ITFI20010120A1

ITFI20010120A1 - Dispositivo per il controllo dello scarico dei rotoli da un ribobinatrice e ribobinatrice comnprendente detto dispositivo

Info

Publication number: ITFI20010120A1
Application number: IT2001FI000120A
Authority: IT
Inventors: Giulio Betti; Angelo Benvenuti; Roberto Morelli
Original assignee: Perini Fabio Spa
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2002-12-29
Also published as: EP1399377B1; JP2004530610A; EP1399377A1; WO2003002439A1; KR20040015295A; PL369629A1; BR0210704B1; CN1531505A; WO2003002439A8; RU2004102502A; US7198221B2; ES2283577T3; US20040178295A1; BR0210704A; ATE360591T1; DE60219785D1; CA2450989A1; DE60219785T2

Description

Dispositivo per il controllo dello scarico dei rotoli da una ribobinatrice e ribobinatrice comprendente detto dispositivo

Descrizione

Campo Tecnico

La presente invenzione riguarda un dispositivo per controllare lo scarico dei rotoli di materiale nastriforme prodotti da una ribobinatrice e scaricati da essa lungo un piano od una superficie di rotolamento.

L'invenzione riguarda anche una ribobinatrice per la produzione di rotoli di materiale nastriforme, ad esempio ed in particolare (ma non esclusivamente) rotoli di materiale cartaceo, come carta igienica, carta tissue o simili, comprendente un dispositivo di controllo dello scarico dei rotoli.

Stato della Tecnica

Nell'industria della trasformazione della carta vengono utilizzate macchine cosiddette ribobinatrici o bobinatrici che, partendo da bobine di materiale nastriforme di largo diametro, producono rotoli di materiale nastriforme avvolto destinati ad essere successivamente tagliati per formare rotolini di prodotto finito avviati al confezionamento, come ad esempio rotolini di carta igienica, carta asciugatutto od altro.

Le ribobinatrici di tipo cosiddetto periferico avvolgono il materiale nastriforme per formare i rotoli in una culla di avvolgimento, definita normalmente da una terna di cilindri avvolgitori tra i quali il rotolo in formazione viene trattenuto e mantenuto in rotazione per effetto della rotazione dei cilindri avvolgitori. Un esempio di ribobinatrice periferica di questo tipo è descritta in WO-A-9421545.

Una volta completato l'avvolgimento del rotolo, cioè raggiunta la quantità richiesta di materiale avvolto, il rotolo viene scaricato dalla culla di avvolgimento in vario modo. Le modalità di scarico del rotolo dalla culla di avvolgimento non sono rilevanti ai fini della presente descrizione. Ciò che è rilevante è viceversa il fatto che i rotoli scaricati devono essere frenati e controllati perché possano raggiungere le macchine a valle della ribobinatrice con una velocità ed una cadenza opportune. Infatti, li rotoli vengono scaricati dalla culla di avvolgimento della ribobinatrice ad una velocità proporzionale alla velocità di avvolgimento, cioè alla velocità con cui il materiale nastriforme viene erogato alla ribobinatrice. Questa velocità è superiore a quella con cui i rotoli devono essere alimentati alle stazioni a valle. I rotoli in uscita dalla culla di avvolgimento della ribobinatrice devono quindi essere frenati e portati ad una velocità opportuna con cui vengono alimentati alle stazioni successive.

A tale scopo all'uscita della ribobinatrice viene prevista una superficie di rotolamento su cui i rotoli vengono scaricati e lungo la quale è disposto un dispositivo di controllo dello scarico dei rotoli. Attualmente, questi dispositivi presentano un organo di forma concava, montato in modo oscillante attorno ad un asse ortogonale alla direzione di scarico dei rotoli e parallelo alla superficie di scarico. L'organo mobile viene tenuto in una posizione di accoglimento del singolo rotolo scaricato dalla ribobinatrice. Una volta che tale rotolo viene a trovarsi a battuta contro l'organo mobile questo viene fatto oscillare da un apposito attuatore per consentire al rotolo di proseguire il suo movimento verso le stazioni a valle. Una volta che il rotolo ha abbandonato la zona in cui era stato fermato dall'organo mobile, quest'ultimo torna con un movimento inverso nella propria posizione di attesa del rotolo successivo. Il movimento alternativo viene fornito da un attuatore cilindro-pistone di tipo idraulico o preferibilmente pneumatico.

Quando la compattezza del rotolo rende quest'ultimoparticolarmente rigido e/o la velocità con cui esso viene espulso dalla ribobinatrice è particolarmente elevata, vi è il rischio che il rotolo urtando contro l'organo mobile rimbalzi all'indietro, con conseguenti inconvenienti per un regolare funzionamento dell'intera linea di trasformazione.

Per evitare il rimbalzo del rotolo vengono a volte impiegati rivestimenti in materiale cedevole applicati all'organo mobile. Questi, tuttavia, aumentano l'attrito del rotolo sulla superficie di urto, il che comporta un maggiore rischio di danneggiamento del rotolo. E' infatti opportuno ridurre al minimo l'attrito tra rotolo ed organo mobile per evitare il danneggiamento del materiale nastriforme avvolto sul rotolo, in particolare in corrispondenza delle linee di perforazione presenti sul materiale nastriforme stesso.

Inoltre, la necessità di riportare ogni volta l'organo mobile nella posizione di attesa del rotolo successivo con una inversione del movimento comporta l'impossibilità di portare la cadenza di produzione oltre certi limiti. Non solo la necessità di riportare l'organo mobile in posizione, ma anche il tipo di attuatore con i suoi tempi di reazione relativamente elevati, allungano il tempo complessivamente necessario al riposizionamento dell'organo mobile prima che esso possa ricevere il rotolo successivo. Scopi e sommario dell'invenzione

Scopo della presente invenzione è la realizzazione di un dispositivo del tipo suddetto, che superi gli inconvenienti della tecnica nota.

In particolare, scopo della presente invenzione è la realizzazione di un dispositivo che consenta di raggiungere elevate cadenze di produzione.

Questi ed ulteriori scopi e vantaggi, che appariranno chiari agli esperti del ramo dalla lettura del testo che segue, sono ottenuti in sostanza con un dispositivo per il controllo dello scarico dei rotoli da una ribobinatrice, comprendente: una superficie di rotolamento (leggermente inclinata verso il basso) dei rotoli in uscita da detta ribobinatrice; un organo mobile attorno ad un asse parallelo a detta superficie di rotolamento ed ortogonale alla direzione di scarico dei rotoli da detta ribobinatrice; un attuatore per comandare il movimento di detto organo mobile. Caratteristicamente, secondo l'invenzione durante il funzionamento l'organo mobile ruota attorno al proprio asse sempre nello stesso verso, e presenta almeno due superfici di trattenimento dei rotoli, definenti con la superficie di rotolamento una zona di contenimento dei rotoli. In questo modo, non dovendo invertire il movimento dell'organo mobile, la cadenza con cui i rotoli possono arrivare all'organo stesso può essere notevolmente incrementata. Si eliminano anche i problemi derivanti dal rimbalzo del rotolo sull'organo mobile, grazie alla presenza della doppia superficie che definisce un volume di ritegno o contenimento del rotolo.

Il movimento dell'organo mobile può essere un movimento discontinuo cioè intermittente, oppure continuo a velocità normalmente modulata in funzione della frequenza di arrivo dei rotoli o log dalla ribobinatrice e/o delle esigenze di frenatura dipendenti dalle caratteristiche del rotolo. Il movimento di rotazione (continuo od intermittente) sempre nello stesso verso anziché un movimento oscillatorio rende il funzionamento del dispositivo atto a cadenze di produzione molto elevate. Inoltre, la presenza di due superfici di contenimento dei rotoli evita il ritorno indietro dei rotoli per effetto del rimbalzo sulla superficie di contenimento a valle. In pratica la coppia di superfici di contenimento definiscono una sorta di V che, quando si trova rivolta verso il basso, cioè verso la superficie di rotolamento dei rotoli, forma con quest'ultima un volume in cui il rotolo giunto dalla ribobinatrice a monte viene trattenuto e non può rimbalzare all'indietro. Esso dissipa per urti successivi e per strisciamento sulle superfici la sua energia cinetica fino ad assumere una condizione sostanzialmente di quiete. Raggiunta tale condizione il rotolo può proseguire la corsa verso la stazione a valle, ad esempio un incollatore, tramite continuazione della rotazione dell'organo mobile e per rotolamento spontaneo sulla superficie inclinata di rotolamento.

Secondo una pratica e particolarmente vantaggiosa forma di attuazione dell'invenzione, il dispositivo è associato a mezzi per il rilevamento dell'arrivo di un rotolo sulla superficie di rotolamento. Inoltre l'attuatore che comanda il movimento dell'organo mobile è controllato in modo tale per cui l'organo mobile si trova in movimento a velocità controllata attorno all'asse di rotazione quando detto rotolo entra in contatto con l'organo mobile. In questo modo la violenza dell'urto del rotolo contro l'organo mobile è ridotta e parimenti ridotto sarà l'eventuale rimbalzo del rotolo contro la superficie dell'organo mobile.

Per sincronizzare opportunamente il movimento dell'organo mobile con l'arrivo dei singoli rotoli è possibile prevedere un rilevatore lungo la superficie di rotolamento dei rotoli. Tale rilevatore, ad esempio una cellula fotoelettrica, rileva il passaggio del rotolo ed avvia, tramite una unità di controllo programmabile, il movimento dell'organo mobile in anticipo rispetto all'arrivo del rotolo contro di esso. L'organo mobile sarà opportunamente e vantaggiosamente corredato di un sensore di posizione interfacciato alla stessa unità di controllo.

In alternativa si può prevedere che il segnale relativo all'arrivo del rotolo venga fornito direttamente dalla ribobinatrice, cioè dall'unità di controllo di quest 'ultima. In base alla velocità di produzione della ribobinatrice, cioè alla cadenza di produzione e di conseguente espulsione dei rotoli può anche essere determinata la modulazione della velocità di rotazione dell'organo mobile che, come accennato in precedenza, può essere una rotazione continua a velocità costante o più frequentemente variabile nel tempo, oppure una rotazione intermittente.

In pratica, l'organo mobile può essere controllato in modo tale per cui quando il rotolo in arrivo entra in contatto con una prima di dette almeno due superfici, l'altra di dette superfici si trova in posizione tale da ostacolare il movimento all'indietro del rotolo provocato dal rimbalzo di esso sulla prima superficie. In questo modo il movimento all'indietro provocato dal rimbalzo del rotolo viene immediatamente bloccato. Questa condizione si ottiene scegliendo una particolare angolazione delle due superfici. Queste possono essere superfici piane, ma ciò non è indispensabile. Si può trattare anche di superfici curve concave o convesse. Qualunque sia la forma delle superfici, si può comunque individuare per ciascuna di esse un piano, ad esempio un piano di tangenza nel punto medio di un superficie convessa. Le due superfici definiscono quindi sempre due piani convergenti e formanti un angolo ottuso entro cui si sviluppa la zona di contenimento dei rotoli. Questo angolo può essere compreso tra 100 e 150° e preferibilmente tra 110 e 140°, ad esempio dell'ordine di 130° .

In linea di principio l’organo mobile può presentare una sola coppia di superfici di trattenimento dei rotoli. Preferibilmente, tuttavia, esso presenterà più coppie di superfici, e preferibilmente tre coppie di superfici di trattenimento dei rotoli, in modo tale che tra un rotolo ed il successivo non sia necessario far compiere all'organo mobile una rotazione completa. Ciò incrementa ulteriormente la velocità a cui tale dispositivo può operare.

Ulteriori vantaggiose caratteristiche del dispositivo secondo l'invenzione sono indicate nelle allegate rivendicazioni.

Breve Descrizione dei Disegni

Il trovato verrà meglio compreso seguendo la descrizione e l'unito disegno, il quale mostra una pratica forma di attuazione non limitativa dell'invenzione. Più in particolare, nel disegno: la

Fig.l mostra una vista laterale schematica di una ribobinatrice, limitatamente agli organi avvolgitori e di scarico dei rotoli; la

Fig.2 mostra una vista laterale ingrandita del dispositivo di controllo dello scarico dei rotoli; e la Fig.3 mostra una sezione secondo III-III di Fig.2.

Descrizione Dettagliata della Forma di Attuazione Preferita dell 'Invenzione

In Fig.l è schematicamente mostrata una ribobinatrice, limitatamente agli elementi necessari alla comprensione della presente invenzione. La ribobinatrice comprende una terna di cilindri 1, 3, 5 entro cui si formano in sequenza i rotoli R di materiale nastriforme N. Questo, ad esempio carta, viene alimentato attorno al cilindro avvolgitore 1. Con 7 è indicato un convogliatore delle anime tubolari di cartone od altro attorno a cui si formano i rotoli R e con 9 è indicato un dispositivo di taglio o strappo del materiale nastriforme N al termine dell'avvolgimento. La struttura della ribobinatrice qui sommariamente illustrata è solo un esempio di ribobinatrice periferica. Si deve intendere che la presente invenzione può essere abbinata a qualunque ribobinatrice, in specie di tipo periferico a cilindri avvolgitori, ma anche di altro tipo.

Ciascun rotolo R completato viene espulso dalla culla di avvolgimento definita dai tre rulli 1, 3, 5 tramite una modifica delle velocità periferiche dei rulli 3 e/o 5. Il rotolo espulso giunge sulla superficie dì rotolamento 11 lungo la quale, in posizione opportuna, è disposto un dispositivo di controllo dello scarico dei rotoli, genericamente indicato con 13 e formante specificamente oggetto della presente invenzione.

Come visibile in maggiore dettaglio nelle Figg. 2 e 3, il dispositivo 13 comprende un organo mobile 17 ruotante attorno ad un asse A-A parallelo alla superficie di rotolamento 11 ed ortogonale alla direzione di rotolamento dei rotoli R, indicata con F. Nell'esempio costruttivo illustrato l'organo mobile 17 è costituito da un elemento tubolare 19 supportato da due perni 21, 23 ciascuno fissato ad una rispettiva piastra 22, 24, a sua volta bloccata su una corrispondente fiancata 25, 27 (vedasi in particolare Fig.3). Ciascuna piastra 22, 24 è bloccata alla corrispondente fiancata 25, 27 tramite una coppia di viti 28 che si inseriscono in asole 30 (vedasi Fig.2) delle piastre 22, 24. Ciò consente una registrazione in altezza dell'asse A-A. Tale registrazione si ottiene manualmente per mezzo di barre filettate 32 impegnantisi in fori filettati dei perni 21, 23, ortogonali agli assi dei perni stessi.

All'elemento tubolare 19 sono fissati profilati 29 definenti tre coppie di superfici sostanzialmente piane 31A, 31B; 33A, 33B e 35A, 35B. Le due superfici di ciascuna coppia sono raccordate in prossimità dell'asse A-A dove esse convergono, per formare una sorta di V molto aperta. L'angolo formato dalle coppie di superfici piane è circa 130° nell'esempio illustrato. La registrazione della posizione dell'organo mobile consente di disporre quest'ultimo nella posizione più opportuna in funzione delle caratteristiche del rotolo, ad esempio la sua densità, il diametro ed altri parametri fisici.

All'elemento tubolare 19 è fissata una ruota per catena 37 attorno a cui è rinviata una catena 39 di una trasmissione che riceve il moto da una ulteriore ruota per catena 41, calettata sull'albero di uscita di un motoriduttore 43. Quest'ultimo è supportato dalla fiancata 25 e fornisce il moto di rotazione all'organo mobile 17. La catena 39 è rinviata anche attorno ad altre due ruote folli, schematicamente illustrate in Fig.2 ed ivi contrassegnate con 45, 47, una delle quali è registrabile per tensionare la catena stessa. In alternativa la rotazione può essere impartita da un motore direttamente in asse con l'elemento tubolare 19.

Nell'esempio illustrato, lungo la superficie di rotolamento 11 è previsto un rilevatore ottico 51 ad esempio costituito da una coppia emettitore-ricevitore ottico, che serve a rilevare il passaggio dei singoli rotoli R lungo la superficie di rotolamento. Il rilevatore ottico 51 è interfacciato ad una unità di controllo 53 a cui sono collegati anche il motoriduttore 43 ed un sensore di posizione 55 associato all'organo mobile 17. Il sensore di posizione 55 può essere di qualunque tipo idoneo allo scopo. Ad esempio, può essere utilizzato un microinterruttore magnetico come schematicamente illustrato nei disegni, oppure una fotocellula, od anche un encoder, quest'ultimo in particolare quando sia richiesta una elevata precisione.

Il funzionamento del dispositivo sin qui descritto è il seguente.

Supponendo l'organo mobile temporaneamente fisso nella posizione angolare di Fig.2, quando il rilevatore 51 rileva il passaggio di un rotolo R, il segnale che esso emette avvia, tramite l'unità di controllo 53 e l'attuatore 43, il movimento di rotazione dell'organo mobile 17 attorno all'asse A-A. In questo modo, quando il rotolo R giunge ad urtare la superficie di trattenimento, ad esempio in questo caso la superficie 31A, l'urto avviene tra due parti in movimento nello stesso verso, così da ridurre l'entità dell'urto. Inoltre, appena il rotolo è transitato sotto la seconda superficie 31B della coppia di superfici 31A, 31B, tale seconda superficie continua ad abbassarsi fino a portare il proprio spigolo distale (cioè radialmente più distante dall'asse A-A) ad una quota tale da costituire ostacolo al ritorno indietro per effetto del rimbalzo del rotolo R. Si forma così un volume di contenimento del rotolo tra le due superfici 31A, 31B e la superficie di rotolamento 11. In tale volume di contenimento il rotolo può eventualmente continuare a muoversi con urti successivi fino a perdere del tutto od in parte la propria energia cinetica. Il movimento di rotazione dell'organo mobile può a questo punto arrestarsi o continuare alla stessa velocità angolare od a una velocità diversa, in base alle condizioni di funzionamento richieste, ad esempio anche in base ad informazioni provenienti dalla ribobinatrice a monte o dalla sezione a valle, ad esempio un incollatore.

Al momento opportuno la posizione angolare dell'organo mobile sarà tale da portare lo spigolo distale della superficie 31A ad una quota sufficiente da liberare il rotolo che potrà proseguire il suo movimento verso la stazione a valle. Il movimento di rotazione dell'organo mobile continuerà fino a portare l'organo stesso nella posizione necessaria a ricevere il prossimo rotolo. Il movimento potrà arrestarsi temporaneamente oppure avvenire a velocità modulata a seconda delle condizioni operative. In ogni caso il sensore di posizione 55 può fornire all'unità 53 sempre una corretta informazione sulla posizione angolare dell'organo mobile.

Come accennato in precedenza, il controllo del movimento dell'organo mobile 17 può avvenire anche direttamente tramite segnali provenienti dalla ribobinatrice, anziché tramite il segnale generato dal rilevatore 51. Infatti, l'arrivo di un rotolo è ovviamente consequenziale alla espulsione del rotolo stesso dalla culla di avvolgimento definita dai cilindri 1, 3, 5. Pertanto, il comando di espulsione può essere utilizzato come comando per il controllo del movimento dell'organo mobile 17, eventualmente con un ritardo che può essere programmabile per tener conto della maggiore o minore velocità di rotolamento del rotolo sulla superficie 11, dipendente da molteplici fattori, tra cui la velocità iniziale di espulsione ed il peso specifico del rotolo stesso.

E' inteso che il disegno non mostra che una possibile forma di attuazione dell'invenzione, la quale può variare nelle forme e disposizioni, senza uscire dall'ambito del concetto alla base dell'invenzione. Eventuali numeri di riferimento nelle rivendicazioni hanno unicamente lo scopo di facilitarne la lettura alla luce della descrizione e dei disegni e non ne limitano l'ambito di protezione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Un dispositivo per il controllo dello scarico dei rotoli da una ribobinatrice, comprendente: una superficie di rotolamento dei rotoli in uscita da detta ribobinatrice; un organo mobile attorno ad un asse parallelo a detta superficie di rotolamento ed ortogonale alla direzione di scarico dei rotoli da detta ribobinatrice; un attuatore per comandare il movimento di detto organo mobile, caratterizzato dal fatto che durante il funzionamento detto organo mobile ruota attorno a detto asse sempre nello stesso verso, e che detto organo mobile presenta almeno due superfici di trattenimento dei rotoli, definenti con detta superficie di rotolamento una zona di contenimento dei rotoli.
2. Dispositivo come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che una prima di dette due superfici è posizionata per costituire una superficie di urto del rotolo proveniente dalla ribobinatrice e la seconda di dette superfici è disposta per ostacolare il movimento all'indietro del rotolo per effetto del rimbalzo su detta prima superficie.
3. Dispositivo come da rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di essere associato a mezzi per il rilevamento dell'arrivo di un rotolo su detta superficie di rotolamento e dal fatto che detto attuatore è controllato in modo da portare detto organo mobile in movimento attorno a detto asse in anticipo rispetto al momento in cui detto rotolo entra in contatto con l'organo mobile.
4. Dispositivo come da rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto organo mobile è controllato in modo tale per cui quando il rotolo in arrivo entra in contatto con una prima di dette almeno due superfici, l'altra di dette superfici si trova in posizione tale da ostacolare il movimento all'indietro del rotolo provocato dal rimbalzo di esso sulla prima superficie.
5. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni 1 a 4, caratterizzato dal fatto che dette almeno due superfici definiscono due piani convergenti e formanti un angolo ottuso entro cui si sviluppa la zona di contenimento dei rotoli.
6. Dispositivo come da rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti piani definiscono un angolo compreso tra 100 e 150° e preferibilmente tra 110 e 140°.
7. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto organo mobile presenta una pluralità di coppie di superfici di trattenimento dei rotoli.
8. Dispositivo come da rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto organo mobile presenta tre coppie di superfici di trattenimento dei rotoli.
9. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto attuatore è un motore elettrico.
10. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto organo mobile è registrabile per modificare la distanza tra l'asse di rotazione e la superficie di rotolamento.
11. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente un rilevatore per rilevare il passaggio di un rotolo da una posizione predefinita lungo la superficie di rotolamento, detto rilevatore essendo collegato ad una unità di controllo che comanda il movimento di detto organo mobile in funzione del segnale di rilevamento di detto rilevatore.
12. Dispositivo come da rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che a detto organo mobile è associato un sensore di posizione connesso a detta unità di controllo.
13. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni 1 a 10, caratterizzato dal fatto che detto attuatore è comandato da una unità di controllo interfacciata a detta ribobinatrice in funzione di segnali provenienti da detta ribobinatrice relativi allo scarico dei rotoli dalla ribobinatrice.
14. Una ribobinatrice per la produzione di rotoli di materiale nastriforme avvolto, comprendente mezzi di avvolgimento ed una superficie di scarico dei rotoli completati da detta ribobinatrice, caratterizzata dal fatto di comprendere un dispositivo come da una o più delle rivendicazioni 1 a 13.