso viene inserita lungo l'anima di supporto S della bobina B, associata ad un puntale 10 tronco-conico mediante una vite di collegamento 11 passante attraverso il puntale stesso e impegnata nella perno 2 e una coppia di spine 12 interposte.

Preferibilmente il perno 2 e la flangia di collegamento 9 sono definiti integrali in un corpo unico, ma non si esclude che possano essere realizzati separatamente.

La gabbia 4 ? costituita da un manicotto sviluppantesi attorno al perno 2 lungo l'asse principale A, il cui mantello cilindrico ? provvisto di asole definenti le sedi 5.

Tra la gabbia 4 e il perno 2 sono interposti cuscinetti volventi 13 a consentire una rotazione relativa tra i due attorno all'asse principale A nella fase di impegno/disimpegno.

Nella parte terminale della gabbia 4 in corrispondenza della prima estremit? del perno 2 ? previsto almeno un dente 14 sporgente radialmente e atto a riscontrarsi in senso assiale contro lo spessore dell'anima di supporto S della bobina B in lavorazione, in modo da trattenerla consentendo comunque l'avvolgimento/svolgimento corretto degli strati di materiale M pi? prossimi all'anima stessa.

Inoltre pu? essere prevista una flangia mobile 15 disposta esternamente alla gabbia 4 e associata in scorrimento assiale su di essa. La flangia mobile 15 costituisce un ulteriore riferimento per il posizionamento della bobina B in lavorazione e favorisce il disimpegno dell'anima di supporto S dal dispositivo 1.

In questo caso sul mantello esterno della gabbia 4, tra le sedi 5, sono presenti scanalature 16 longitudinali per la guida in scorrimento della flangia mobile 15, che ? provvista nell'anello interno di risalti 17 impegnati in scorrimento lungo le scanalature stesse.

Nella forma di attuazione rappresentata i risalti 17 sono costituiti da elementi separati dalla flangia mobile 15 e ad essa collegati mediante viti 21. Non si esclude che i risalti 17 possano essere ricavati integrali alla flangia mobile 15. Tra ciascun profilo di camma 7 e il corrispondente settore 3 ? interposto un singolo elemento punteria 8 ruotabile al fine di evitare che si verifichino strisciamenti tra le parti in movimento con conseguenti fenomeni di attrito. Preferibilmente ciascun settore 3 comprende una cava 18 longitudinale affacciata verso il perno 2, in cui ? alloggiato parzialmente sporgente verso il perno stesso il corrispondente elemento punteria 8. Tale cava 18 ? definita in corrispondenza della mezzeria del settore 3 su un piano trasversale all'asse principale A.

Preferibilmente, ciascun elemento punteria 8 comprende un rispettivo rullo 19 antifrizione interposto a contatto con il corrispondente settore 3 e il relativo profilo di camma 7. In alternativa potrebbe essere previsto un cuscinetto volvente o simile.

Ciascun elemento punteria 8 assialmente ? vincolato su un lato da una parete di fondo 18a della relativa cava 18 e dal lato opposto da un grano 20 impegnato nella corrispondente settore 3. Nella preferita forma di attuazione il dispositivo 1 ? provvisto di tre settori 3 distribuiti attorno al perno 2, distanziati a due, a due di 120?. Ciascun settore 3 presenta la superficie rivolta da parte opposta del perno 2 di forma sostanzialmente cilindrica convessa 3a e quella affacciata verso il perno stesso comprendente una porzione centrale sostanzialmente piana 3b raccordata a due bordi laterali 3c contrapposti, che sporgono verso l'asse principale A.

Le facce perimetrali 3d di ciascun settore sono sostanzialmente piane e a due a due parallele.

Ciascun settore 3 ? alloggiato mobile in una corrispondente sede 5 le cui pareti perimetrali combaciano e sono accoppiate in scorrimento con rispettive facce perimetrali 3d del settore stesso.

La gabbia 4 ?, quindi, provvista di tre sedi 5 distribuite attorno all'asse principale A in corrispondenza dei settori 3.

Con questa configurazione ? possibile completare lo spostamento dei settori 3 tra le posizioni prossimale e distale con una corsa angolare di azionamento tra il perno 2 e la gabbia 4 dell'ordine di 30?, mentre le soluzioni note necessitano di una corsa angolare di almeno 35? circa.

In caso sia prevista la flangia mobile 15, la gabbia 4 ? dotata di tre scanalature 16 in cui sono impegnati rispettivi risalti 17.

Per ciascun settore 3 ? previsto un elemento punteria 8 dotato di un rispettivo rullo 19 e alloggiato in una corrispondente cava 18.

Nell'uso il dispositivo 1 ? destinato ad essere incorporato in una macchina 100 per l'avvolgimento/svolgimento del materiale M su/da l'anima di supporto S della bobina B. La macchina 100 pu? quindi essere una macchina per la formatura della bobina B ovvero una macchina che impiega la bobina B per alimentare il materiale M ad un gruppo di lavoro dedicato.

Tale macchina 1 comprende essenzialmente un telaio 101 dotato di due bracci 102 di cui almeno uno mobile in avvicinamento/allontanamento dall'altro. Ciascun braccio 102 ? associato ad un rispettivo dispositivo 1 avente il relativo perno 2 associato a mezzi di controllo della velocit? di rotazione, non dettagliati in quanto di tipo convenzionale. I due dispositivi 1 sono disposti con i rispettivi assi principali A sostanzialmente allineati a definire un unico asse di rotazione R della bobina B in lavorazione e sono associate alle estremit? contrapposte della relativa anima di supporto S. Preferibilmente entrambi i bracci 102 sono reciprocamente mobili in avvicinamento/allontanamento uno dall'altro.

L'asse di rotazione R ? generalmente orizzontale. Nelle figure 10-12 sono rappresentate successive fasi del processo di inserimento di una bobina B gi? formata sulla macchina 100 tra i dispositivi 1. Nelle figure 10 e 11, i bracci 102 della macchina 100 sono allontanati per consentire il posizionamento della bobina B tra di essi. In figura 12 i bracci 102 vengono avvicinati con i dispositivi 1 aventi i relativi settori 3 nella posizione prossimale per essere inseriti lungo le estremit? contrapposte dell'anima di supporto S della bobina B.

Nella fase iniziale di avvolgimento/svolgimento della bobina B, la rotazione relativa tra perno 2 e gabbia 4, tramite i mezzi a camma 6, aziona lo spostamento dei settori 3 dalla posizione prossimale alla posizione distale dopo un angolo di rotazione relativa pari alla corsa angolare di azionamento. In seguito i dispositivi 1 e la bobina B rimangono solidali in rotazione attorno all'asse di rotazione R.

Quando il materiale M ? completamente svolto dall'anima di supporto S ? sufficiente riportare i settori 3 nella posizione prossimale per poter allontanare i bracci 102 della macchina 100 coi relativi dispositivi 1 e rimuovere l'anima di supporto S, per poi inserire una nuova bobina B.

In caso la macchina 100 sia utilizzata per avvolgere il materiale M sull'anima di supporto S ad ottenere una bobina B, inizialmente si dispone tra due dispositivi 1 l'anima di supporto S in modo similare a quanto sopra descritto e, al termine del processo di avvolgimento, si scarica la bobina B ottenuta.

Si ? in pratica constatato come il trovato descritto raggiunga gli scopi proposti ed in particolare si sottolinea il fatto che il dispositivo di supporto secondo il trovato consente di minimizzare la corsa angolare di impegno/disimpegno con/da la bobina in lavorazione. Inoltre il dispositivo secondo il trovato consente di avvolgere/svolgere il materiale su/da la bobina in modo corretto, evitandone lo spreco.

Non ultimo, il dispositivo di supporto secondo il trovato presenta una struttura semplice, che non comporta complicazioni nella lavorazione o nell'assemblaggio delle parti componenti.

Il trovato cos? concepito ? suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell?ambito del concetto inventivo.

Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali impiegati, nonch? le forme e le dimensioni contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze senza per questo uscire dall?ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.

Claims (7)

RIVENDICAZIONI

1) Dispositivo (1) di supporto per avvolgimento/svolgimento di bobine (B) di materiale (M) flessibile avvolto su un'anima di supporto (S), comprendente un perno (2) sviluppantesi lungo un asse principale (A), almeno due settori (3) di impegno/disimpegno disposti attorno a detto perno (2) e mobili in senso radiale rispetto all'asse principale (A) tra una posizione prossimale di disimpegno e una posizione distale di impegno con l'anima di supporto (S) della bobina (B) in lavorazione, una gabbia (4) di supporto di detti almeno due settori (3) che ? associata esternamente a detto perno (2) in modo ruotabile attorno all'asse principale (A) ed ? dotata di almeno due sedi (5) passanti, in ciascuna sede (5) essendo alloggiato mobile tra le posizioni prossimale e distale un corrispondente settore (3), e mezzi a camma (6) interposti tra detto perno (2) e ciascuno di detti almeno due settori (3) per la movimentazione tra le posizioni prossimale e distale a seguito di una rotazione relativa tra detto perno (2) e detta gabbia (4), caratterizzato dal fatto che detti mezzi a camma (6) comprendono, per ciascuno di detti almeno due settori (3), un profilo di camma (7) sostanzialmente piano associato a detto perno (2) e un singolo elemento punteria (8) interposto tra il settore stesso e il corrispondente profilo di camma (7) in modo ruotabile rispetto ad essi.

2) Dispositivo (1), secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti settori (3) comprende una cava (18) longitudinale affacciata verso detto perno (2) in cui ? alloggiato il corrispondente elemento punteria (8), la cava (18) essendo definita in corrispondenza della mezzeria del settore stesso su un piano trasversale all'asse principale (A).

3) Dispositivo (1), secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi a camma (6) comprendono per ciascuno di detti elementi punteria (8) un rispettivo rullo (19) antifrizione o cuscinetto volvente interposto a contatto con il corrispondente settore (3) e il relativo profilo di camma (7).

4) Dispositivo (1), secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che comprende tre di detti settori (3) distribuiti attorno a detto perno (2) e che detta gabbia (4) ? dotata di tre corrispondenti sedi (5), i mezzi a camma (6) comprendendo tre di detti profili di camma (7) sostanzialmente piani a due a due raccordati da superfici convesse.

5) Dispositivo (1), secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta gabbia (4) comprende almeno un dente (14) sporgente radialmente e atto a riscontrarsi contro lo spessore dell'anima di supporto (S) della bobina (B) in lavorazione.

6) Dispositivo (1), secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che comprende una flangia mobile (15) associata scorrevole in senso assiale a detta gabbia (4).

7) Macchina (100) per l'avvolgimento/svolgimento di bobine (B) comprendenti materiale (M) flessibile avvolto su un'anima di supporto (S) comprendente un telaio (101) dotato di due bracci (102) di cui almeno uno mobile in avvicinamento/allontanamento dall'altro, caratterizzata dal fatto che ciascun di detti bracci (102) ? associato ad un rispettivo dispositivo (1) di supporto secondo una o pi? delle rivendicazioni 1-6 avente il relativo perno (2) associato a mezzi di controllo della velocit? di rotazione, i due dispositivi (1) essendo disposti con i rispettivi assi principali (A) sostanzialmente allineati a definire un unico asse di rotazione (R) della bobina (B) in lavorazione ed essendo associabili alle estremit? contrapposte di detta anima di supporto (S).