ITFI20130222A1 - Dispositivo e metodo per controllare la separazione dei fogli di nastri cartacei in macchine ribobinatrici e ribobinatrice provvista di un siffatto dispositivo. - Google Patents

Description

Descrizione

La presente invenzione riguarda un dispositivo ed un metodo per controllare la separazione dei fogli di nastri cartacei in macchine ribobinatrici ed una ribobinatrice provvista di un siffatto dispositivo.

E' noto che la produzione dei logs comporta di alimentare un nastro continuo di carta lungo un percorso predefinito. In un punto prestabilito del detto percorso viene operata sul nastro una incisione trasversale discontinua per suddividerlo in porzioni o fogli di lunghezza prestabilita separabili a strappo.

Questa nota tecnica comporta l'impiego di elementi tubolari in cartone (comunemente detti anime) sulla cui superficie è distribuita una prestabilita quantità di colla per consentire l'incollaggio del primo foglio del log da formare. E prevede, inoltre, il ricorso a rulli avvolgitori, disposti ed agenti in una stazione di formazione dei logs, che provocano la rotazione dell'anima sulla quale si avvolge la carta. Il processo di formazione di un log si conclude dopo che sull'anima si è avvolta una prestabilita quantità di carta. A questo punto, sui passa alla formazione del log successivo. Alla fine del processo di formazione è necessario incollare l'ultimo foglio di ciascun log su quello sottostante onde evitare lo svolgimento spontaneo del log stesso. Questo tipo di incollaggio viene definito “chiusura lembo”. Quando sul log in formazione risultano avvolti un numero prestabilito di fogli, si provvede alla interruzione del nastro di carta e, precisamente, si provvede a separare l'ultimo foglio del log in formazione dal primo foglio del log successivo da formare.

Il brevetto EP 1700805 descrive un dispositivo per provocare lo strappo del nastro cartaceo al termine del processo di formazione dei logs. Tale dispositivo comprende, essenzialmente, una batteria di ugelli collocati internamente ad un rullo di rinvio della carta disposto nella stazione di formazione dei logs, i quali ugelli, con cadenza prestabilita, dirigono un getto di aria compressa verso una linea di preincisione che separa l'ultimo foglio del log in formazione dal primo foglio del log successivo. La separazione di tali fogli è determinata dall'azione esercitata dall'aria compressa sulla detta linea di separazione.

Lo scopo principale della presente invenzione è quello di incrementare ulteriormente le possibilità di impiego di un dispositivo pneumatico del tipo sopra indicato.

A questo risultato si è prevenuti, in conformità della presente invenzione adattando l'idea di realizzare un dispositivo ad attuare un metodo aventi le caratteristiche indicate nelle rivendicazioni indipendenti. Altre caratteristiche dell'invenzione sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

I vantaggi che derivano dalla presente invenzione consistono essenzialmente in ciò che è possibile assicurare sempre la massima precisione nel provocare lo strappo del nastro, qualunque ne sia la velocità di avanzamento, garantendo in ogni occasione la perfetta guida dello stesso nastro nella stazione di formazione dei logs. Inoltre, viene sempre garantita la corretta guida di ogni lembo dei fogli separati, incluso il lembo terminale dell'ultimo foglio del log in fase di formazione. Si noti, inoltre, che un dispositivo in conformità dell'invenzione è di fabbricazione relativamente semplice, economico ed affidabile anche dopo un prolungato periodo di esercizio.

Questi ed ulteriori vantaggi e caratteristiche della presente invenzione saranno più o meglio compresi da ogni tecnico del ramo dalla descrizione che segue e con l'aiuto degli annessi disegni, dati quale esemplificazione pratica del trovato, ma da non considerarsi in senso limitativo, nei quali:

− la Fig.1 rappresenta schematicamente una ribobinatrice provvista di un dispositivo in conformità della presente invenzione;

− la Fig.2 rappresenta schematicamente un dispositivo in conformità della presente invenzione;

− la Fig.3 è un particolare del disegno di Fig.2;

− la Fig.4 rappresenta schematicamente i flussi di aria entranti ed uscenti dal rullo di rinvio “RA”;

− la Fig.5 rappresenta uno schema a blocchi semplificato relativo al controllo delle elettrovalvole (70) e dell’aspiratore (201);

− la Fig.6 rappresenta una parziale vista in sezione longitudinale del rullo RA che mostra, in particolare, la disposizione della camicia 72 e del serbatoio 71.

Un dispositivo in conformità dell'invenzione è utilizzabile nell'ambito di una ribobinatrice in qualsiasi modo strutturata per ciò che attiene all'alimentazione ed alla collatura delle anime (1) e del nastro di carta (2) utilizzati per la produzione dei logs. Le macchine ribobinatrici sono note ai tecnici del ramo e, pertanto, se ne omette la descrizione dettagliata. I brevetti US 4487377, EP 524158, GB 2105688, US 5979818, ed EP 694020 descrivono altrettanti esempi di realizzazione di macchine ribominatrici e ad essi può essere fatto riferimento per una più estensiva descrizione di questo tipo di macchine.

Essenzialmente, analogamente a quanto illustrato in Fig.1, tali macchine comprendono:

− mezzi di alimentazione e di perforazione trasversale di un nastro di carta (2), con più rulli alimentatori, incisori e di rinvio (R1, R2, R3) disposti lungo un percorso predefinito;

− mezzi di arrotolamento della carta (2) sulle anime (1), con un gruppo di rulli avvolgitori (RA, R4, R5 ) due dei quali (R4, R5) sovrapposti e posizionati all'uscita di un canale (C) lungo il quale avanzano le anime (1) provenienti da un magazzino a monte (non illustrato);

− mezzi ( non illustrati per semplificazione nelle figure degli annessi disegni) per la collatura del nastro di carta (2) e delle anime (1) al fine di consentire l'incollaggio del primo foglio di ciascun log (RO) sulla corrispondente anima (1) e l'incollaggio dell'ultimo foglio di ciascun log (RO) sulla carta sottostante.

Con modalità note ai tecnici del ramo, il nastro (2) si svolge lungo il percorso delimitato dai rulli (R1, R2, R3, RA) e si arrotola sull'anima (1r) nella stazione dove sono posizionati i rulli (R4) ed (R5) i quali, in cooperazione con il rullo (RA) e ruotando attorno ai rispettivi assi longitudinali, comportano l'avvolgimento del nastro (2) sull'anima (1r). Quando su quest' ultima risulta avvolto un numero prestabilito di fogli (ciascun foglio essendo delimitato da due perforazioni trasversali consecutive del nastro 2) intervengono mezzi atti a determinare lo strappo del nastro (2) in un punto del canale (C) compreso tra una nuova anima (1) introdotta nello stesso canale (C) e la stazione di formazione dei logs (RO) dove operano i rulli ( R4, R5). Lo strappo è operato in corrispondenza di una linea di perforazione (p) che separa l'ultimo foglio del log (RO) in formazione dal primo foglio del successivo log da formare. Successivamente, il rullo ( R4 ), il quale è montato su di un braccio ruotante (400) asservito ad un corrispondente attuatore, viene allontanato dal rullo (R5) sottostante per liberare il log ( RO ) e consentirne l'allontanamento lungo un piano di fuga a valle (402). A questo punto, l'anima (1) la quale, mentre si completa la formazione del log ( RO ) avanza e rotola lungo il canale (C) per effetto del contatto con il rullo (RA), prende il posto della precedente (1r) ed il ciclo si ripete identicamente.

Resta inteso, tuttavia, che ai fini della presente invenzione, i detti mezzi di alimentazione delle anime e del nastro cartaceo, di perforazione del nastro cartaceo, di collatura delle anime e del nastro cartaceo e di scarico dei logs possono essere in qualsiasi modo conformati e disposti. La descrizione che precede è fornita a solo scopo illustrativo e non è da intendersi in senso limitativo.

In conformità dell'invenzione, per provocare lo strappo del nastro (2) in corrispondenza del passaggio di una linea di perforazione (p) che separa l'ultimo foglio del log in formazione dal primo foglio del log successivo da formare, sono previsti mezzi (SP) atti a dirigere un getto fluido, come un getto di aria compressa, verso la detta linea (p) e per effetto della quale – con l'eventuale cooperazione del rullo (R4) che in una fase immediatamente precedente può essere accelerato per tensionare il nastro (2) nella zona interessata dal getto – si provoca lo strappo del nastro (2) in corrispondenza della linea (p).

Per esempio, con riferimento all’esempio illustrato in Fig.2 , i detti mezzi pneumatici (SP) comprendono una batteria di ugelli (7) collegati, per mezzo di corrispondenti elettrovalvole (70), ad un serbatoio di aria compressa (71); i detti ugelli (7), con le rispettive elettrovalvole (70) ed il serbatoio (71) sono posizionati internamente al rullo (RA) la cui superficie esterna è delimitata da una camicia tubolare (72) interessata da una pluralità di fori passanti (73) attraverso i quali gli ugelli (7) sono liberi di agire. Gli ugelli (7) sono collegati alle elettrovalvole (70) mediante rispettivi condotti (74).

La detta camicia tubolare (72) ruota attorno al proprio asse longitudinale mentre il detto serbatoio (71) è fisso e coassiale alla stessa camicia (72).

A tale scopo, come illustrato in Fig.6, la detta camicia (72) è provvista di un albero (8), con una flangia di testata (87), il quale albero è supportato da parte fissa (80) della macchina con interposizione di un cuscinetto (81) ed è asservito ad un corrispondente organo motore (non illustrato).

Interamente, la detta flangia (87) presenta un alloggiamento per una cuffia conica (82) all'interno della quale è insediata, con interposizione di un corrispondente cuscinetto (83) , un'appendice assiale del serbatoio (71).

Dalla parte opposta, il serbatoio (71) è solidale a parte fissa (84) della macchina e su di esso è posizionato un manicotto (85) sul quale è montata coassiale la camicia (72) con interposizione di un corrispondente cuscinetto (86).

Le elettrovalvole (70) vengono attivate, in maniera da consentire il flusso di aria compressa dal serbatoio (71) attraverso gli ugelli (7), quando, per esempio al raggiungimento di un numero prestabilito di giri o frazioni di giri dei rulli incisori (R3), si verifica il passaggio della linea di perforazione (p) che separa l'ultimo foglio (LS) del log in formazione (RO) dal primo foglio (FS) del successivo log da formare davanti agli ugelli (7).

L'azione di strappo che ne deriva è rapida e precisa. Il controllo del numero di giri dei rulli incisori (R3) può essere operato per mezzo di un dispositivo di controllo (100), ad esempio un conta-giri, ovvero un encoder, applicato sull'asse di uno degli stessi rulli ( R3).

L'attivazione delle elettrovalvole (70) è automatizzabile per mezzo di una unità elettronica programmabile (UE) la quale invia segnali elettrici di attivazione e rispettivamente disattivazione alle elettrovalvole (70) in risposta a segnali elettrici provenienti dal dispositivo di controllo (100). La detta unità (UE) è del tipo noto ai tecnici operanti nel campo dell'automazione industriale e, pertanto, non è descritta in ulteriore dettaglio.

Preferibilmente, gli ugelli (7) posizionati all'interno del rullo (RA) sono orientati radialmente rispetto allo stesso rullo (RA).

Come illustrato nelle Figg. 2-4, in fase di ultimazione del processo di arrotolamento di nastro cartaceo (2) attorno all'anima (1r) del log (RO) in formazione, l'ultimo foglio (LS) di quest’ultimo viene attratto da mezzi di aspirazione posti a valle degli ugelli (7) rispetto al verso (K) di rotazione del rullo (RA).

I detti mezzi di aspirazione (200), posti all'interno del rullo (RA), permettono l'aderenza dell'ultimo foglio del log alla superficie dello stesso rullo (RA). In altri termini, il detto ultimo foglio resta vincolato al rullo (RA) a valle del punto in cui operano gli ugelli (7). Si evita, quindi, che il lembo terminale libero dell’ultimo foglio possa piegarsi su se stesso.

Più in particolare, con riferimento all’esempio mostrato in Fig.2 e Fig.3, i detti mezzi di aspirazione comprendono una bocchetta (200) montata a valle della batteria di ugelli (7), cioè a destra in figura, all’interno del rullo (RA). La bocchetta (200) è collegata ad un aspiratore (201) mediante un corrispondente condotto (non visibile nei disegni). Inoltre, la bocchetta (200) è posizionata nel rullo (RA) in maniera da poter agire attraverso i fori (73) della camicia tubolare (72).

In pratica, quando l’unità (UE) attiva le elettrovalvole (70), contemporaneamente attiva anche l’aspiratore (201). Pertanto, quando l’ultimo foglio (LS) del log (RO) in formazione viene separato dal primo foglio (FS) del log successivo a causa del getto di aria compressa erogato dagli ugelli (7), il lembo terminale dell’ultimo foglio (LS) del log (RO) in formazione viene attratto verso il rullo (RA) anziché restare libero. In alternativa, l’aspiratore (201) può essere costantemente in funzione.

Nello schema di Fig.4 le frecce “J” ed “S” indicano rispettivamente il flusso dell’aria uscente dagli ugelli (7) ed il flusso dell’aria aspirata attraverso la bocchetta (200).

Una volta terminato il processo di realizzazione del log (RO), questo viene liberato dal rullo (R4) e può rotolare lungo il piano di uscita (402).

Dalla descrizione che precede risulta evidente che due porzioni adiacenti della superficie del rullo (RA) - il quale nell’esempio rappresentato nei disegni allegati funge sia da organo di guida e rinvio del nastro cartaceo (2), sia da organo di avvolgimento del nastro (2) sull’anima (1r) presente nella stazione di formazione dei logs - sono interessate da un flusso (J) di aria uscente dal suo interno e allo stesso tempo da un flusso (S) di aria entrante.

Un metodo operativo per controllare la separazione dei fogli di nastri cartacei in macchine ribobinatrici in conformità della presente invenzione comporta, pertanto, una fase di erogazione di un getto fluido (ad esempio aria compressa) attraverso una prima porzione superficiale di un rullo (RA) di guida di un nastro cartaceo (2) in una stazione di formazione dei logs ed una fase di aspirazione dell’aria attraverso una seconda porzione superficiale dello stesso rullo (RA) posta a valle rispetto alla detta prima porzione superficiale.

Preferibilmente, in conformità della presente invenzione, le dette prima e seconda porzione superficiale sono consecutive.

In alternativa, le dette prima e seconda porzione superficiale sono non consecutive. In pratica i particolari di esecuzione possono comunque variare in maniera equivalente per ciò che attiene ai singoli elementi descritti e illustrati e alla loro disposizione, senza per questo uscire dall’ambito dell’idea di soluzione adottata e perciò restando nei limiti della tutela accordata dal presente brevetto.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo per controllare la separazione dei fogli di nastri cartacei arrotolati in forma di logs disposto ed agente in una stazione di formazione dei logs che comprende un rullo di guida (RA) cooperante con ulteriori mezzi (R4, R5) per arrotolare un nastro cartaceo (2) formando un log e mezzi per produrre linee di preincisione sul nastro cartaceo (2) così da suddividere lo stesso nastro (2) in più fogli separabili, in cui il dispositivo per controllare la separazione dei fogli comprende mezzi pneumatici di separazione (SP) atti a dirigere un getto fluido (J) verso una linea di preincisione (p) che separa l’ultimo foglio (LS) di un log (RO) in corso di formazione dal primo foglio (FS) di un successivo log da formare, in cui i detti mezzi pneumatici di separazione (SP) sono posizionati all’interno del detto rullo di guida (RA), in cui il detto rullo di guida (RA) presenta una superficie esterna (72) con una pluralità di fori passanti (73) che consentono di dirigere il getto fluido (J) prodotto dai mezzi pneumatici di separazione (SP) verso la detta linea di preincisione (p), dispositivo caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di aspirazione (200, 201) disposti a valle dei detti mezzi pneumatici di separazione (SP) rispetto ad una direzione (K) di rotazione del detto rullo di guida (RA), dal fatto che i detti mezzi di aspirazione (200, 201) sono collocati all’interno dello stesso rullo di guida (RA) nel quale sono posizionati i mezzi pneumatici di separazione (SP), e dal fatto che i detti mezzi di aspirazione (200, 201) inducono una aspirazione attraverso i detti fori passanti (73).
2. 2) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di aspirazione comprendono una bocchetta (200) collegata ad un aspiratore (201), la bocchetta (200) essendo posizionata a valle dei detti mezzi pneumatici di separazione (SP).
3. 3) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che i detti mezzi pneumatici di separazione (SP) comprendono una pluralità di ugelli (7) collegati ad un serbatoio di aria compressa (71) mediante elettrovalvole (70).
4. 4) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che comprende una unità elettronica programmabile (UE) che controlla i detti mezzi di aspirazione (200, 201) e i detti mezzi pneumatici (SP) sulla base di segnali provenienti da un contatore (100) che conta il numero dei fogli avvolti sul log in formazione (RO).
5. 5) Ribobinatrice caratterizzata dal fatto che comprende un dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.
6. 6) Metodo operativo per controllare la separazione dei fogli di nastri cartacei in macchine ribobinatrici caratterizzato dal fatto che comporta una fase di erogazione di un getto fluido (J) attraverso una prima porzione superficiale di un rullo (RA) di guida di un nastro cartaceo (2) in una stazione di formazione dei logs ed una fase di aspirazione dell’aria (S) attraverso una seconda porzione superficiale dello stesso rullo (RA) posta a valle rispetto alla detta prima porzione superficiale.
7. 7) Metodo operativo secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che le dette prima e seconda porzione superficiale sono consecutive.
8. 8) Metodo operativo secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che le dette prima e seconda porzione superficiale sono non consecutive.