ITFI930023A1

ITFI930023A1 - Metodo e macchina per la produzione di rotoli di materiale nastriforme e per lo strappo del materiale al termine dell'avvolgimento di ciascun rotolo.

Info

Publication number: ITFI930023A1
Application number: IT000023A
Authority: IT
Inventors: Guglielmo Biagiotti
Original assignee: Perini Fabio Spa
Priority date: 1993-02-15
Filing date: 1993-02-15
Publication date: 1994-08-15
Also published as: CA2115496A1; KR940019580A; KR0163450B1; GR3025157T3; PL173733B1; CN1070453C; IT1265843B1; DE69405423T2; IL108537A; EP0611723A1; EP0611723B1; DE69405423D1; PL302238A1; FI113363B; FI940676A; US5542622A; BR9400551A; ES2107781T3; CN1095353A; JPH06278918A

Description

"METODO E MACCHINA PER LA PRODUZIONE DI ROTOLI DI MATE-RIALE NASTRIFORME E PER LO STRAPPO DEL MATERIALE AL TERMINE DELL'AVVOLGIMENTO DI CIASCUN ROTOLO

DESCRIZIONE

L'invenzione riguarda una macchina ribobinatrice periferica per la formazione di r?toli di materiale nastriforme, come ad esempio rotoli o logs di carta per la produzione di carta igienica, asciugatutto e simili, del tipo comprendente almeno un rullo avvolgitore su cui viene rinviato il materiale nastriforme.

L'invenzione riguarda anche un metodo per la produzione di rotoli di materiale nastriforme avvolto, in cui: detto materiale nastriforme viene rinviato attorno ad almeno un rullo avvolgitore ed avvolto in forma di rotolo; il materiale nastriforme viene interrotto quando il rotolo ? stato completato con una quantit? predeterminata di materiale nastriforme; e dopo l'interruzione del materiale nastriforme viene iniziato l'avvolgimento di un nuovo rotolo. Il tutto senza sostanziali variazioni della velocit? di alimentazione del materiale nastriforme.

L'invenzione riguarda in particolare un nuovo dispositivo ed un nuovo metodo per effettuare l'interruzione o lo strappo del materiale nastriforme al termine dell'avvolgimento di ciascun rotolo.

Sostanzialmente, la ribobinatrice secondo l'invenzione ? caratterizzata dal fatto che il rullo avvolgitore presenta una porzione di superficie, sviluppantesi sostanzialmente parallela all'asse del rullo stesso, con un coefficiente di attrito molto minore di quello della superficie adiacente, a monte rispetto al verso di avanzamento del materiale nastriforme, e che sono previsti mezzi atti a premere in istanti predeterminati il materiale nastriforme contro detto rullo avvolgitore in corrispondenza della porzione di superficie a basso coefficiente di attrito. Premendo il materiale nastriforme in questo modo, il tratto di materiale nastriforme che si trova in contatto con il rullo avvolgitore in corrispondenza della superficie a basso coefficiente di attrito pu? agevolmente scorrere su di essa allungandosi oltre il limite di resistenza a rottura, con ci? provocando l'interruzione del materiale nastriforme in un punto predeterminato .

Ulteriori vantaggiose forme di realizzazione della macchina e del metodo secondo l'invenzione sono indicate nelle allegate rivendicazioni.

Il trovato verr? meglio compreso seguendo la descrizione e l'unito disegno, il quale mostra pratiche esemplificazioni non limitative del trovato stesso. Nel disegno: la

Fig.l mostra uno schema della ribobinatrice secondo l'invenzione in una prima forma di realizzazione; le Figg.2 a 4 mostrano la ribobinatrice di Fig.1 in successive fasi del ciclo di avvolgimento, la Fig.2A essendo un ingrandimento di un dettaglio di Fig.2; la Fig.5 mostra una variante di realizzazione della ribobinatrice delle Figg.1 a 4; e le

Figg.6 e 7 mostrano due forme di realizzazione modificate della ribobinatrice secondo l'invenzione.

Con iniziale riferimento alle Figg.l a 4, in una prima forma di realizzazione la ribobinatrice secondo l'invenzione presenta un primo rullo avvolgitore 1, ed un secondo rullo avvolgitore 3, definenti una gola 4 attraverso la quale passa il materiale nastriforme N da avvolgere per formare un rotolo R. In Fig.l ? mostrata la fase terminale di avvolgimento del rotolo RI, che viene effettuata nello spazio di avvolgimento definito dai due rulli avvolgitori 1 e 3 e da un terzo rullo 5 di controllo del diametro, portato da un braccio 7 incernierato in 9 per poter effettuare un movimento di oscillazione comandato da un attuatore 10, per seguire e controllare l'accrescimento del diametro del rotolo R. Con 11 ? indicata una molla pneumatica che collega il rullo 5 ad un braccio 13 comandato dall'attuatore 10 .

Con 15 e 17 sono indicati due cilindri perforatori di un gruppo perforatore genericamente indicato con 19, di tipo di per s? noto e non illustrato in maggiore dettaglio. Il gruppo perforatore 19 realizza una pluralit? di linee di perforazione ad intervalli regolari lungo lo sviluppo del materiale nastriforme N, prima che questo venga alimentato alla zona di avvolgimento.

Nell'esempio illustrato i tre rulli 1, 3, 5 ruotano in verso concorde ed antiorario.

Il secondo rullo avvolgitore 3 ? portato da un braccio 21 articolato in 23 all'incastellatura della macchina. Un attuatore 25 ? collegato al braccio 21 tramite un elemento elastico 27, costituito ad esempio da una molla pneumatica analoga alla molla 11. L'attuatore 25 provoca un movimento di oscillazione che porta il secondo rullo avvolgitore 3 ad accostarsi al rullo avvolgitore 1 per pinzare il materiale nastriforme tra i due rulli 1, 3 e provocarne la rottura e quindi iniziare l'avvolgimento di un nuovo rotolo, secondo le modalit? appresso descritte. Non si esclude che il movimento di accostamento sia posseduto in tutto od in parte del rullo 1.

Con 2 ? genericamente indicata un'unit? centrale di controllo che serve a controllare e sincronizzare i movimenti dei vari organi della macchina, tra cui il movimento dei rulli 1, 3, 5 e del gruppo perforatore 19. In particolare, essa consente di sincronizzare la posizione delle linee di perforazione realizzate dal gruppo 19 con il movimento di accostamento reciproco dei rulli 1 e 3.

In Fig.2 ? mostrato il momento in cui il secondo rullo avvolgitore 3 viene accostato al primo rullo avvolgitore 1 con una conseguente strizzone del materiale nastriforme N. Nel punto di contatto le velocit? periferiche dei rulli 1 e 3 sono orientate in versi opposti. Questo provoca la formazione di una stretta ansa S nel materiale nastriforme N con conseguente tendenza della sezione pinzata fra i rulli 1 e 3 ad acquistare una velocit? in verso opposto rispetto alla porzione di materiale nastriforme N a valle, disposta cio? tra il punto di strizione ed il rullo RI completo. Questa differenza di velocit? tra sezioni del materiale nastriforme (eventualmente incrementata dall'accelerazione del rullo 5 operata per scaricare il rotolo RI dalla zona di avvolgimento su uno scivolo di scarico 29) provoca la rottura del materiale nastriforme N.

La rottura viene ottenuta in modo netto ed in un punto preciso nel modo seguente. Il movimento di accostamento reciproco dei rulli 1 e 3 ? sincronizzato con la posizione delle linee di perforazione realizzate dal gruppo perforatore 19 sul materiale nastriforme, in modo che al momento del contatto tra ? rulli 1 e 3 e della pinzatura del materiale nastriforme tra i rulli stessi una linea di perforazione venga a trovarsi immediatamente a valle (rispetto al movimento di avanzamento del materiale N) rispetto al punto di contatto dei rulli 1, 3. Sul primo rullo avvolgitore 1 viene prevista una porzione di superficie 1A a basso coefficiente di attrito, realizzata ad esempio con un inserto 31 in acciaio lucidato o materiale analogo, sottoposto ad una opportuna lavorazione superficiale (vedasi in particolare Fig.2A). La superficie 1A ha uno sviluppo longitudinale preferibilmente pari alla lunghezza della generatrice del rullo 1.

I movimenti dei rulli 1 e 3 e del gruppo perforatore sono sincronizzati in modo tale che, all'istante in cui si ha la pinzatura del materiale nastriforme N tra i rulli 1 e 3 una linea di perforazione si venga a trovare sulla superficie 1A od a valle di essa, mentre il contatto tra i rulli 1 e 3 ha inizio in corrispondenza della porzione di superficie 1A , e termina in corrispondenza di una porzione di superficie 1B , adiacente alla superficie 1A (ed a monte di essa rispetto al movimento di avanzamento del materiale nastriforme N) . La porzione di superficie 1B presenta un coefficiente di attrito molto elevato rispetto alla superficie 1A, e pu? essere realizzata ad esempio con una tela abrasiva o "grip?, comunemente impiegata per il rivestimento dei rulli avvolgitori delle macchine ribobinatrici periferiche oppure con una opportuna lavorazione superficiale. Su detta porzione 1B inizia l'avvolgimento del rotolo.

La superficie 1B pu? essere accostata alla superficie 1A od anche a limitata distanza da quest'ultimo.

La superficie 1B pu? estendersi per tutto lo sviluppo cilindrico del rullo 1, ad eccezione della striscia superficiale 1A. In questo caso il rullo 1 presenter? due zone con diverse caratteristiche superficiali. Viceversa, come rappresentato in Fig.2A, la superficie 1B pu? essere realizzata, analogamente alla superficie 1A, con un inserto 33 alloggiato in un'apposita sede del rullo 1. In questo caso la superficie 1B pu? presentare un coefficiente di attrito superiore rispetto a quello della restante superficie cilindrica del rullo 1. Quest'ultimo ha comunque un coefficiente di attrito superiore a quello della porzione di superficie liscia 1A.

Nel momento in cui i rulli 1 e 3 entrano in contatto e pinzano il materiale nastriforme N, la porzione di questo che viene pinzata scorre momentaneamente all'indietro sulla porzione di superficie 1A. Lo scorrimento provoca un allungamento del materiale nastriforme oltre il limite di rottura e ci? provoca lo strappo del materiale stesso nel punto pi? debole, cio? sulla linea di perforazione, indicata con P in Fig.2A. Il contatto dei rulli si prolunga fino almeno alla superficie 1B a coefficiente di attrito pi? elevato. A questo punto il lembo libero che si ? generato si arriccia (Fig.2A) e comincia ad arrotolarsi su s? stesso, con conseguente formazione di spire che formano la porzione iniziale del nuovo rotolo.

Il nuovo rotolo, indicato con R2 nelle Figg.3 e 4 inizia ad ingrandirsi e ad avanzare lungo la gola 4 per effetto della differenza di velocit? periferica (costante o variabile) dei rulli 1 e 3. Contemporaneamente il rotolo RI viene scaricato per effetto della decelerazione del rullo 3 (qualora esso venga decelerato) e/o dell'accelerazione del rullo 5. Per permettere un pi? agevole accrescimento del rotolo ? prevista la possibilit? che le superfici dei rulli 1 e 3 possano discostarsi.

La Fig.5 mostra una forma di realizzazione leggermente- modificata della ribobinatrice secondo l'invenzione. Numeri uguali indicano parti corrispondenti alla realizzazione delle Figg.l a 4. Il rullo avvolgitore 1 presenta un settore 35 sviluppantesi longitudinalmente per circa l'intero sviluppo del rullo. Il settore 35 ? alloggiato in una sede del rullo 1 ed ? radialmente mobile per venire estratto o retratto in modo controllato. Il movimento di estrazione e retrazione del settore 35 pu? essere ottenuto con un meccanismo analogo a quanto descritto nel brevetto italiano n. 1.213.822 in riferimento ad una lama estraibile. Il contenuto di detto brevetto ? incorporato nella presente descrizione.

Il settore 35 presenta due porzioni superficiali 35A e 35B, rispettivamente a basso e ad alto coefficiente di attrito, corrispondenti alle superfici 1A ed 1B della forma di realizzazione delle Figg.l a 4.

Il funzionamento della ribobinatrice di Fig.5 ? analogo a quanto descritto per la realizzazione delle Figg.l a 3, con l'unica differenza che l'accostamento dei rulli 1 e 3 ? ottenuto dalla combinazione del movimento di oscillazione del rullo 3, comandato dall ' attuatore 25, e del movimento di estrazione del settore mobile 35. I due movimenti sono opportunamente sincronizzati. Il movimento di accostamento del rullo 3 pu? essere relativamente lento, in modo da evitare i problemi di inerzia legati alla sua massa non trascurabile .

Non si esclude che il settore mobile 135 venga posizionato sul rullo 3, anzich? sul rullo 1.

La Fig.6 mostra una forma di realizzazione leggermente modificata della ribobinatrice secondo l'invenzione. In questa forma di attuazione viene previsto un primo rullo avvolgitore 101, un secondo rullo avvolgitore 103 ed un terzo rullo 105 di controllo del diametro, mobile per seguire l'accrescimento del rotolo RI in formazione. Con 104 ? indicata la gola definita tra i rulli 101 e 103.

Sull'asse di rotazione A del secondo rullo ? incernierato anche un organo mobile 151, alla cui appendice 153 ? articolato un elemento elastico 155, che trasmette all'organo mobile 151 un movimento di oscillazione secondo la doppia freccia fl51. Il movimento pu? essere ottenuto ih modo qualsiasi, ad esempio con un disco 157 portante un perno eccentrico 159 formante, con l'elemento elastico 155, un sistema biella-manovella.

L'organo mobile 151 presenta una superficie 151A curva che definisce, con la superficie del primo rullo avvolgitore 101, un canale a sezione crescente in cui ha inizio l'avvolgimento su s? stesso del rotolo R2. La superficie 151A dell'organo mobile 151 coopera con un settore 135, analogo al settore 35 descritto con riferimento alla forma di realizzazione delle Figg.l a 4. Il settore 135 presenta due porzioni di superficie esterna, indicate con 135A e 135B, rispettivamente a basso e ad alto coefficiente di attrito, e viene estratto parzialmente dalla propria sede per portarlo a contatto con l'organo mobile 121 quando quest'ultimo ? stato portato nella posizione di massimo accostamento al rullo avvolgitore 103. Il contatto tra la superficie 151A dell'organo mobile 151 ed il rullo 103 avviene inizialmente in corrispondenza della superficie 135A del settore 135.

Il materiale nastriforme viene strappato ed il nuovo rotolo R2 inizia ad avvolgersi secondo le modalit? descritte in riferimento alla forma di attuazione precedentemente descritta, ma ora rotolando inizialmente sulla superficie 151A prima di raggiungere la gola 164. Anche in questo caso ? previsto che al momento della pinzatura una linea di perforazione venga a trovarsi sulla superficie 135A, liscia od a valle di essa .

La Fig.7 mostra una forma di realizzazione analoga alla forma di realizzazione di Fig.6. Numeri uguali indicano parti corrispondenti. In questa forma di attuazione il settore mobile 135 ? sostituito da due inserti 131 e 133, analoghi agli inserti 31 e 33, alloggiati in posizione fissa in una sede del rullo 103. L'inserto 131 presenta una superficie liscia, o comunque a basso coefficiente di attrito, mentre l'inserto 133 presenta una superficie ruvida ad elevato coefficiente di attrito. In questo caso, l'accostamento tra la superficie 151A dell'organo mobile ed il rullo 103 viene ottenuto interamente per mezzo del movimento relativo dell'organo mobile 151 rispetto al rullo 103. Lo strappo del materiale nastriforme e l'inizio dell'avvolgimento avvengono in modo analogo a quanto sopra descritto.

Nelle forme di attuazione delle Figg.6 e 7 ? prevista la possibilit? che la superficie 151A sia rivestita in tutto od in parte di materiale elasticamente cedevole .

Quando le superfici dei rulli avvolgitori ovvero del rullo avvolgitore e dell'organo mobile entrano in contatto per provocare l 'interruzione del materiale nastriforme e l'inizio de ll'avvolgimento, si pu? verificare una tendenza del materiale nastriforme ad allentarsi a monte della zona di contatto. Si possono, quindi, prevedere mezzi idonei ad evitare che questa perdita di tensione si propaghi nel materiale nastriforme a monte. Un possibile mezzo per tale scopo pu? essere costituito da un rullino, motorizzato o folle, posto a contatto con il materiale nastriforme nella zona di rinvio del detto materiale sul rullo 1 o 101. Un rullo di questo tipo ? mostrato a tratteggio in Fig.l ed ivi contrassegnato con 201. Il contatto tra i rulli 1 e 201 impedisce che detto allentamento del materiale nastriforme N si propaghi a monte dei detti rulli .

Possono essere previsti anche altri mezzi per impedire l'allentamento, ad esempio una pluralit? di fori aspiranti 203 nel mantello cilindrico del rullo 1 o 101, che provocano l'adesione del materiale nastriforme alla superficie del rullo 1 o 101 medesimo. Una soluzione di questo tipo ? illustrata in Fig.7. E' evidente che le due soluzioni sono intercambiabili o combinabili e possono essere adottate in alternativa od in combinazione in tutte le forme di attuazione illustrate nelle allegate figure. Nel caso in cui venga utilizzato il sistema ad aspirazione, la depressione nei fori 203 pu? essere tempestivamente interrotta in modo di per s? noto.

E' inteso che il disegno non mostra che esemplificazioni date solo come dimostrazioni pratiche del trovatom potendo,esso trovato variare nelle forme e disposizioni senza peraltro uscire dall'ambito del concetto che informa il trovato stesso. In particolare, la porzione di superficie del primo rullo avvolgitore ad elevato coefficiente di attrito pu? essere in realt? composta da strisce anulari rivestite, ad esempio, in tela abrasiva. Ciascuna striscia anulare pu? essere separata dalle strisce adiacenti da porzioni anulari di superficie liscia. Ciascuna striscia anulare ad alto coefficiente di attrito sar? in tal caso interrotta da una sezione a basso coefficiente di attrito. Le varie sezioni a basso coefficiente di attrito sono tra loro allineate nella direzione assiale del rullo, per formare complessivamente una superficie longitudinale liscia pressoch? continua.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Macchina ribobinatrice periferica per la formazione di rotoli di materiale nastriforme, comprendente almeno un rullo avvolgitore su cui viene rinviato il materiale nastriforme, caratterizzata dal fatto che detto rullo avvolgitore presenta una porzione di superficie, sviluppantesi sostanzialmente parallela all'asse del rullo, con un coefficiente di attrito minore della superficie adiacente e disposta a monte rispetto al verso di avanzamento del materiale nastriforme, e che sono previsti mezzi atti a premere in istanti predeterminati il materiale nastriforme contro detto rullo avvolgitore in corrispondenza di detta superficie a basso coefficiente di attrito.
2. Macchina ribobinatrice come da rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta porzione di superficie a basso coefficiente di attrito si estende sostanzialmente per l'intero sviluppo longitudinale del rullo avvolgitore .
3. Macchina ribobinatrice come da rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che la superficie di detto rullo avvolgitore presenta aree anulari a coefficiente di attrito sostanzialmente costante ad eccezione di una frazione di superficie che presenta un coefficiente di attrito minore, le frazioni di superfieie a coefficiente di attrito minore di tutte le aree anulari essendo allineate longitudinalmente per formare detta porzione di superficie a coefficiente di attrito minore ?.
4. Macchina ribobinatrice come da rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che detto rullo avvolgitore presenta una seconda porzione di superficie sviluppantesi parallelamente ed adiacentemente a detta porzione di superficie a minore coefficiente di attrito e disposta a monte di questa rispetto al verso di avanzamento del materiale nastriforme, il coefficiente di attrito di detta seconda porzione essendo maggiore del coefficiente di attrito di tutta la restante superficie del rullo avvolgitore.
5. Macchina ribobinatrice come da una o pi? delle rivendicazioni 1 a 4, caratterizzata dal fatto di comprendere un secondo rullo avvolgitore formante con il primo rullo avvolgitore una gola attraverso la quale transita il materiale nastriforme, detti rulli avvolgitori essendo mobili l'uno rispetto all'altro per provocare un contatto tra le superfici dei rulli in corrispondenza della porzione di superficie a basso coefficiente di attrito.
6. Macchina ribobinatrice come da una o pi? delle rivendicazioni 1 a 4, caratterizzata dal fatto di comprendere un secondo rullo avvolgitore formante con il primo rullo avvolgitore una gola attraverso la quale transita il materiale nastriforme, ed un organo mobile cooperante con il primo rullo avvolgitore, il quale vien? portato a contatto con il primo rullo avvolgitore in corrispondenza della detta porzione di superficie a basso coefficiente di attrito.
7. Macchina ribobinatrice come da una o pia delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi per evitare l'allentamento del materiale nastriforme in alimentazione nella fase di interruzione del materiale nastriforme ed inizio dell'avvolgimento di ciascun nuovo rotolo.
8. Macchina ribobinatrice come da una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi perforatori per realizzare linee di perforazione trasversali su detto materiale nastriforme, e mezzi di sincronizzazione per sincronizzare il movimento di detti mezzi che premono il materiale nastriforme contro il rullo avvolgitore con i mezzi perforatori .
9. Metodo per la produzione di rotoli di materiale nastriforme avvolto, in cui: detto materiale nastriforme viene rinviato attorno ad almeno un rullo avvolgitore ed avvolto in forma di rotolo il materiale nastriforme viene interrotto quando il rotolo ? stato completato con una quantit? predeterminata di materiale nastriforme; e dopo l'interruzione del materiale nastriforme viene iniziato l'avvolgimento di un nuovo rotolo, caratterizzato dal fatto di prevedere su detto rullo avvolgitore una porzione di superficie a basso coefficiente di attrito, sviluppantesi circa parallelamente all'asse del rullo, e di premere, ad un istante predeterminato, il materiale nastriforme contro detto rullo avvolgitore in corrispondenza di detta superficie, per provocare la rottura del materiale nastriforme al termine dell'avvolgimento di ciascun rotolo .
10. Metodo come da rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che l'avvolgimento di ciascun nuovo rotolo inizia per arricciamento su s? stesso del lembo libero del materiale nastriforme, ottenuto dall'interruzione del materiale nastriforme, il rotolo venendo formato senza anima centrale di avvolgimento.
11. Metodo come da rivendicazione 9 o 10, caratterizzato dalle fasi di: - premere detto materiale nastriforme sulla superficie a basso coefficiente di attrito; - provocare uno slittamento del materiale nastriforme su detta superficie a basso coefficiente di attrito ed una conseguente rottura del materiale nastriforme a valle del punto di pressione; - far slittare il materiale nastriforme mantenendolo premuto sulla superficie del rullo avvolgitore fino a portarlo a contatto con una porzione di superficie ad elevato coefficiente di attrito, in corrispondenza della quale il lembo libero del materiale nastriforme inizia ad avvolgersi su s? stesso per dare luogo all'avvolgimento di un rotolo senza anima centrale.
12. Metodo come da rivendicazione 9 o 10 o 11, caratterizzato dal fatto di prevedere un secondo rullo avvolgitore formante con il primo rullo avvolgitore una gola attraverso la quale transita il materiale nastriforme, e di portare a contatto reciproco le superfici di detto primo e detto secondo rullo avvolgitore, il contatto essendo sincronizzato in modo tale da premere il materiale nastriforme su detta superficie a basso coefficiente di attrito.
13. Metodo come da rivendicazione 9, 10 o 11, caratterizzato dal fatto: di prevedere un secondo rullo avvolgitore formante con il primo rullo avvolgitore una gola attraverso la quale transita il materiale nastriforme; di prevedere un organo mobile cooperante con il primo rullo avvolgitore; e di portare detto organo mobile ciclicamente a contatto con detto primo rullo avvolgitore per premere il materiale nastriforme su detta porzione di superficie a basso coefficiente di attrito .
14. Metodo come da una o pi? delle rivendicazioni 9 a 13, caratterizzato dal fatto di realizzare su detto materiale nastriforme linee di perforazione trasversali e di sincronizzare la pressione del materiale nastriforme contro il rullo avvolgitore, per ottenerne la rottura, con la posizione delle linee di perforazione, in modo tale che all'istante in cui il materiale nastriforme viene premuto contro la superficie del rullo avvolgitore una l?nea di perforazione si trovi immediatamente a valle della zona in cui il materiale nastriforme viene premuto.