ITFI970166A1 - Macchina ribobinatrice - taglierina per la produzione di rotoli di materiale nastriforme e relativo metodo - Google Patents

Description

"Macchina ribobinatrice-taglierina per la produzione di rotoli di materiale nastriforme e relativo metodo"

Descrizione

Campo Tecnico

La presente ,invenzione riguarda una macchina per a produzione di rotoli di materiale nastriforme avvolto, ad esempio carta, carta "tissue" , tessuti-non-tessuti, e prodotti similari.

Più in particolare, la presente invenzione riguarda una macchina per la produzione simultanea di una pluralità rotoli su una corrispondente pluralità di anime tubolari.,di avvolgimento disposte in allineamento assiale, in una culla di avvolgimento formata da cilindri ruotanti.

L'invenzione riguarda anche un metodo per la produzione di una pluralità di rotoli di materiale nastriforme avvolto su anime tubolari.

Stato della Tecnica

Nell'industria della trasformazione della carta è frequentemente necessario produrre rotoli di carta di diametro relativamente elevato, avvolta su anime tubolari di avvolgimento. Questa esigenza si verifica, ad esempio, per la produzione di rotoli di carta igienica, asciugatutto o simili per uso industriale od in comunità, cioè dove,e necessario disporre di rotoli con una grande quantità di carta avvolta.

Per la produzione di questi rotoli sono state studiate diverse macchine, in cui una o più anime tubolari di avvolgimento vengono adagiate in una culla formata da due rulli avvolgitori ruotanti. In GB-A-2,050,317 è descritta una macchina .in cui viene prodotto un singolo rotolo per volta su un'anima tubolare. Questa viene disposta in una ganascia laterale che, all'inizio del ciclo di avvolgimento, porta l'anima stessa (preventivamente dotata di una riga di colla) nella culla di avvolgimento.

Una macchina simile è descritta in US-A-4,456,190. In US-A-3,727,854 è descritta una macchina in cui le anime di avvolgimento vengono sequenzialmente inserite nella culla di avvolgimento tramite un sollevatore a catena ed un inseritore oscillante.

In alcuni casi, nella culla di avvolgimento vengono inserite più anime tra loro allineate assialmente. Il materiale nastriforme viene poi tagliato longitudinalmente lungo il percorso di alimentazione verso i rulli di avvolgimento. Si ottiene così l'avvolgimento simultaneo di più rotoli in parallelo. Ciò consente di avvolgere rotoli di considerevole diametro e di dimensione assiale pari alla dimensione finale che si desidera ottenere, evitando così la necessità di tagliare i rotoli dopo 1'avvolgimento .Una macchina di questo tipo è prodotta dalla-società Jagenberg Aktiengesellschaft, Dusseldorf, Germania, e nota con il nome "Vari-Dur".

Altri esempi di macchine in cui l'avvolgimento avviene simultaneamente su più anime tubolari allineate assialmente sono descritti nella domanda di modello di utilità Giapponese -JP 54-4806 ed.in US,-A÷4,.157,-7-94. —

In queste macchine le anime tubolari vengono fornite già nella dimensione assiale su cui viene effettuato 1 'avvolgimento .

In una macchina di produzione della titolare, denominata "Rodumat", viene anche prevista una stazione di taglio in cui un tubo di cartone od altro materiale idoneo viene tagliato in una pluralità di anime tubolari di ridotta lunghezza, che vengono poi inserite nella culla di avvolgimento. In questa macchina nella stazione di taglio all 'interno del tubo viene inserito un mandrino che serve da contro-lama per gli utensili di taglio e successivamente l'insieme formato dal mandrino e dalle anime tubolari su di esso investite, generate dal taglio del tubo, viene inserito nella zona di avvolgimento per la formazione dei rotoli di materiale nastriforme. Al termine dell'avvolgimento il mandrino viene estratto ed inviato, attraverso .un percorso di riciclo, verso la stazione di taglio. In queste macchine è quindi necessario preveder-e un elevato numero di..mandrini, un doppio sistema di inserimento ed estrazione del mandrino in due diversi punti della macchina ed un percorso di ricircolo dei mandrini .

Scopi dell'Invenzione

Scopo della presente invenzione è la realizzazione di ..una,macchina ribobinatrice per la..produzione simultanea di una pluralità di rotoli su anime allineate assialmente, che risulti particolarmente compatta ed efficiente.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è la realizzazione di una macchina ribobinatrice che presenta, in linea con i mezzi di alimentazione del materiale nastriforme, anche mezzi per il taglio preciso ed efficiente di tubi per produrre anime tubolari della lunghezza desiderata per l'avvolgimento.

Ancora un ulteriore scopo della presente invenzione è la realizzazione di una macchina che consenta di modificare in modo rapido e flessibile la lunghezza delle singole anime tubolari a seconda delle esigenze di produzione.

Sommario dell'Invenzione

Questi ed ulteriori scopi e vantaggi, che appariranno chiari agli esperti del ramo dalla lettura del testo che segue, sono ottenuti con una macchina ribobinatrice per la produzione di rotoli di materiale nastriforme del tipo comprendente una coppia di rulli avvolgitori definenti una culla di avvolgimento, mezzi alimentatori per alimentare un materiale nastriforme verso detta culla, mezzi di taglio per tagliare longitudinalmente detto materiale nastriforme, mezzi inseritori per l'inserimento di .una.pluralità di anime tubolari di,avvolgimento, assialmente allineate, in detta culla di avvolgimento ed una stazione di taglio disposta a monte di detti rulli avvolgitori, con una pluralità di utensili di taglio per suddividere, ortogonalmente al proprio asse, un tubo di elevata lunghezza in una pluralità di anime tubolari di lunghezza limitata.

Caratteristicamente, secondo l'invenzione, nella stazione di taglio è disposto un mandrino e mezzi di inserimento del mandrino nel tubo da tagliare e di estrazione del mandrino dalle anime tubolari ottenute dalla suddivisione di detto tubo prima che queste vengano rimosse dalla stazione di taglio.

Si ottiene così una macchina con tutti i vantaggi delle ribobinatrici in cui il taglio dei tubi viene effettuato, con l'ausilio di un mandrino assialmente inserito in esso, subito a monte della zona di avvolgimento.

Vengono però eliminati gli inconvenienti derivanti dalla necessità di estrarre il mandrino al termine dell'avvolgimento e di riciclare i mandrini estratti dalla stazione di scarico dei rotoli alla stazione di taglio.

Nel seguito, per maggiore chiarezza, si indicherà con il termine "tubo" l'anima tubolare prima della suddivisione ortogonale al proprio asse e con il termine "anima tubolare" quella ottenuta dalla suddivisione del tubo..

Inoltre, si deve intendere che il taglio del tubo nella stazione di taglio può essere tale da generare anime tubolari fisicamente separate, oppure anche semplicemente un taglio in forma di perforazione, con cui si ottiene nel tubo una serie di perforazioni od incisioni anulari, in corrispondenza di piani ortogonali all'asse lungo i quali le singole anime tubolari verranno separate successivamente, eventualmente dopo aver effettuato su di esse l'avvolgimento. In questo modo, dalla stazione di taglio si trasferisce alla culla di avvolgimento un tubo con una serie di incisioni o perforazioni che lo suddividono in sezioni, ciascuna sezione generando, successivamente, una rispettiva anima tubolare tramite rottura lungo l'incisione o la perforazione. Nel seguito, con il termine "taglio" si indicherà genericamente una qualunque azione che consenta di suddividere il tubo in una serie di sezioni che generano, in una fase qualunque del ciclo produttivo, una serie di anime tubolari. Con il termine anime tubolari si intende l 'insieme di. sezioni in cui viene suddiviso il tubo, anche se queste sezioni non sono ancora state tra loro separate, ma semplicemente definite da linee di incisione o di perforazione.

Ulteriori vantaggiose caratteristiche della macchina e del.metodo secondo l'invenzione sono indicate nelle allegate rivendicazioni e verranno .descritte in ^maggiore.,-, dettaglio con riferimento ad un esempio di attuazione.

Breve descrizione dei disegni.

l trovato verrà meglio compreso seguendo la descrizione e l'unito disegno, il quale mostra una pratica esemplificazione non limitativa del trovato stesso. Nel disegno: la

Fig.l mostra una vista laterale schematica della macchina secondo l'invenzione; e la

Fig.2 mostra una vista in pianta della zona di taglio delle anime tubolari.

Descrizione Dettagliata della Forma di Attuazione Preferita dell'Invenzione

Con iniziale riferimento alla Fig.l, la macchina presenta una coppia di rulli avvolgitori 1 e 3 ad assi paralleli e tra loro ravvicinati per formare una culla di avvolgimento 5. Al di sopra della culla di avvolgimento è disposto un terzo rullo 9, verticalmente mobile secondo la freccia f9. I tre rulli 1, 3, 9 formano uno spazio di avvolgimento in cui si formano i rotoli di materiale nastriforme avvolti sulle anime tubolari A, che vengono di volta in volta inserite nella culla di avvolgimento 5 nel modo che verrà appresso descritto.

Il materiale nastriforme N viene alimentato dal basso attraverso la gola 11 definita tra i due rulli aw olgitori 1,.3. Lungo il percorso .del materiale nastriforme sono disposti un rullo allargatore 13 ed una serie di coltelli 14 che cooperano con scanalature anulari nel rullo avvolgitore 1, per tagliare il materiale nastriforme N in strisce di larghezza minore della larghezza totale del materiale nastriforme N. Lateralmente rispetto ai rulli 1, 3 è disposto un piano di scarico 15 sul quale vengono scaricati i rotoli completati.

In Fig.l una serie di rotoli completi, assialmente allineati e pronti per lo scarico, sono indicati con RI. Lo spostamento dei rotoli RI dalla culla 5 al piano di scarico 15 avviene tramite un braccio oscillante 17, articolato in 19 alla struttura della macchina, il cui movimento di oscillazione è controllato da un attuatore cilindro-pistone 18. Il braccio oscillante 17 porta all'estremità libera un rullo folle 21 che agisce sulla superficie dei rotoli RI da scaricare.

Il piano di scarico 15 è leggermente inclinato ed alla sua estremità inferiore sono disposti due cilindri 23 , 25 tra loro affiancati. Il cilindro 25 è ad-asse fisso, mentre l'asse del cilindro 23 può oscillare attorno all'asse del cilindro 25 ed il movimento di oscillazione è controllato da un attuatore cilindro-pistone 27. Il cilindro 23 può assumere, rispetto al cilindro 25, tre distinte posizioni, una delle quali è indicata a tratto pieno, in...Fig.1, mentre le restanti sono rappresentate_ tratteggio e indicate con 23X e 23Y. Uno od entrambi i cilindri 23, 25 sono motorizzati. La funzione della coppia di rulli 23, 25 verrà chiarita ulteriormente in seguito.

Lungo il piano di scarico 15 è ricavata una fessura trasversale, lungo la quale transita un carrellino 31 che può attraversare il piano di scarico 15 in direzione sostanzialmente ortogonale alla direzione di rotolamento dei rotoli lungo il piano 15.

Il carrellino 31 porta un primo ugello 33 ed un secondo ugello 35 per l'applicazione di un opportuno collante sul materiale nastriforme e sulle anime tubolari di avvolgimento nel modo che verrà descritto nel seguito. Il carrellino 31 porta anche un coltello 37 che effettua il taglio del materiale nastriforme al termine dell'av olgimento .

Sul lato opposto della macchina, rispetto al piano di scarico 15, sono disposti mezzi di alimentazione e taglio dei tubi e di inserimento delle anime-;tubolari di avvolgimento. Questi mezzi comprendono un magazzino 41 contenente una pluralità di tubi T (ad esempio in cartone) che possono essere alimentati direttamente da una tubiera adibita alla loro produzione, oppure da un serbatoio di maggiori dimensioni. Nella zona inferiore del magazzino 41 è disposto un..distributore.oscillante 43 .controllato da un attuatore 45 che preleva i tubi T singolarmente dal magazzino 41 e li scarica su uno scivolo 47. Al termine dello scivolo 47 è disposta una coppia di cilindri 49, 51 affiancati e ad assi paralleli. Il cilindro 51 è ad asse fisso, mentre il cilindro 49 può oscillare con il proprio asse attorno all'asse del cilindro 51. Questo movimento di oscillazione è comandato da un attuatore cilindro-pistone 53. Uno od entrambi i cilindri 49, 51 sono motorizzati e servono per effettuare il taglio dei tubi T per ottenere anime tubolari delle lunghezze richieste, nel modo che verrà descritto in maggiore dettaglio nel seguito.

A valle della coppia di cilindri 49, 51 è disposto un inseritore 55 che oscilla intorno all'asse del rullo avvolgitore 3, il movimento di oscillazione essendo comandato da un attuatore cilindro-pistone 57.

Al di sopra della coppia di cilindri 49, 51 è disposta una trave 61 con una guida 63 a coda di rondine sviluppantesi trasversalmente rispetto al materiale nastriforme N. Lungo la guida 63 sono posizionate e bloccate slitte 65, ciascuna delle quali porta un rispettivo utensile di taglio 67, in forma di disco di taglio, che può essere sollevato ed abbassato secondo la doppia freccia 67. Ciascun disco di taglio è montato folle su un rispettivo asse.,.

II funzionamento della macchina sin qui descritta è il seguente. Il distributore 43 preleva un tubo T dal magazzino 41 e lo scarica sullo scivolo 47. Il tubo 1 si posiziona nella culla tra i cilindri 49 e 51 e in questa posizione all'interno del tubo T viene inserito un mandrino cilindrico 71 (cfr. anche Fig.2) tramite un attuatore 73. Il mandrino 71 presenta un diametro leggermente inferiore rispetto al diametro interno del tubo T in modo da poter essere inserito ed estratto con facilità.

Una volta che il mandrino 71 è stato inserito nel tubo T, gli utensili 67 vengono abbassati e forzati contro il tubo in modo da penetrare nello spessore del cartone (od altro materiale idoneo, come ad esempio plastica) formante il tubo T. I cilindri 49, 51 vengono posti in rotazione in modo da trascinare in rotazione il tubo T ed il mandrino posto all'interno di esso, che a tale scopo è supportato a sbalzo su cuscinetti di supporto che ne consentono la facile rotazione attorno al proprio asse.

In questo modo i tubi T vengono tagliati dagli utensili 67, che cooperano con il mandrino 71, in una pluralità di anime tubolari A di lunghezza minore, corrispondente all'altezza assiale dei rotoli che si desidera ottenere. La presenza del mandrino interno al tubo T consente di ottenere un taglio rapido e preciso senza deformazione .del materiale tubolare.,

Come in precedenza accennato, anziché un taglio completo gli utensili 67 possono effettuare perforazioni anulari in corrispondenza di linee di rottura del tubo T. Le perforazioni suddividono il tubo in anime tubolari che rimangono, però, tra loro attaccate in corrispondenza della perforazione e vengono separate dopo l'avvolgimento del materiale nastriforme su di esse.

Oltre ai tagli suddetti, gli utensili 67 effettuano anche due tagli laterali per l'eliminazione dei rifili di testa e di coda del tubo. I rifili vengono poi allontanati ad esempio tramite mezzi aspiranti non mostrati.

Completata la suddivisione del tubo T in una serie di anime tubolari A (tra loro separate od unite da linee di perforazione operate dagli utensili 67), il mandrino 71 viene estratto assialmente dall'attutore 73 in modo da consentire lo scarico delle anime tubolari A. Queste vengono scaricate sull'inseritore 55 che si trova nella posizione indicata a tratto pieno in Fig.l. Lo scarico delle .anime A sull'inseritore 55 avviene facendo oscillare tramite l'attuatore 57 - il cilindro 49 attorno all'asse del cilindro 51.

Una volta che le anime tubolari tagliate hanno raggiunto la posizione indicata con Al sull'inseritore 55, questo viene fatto a sua volta oscillare dall 'attuatore 57 verso la posizione,indicata a tratteggio, e contrasse.:-·. gnata con 55X, in cui le anime tubolari A vengono scaricate nella culla 5 tra i rulli 1, 3 nella posizione A2. In questa fase i rulli 1 e 3 sono temporaneamente fermi ed il rullo 9 è in posizione sollevata, indicata con 9X a tratteggio in Fig.l. Il materiale nastriforme N avvolge parzialmente lo sviluppo circonferenziale del rullo avvolgitore 1 e quindi le anime tubolari A vanno a contatto con il materiale nastriforme quando vengono scaricate nella culla 5.

La posizione dei coltelli 14 e degli utensili di taglio 67 è tale per cui ciascuna anima tubolare A va a corrispondere ad una delle strisce ottenute dal taglio del materiale nastriforme N operato dai coltelli 14.

Quando le anime tubolari A hanno assunto la posizione A2, su di esse viene applicata una striscia di collante che viene spruzzato dall'ugello 35 portato dal carrellino 31, che a tale scopo trasla lungo la fessura nel piano di rotolamento 15. Una serie di ugelli 16 nel piano di scarico 15 emettono un soffio^.diaria che ripiega il lembo di materiale così ottenuto attorno alle anime tubolari in posizione A2 . Successivamente il rullo 9 viene abbassato fino ad entrare in contatto con la superficie delle anime tubolari stesse, che si trovano così a contatto con i tre rulli 1, 3, 9. Iniziando la rotazione, in verso,,concorde, ..dei,tre rulli 1, 3, 9, le .anime·.,tubolari A vengono poste in rotazione e conseguentemente la colla su di esse applicata va a contatto con il materiale nastriforme, che comincia così ad avvolgersi su di esse.

Continuando la rotazione dei rulli avvolgitori 1, 3, 9 viene formata una serie di rotoli Ri, ciascuno sulla rispettiva anima tubolare di avvolgimento A. mentre vengono formati i rotoli sulle anime A nella culla di avvolgimento 5, un nuovo tubo T viene scaricato sui cilindri 49, 51 per essere suddiviso in una nuova serie di anime tubolari A che verranno inserite nella culla 5 nel successivo ciclo di avvolgimento.

Completato l'avvolgimento, i rulli 1, 3 e 9 vengono fermati ed il braccio oscillante 17 viene fatto oscillare in verso orario, secondo la freccia fl7, dall’attuatore 18 per scaricare la serie di rotoli RI sul piano di scarico 15. I rotoli Ri rotolano sul piano 15 e si fermano al termine di esso andando a battuta contro i cilindri 25, 23, quest'ultimo trovandosi, a tale scopo, nella posizione 23Y. Con R2 è contrassegnata la -posizione .che i rotoli R assumono al termine del rotolamento lungo il piano di scarico 15.

Raggiunta questa posizione, il materiale nastriforme N è ancora collegato ai rotoli R2 ed occorre effettuare il taglio del materiale nastriforme stesso per iniziare l'avvolgimento sulla successiva serie di.anime tubolari^A che vengono portate nella culla di avvolgimento 5 nel modo precedentemente descritto.

A tale scopo il carrellino 31 effettua una corsa trasversale in modo tale da effettuare simultaneamente tre azioni:

1.applicare, tramite l'ugello 33, una striscia di collante su una zona del materiale nastriforme che si trova tra la traiettoria del carrellino 31 ed i rotoli in posizione R2,

2.tagliare il materiale nastriforme trasversalmente tramite il coltello 37,

3.applicare una striscia di collante tramite l'ugello 35 sulle nuove anime tubolari che nel frattempo sono state disposte nella culla 5 in posizione A2, nel modo precedentemente descritto.

Completato il taglio del materiale nastriforme tramite il coltello 37, i rotoli R2 vengono posti in rotazione in modo da avvolgere anche la coda di materiale nastriforme ottenuta -dal taglio operato dalu coltello 37. Poiché la coda è corredata del collante applicato dall'ugello 33, ponendo in rotazione i rotoli R2 si ottiene anche l'incollaggio e la chiusura del lembo terminale dei rotoli stessi.

A tale scopo, il cilindro 23 viene spostato nella posizione 2.3X,..in cui .gli assi, dei cilindri 23, 25 si trovano sostanzialmente allineati in un piano orizzontale. I rotoli R2 si appoggiano in questo modo solo sui cilindri 23, 25 e non sul piano di scarico 15, in modo tale che portando in rotazione i cilindri 23, 25 in verso anti-orario si ottiene la chiusura del lembo libero dei rotoli R2.

Successivamente i rotoli così completati ed incollati vengono scaricati su un nastro convogliatore od altro dispositivo idoneo (non mostrato), portando il cilindro 23 nella posizione mostrata a tratto pieno in Fig.l. Alternativamente, lo scarico può avvenire tramite una spinta assiale sul rotolo, ottenuta per mezzo di uno spintore che trasla tra i cilindri 23, 25 parallelamente ai loro assi. In tal casi'interasse tra i cilindri 23, 25 può essere leggermente maggiore.

Considerando i tempi di avvolgimento relativamente lunghi, necessari per formare i rotoli R di grande diametro, le operazioni di avvolgimento del lembo libero dei rotoli in posizione R2 e di taglio dei tubi T .avvengono in ombra rispetto all'avvolgimento dei rotoli nella culla 5.

E' inteso che il disegno non mostra che una esemplificazione data solo quale dimostrazione pratica del trovato, potendo detto trovato variare nelle forme e disposizioni., senza peraltro uscire dall'ambito del concetto che informa il trovato stesso. L'eventuale presenza di numeri di riferimento nelle rivendicazioni accluse ha lo scopo di facilitare la lettura delle rivendicazioni con riferimento alla descrizione ed al disegno e non limita l'ambito della protezione rappresentata dalle rivendica -zioni.

Claims (5)

1. Rivendicazioni 1. Macchina ribobinatrice per la produzione di rotoli di materiale nastriforme, comprendente: una-i.coppia di rulli avvolgitori (1, 3) definenti una culla di av olgimento (5); mezzi alimentatori (13) per alimentare un materiale nastriforme (N) verso detta culla (5); mezzi di taglio (14) per tagliare longitudinalmente detto materiale nastriforme (N); mezzi inseritori (55) per l'inserimento di una.pluralità di anime tubolari (A) di avvolgimento, assialmente allineate, in detta culla di avvolgimento (5); una stazione di taglio (49, 51) disposta a monte di detti rulli avvolgitori (1, 3), con una pluralità di utensili (67) per suddividere, ortogonalmente al proprio asse, un tubo (T) di elevata lunghezza in anime tubolari (A) di lunghezza limitata; caratterizzata dal fatto che in detta stazione di taglio (49, 51) è disposto un mandrino (71) con mezzi per inserire detto mandrino (71) in detto tubo (T) e per estrarre il mandrino dalle anime tubolari ottenute dalla suddivisione di detto tubo.
2. 2. Macchina come da rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto mandrino è supportato folle da mezzi di supporto in detta stazione di taglio.
3. 3. Macchina come da rivendicazione l o 2, caratterizzata dal fatto che detta stazione di taglio comprende una coppia di cilindri (49, 51) ad assi paralleli, uno almeno dei quali è motorizzato, definenti una culla di accoglimento dei tubi (T) da tagliare.
4. 4... Macchina come da rivendicazione 3, caratteriz--zata dal fatto che al di sopra di detti cilindri (49, 51) è disposta una guida (63) lungo la quale sono posizionati gli utensili (67).
5. 5. Metodo per produrre una pluralità di rotoli di materiale nastriforme avvolto su anime tubolari (A) di avvolgimento, comprendente,le fasi di: disporre una coppia di rulli avvolgitori (1, 3) tra loro affiancati per definire una culla di avvolgimento (5), inserire, in detta culla di avvolgimento, una serie di anime tubolari (A) allineate assialmente, avvolgere, su ciascuna di dette anime, una porzione longitudinale di un materiale nastriforme (N), al termine dell'avvolgimento di una serie di rotoli (RI) su detta serie di anime tubolari (A) in detta culla, scaricare i rotoli completati ed inserire una nuova serie di anime tubolari, inserire un mandrino assiale (71) in un tubo (T) di elevata lunghezza e suddividere tramite una serie di utensili (67) detto tubo ortogonalmente al proprio asse per ottenere detta serie di anime tubolari (A), detti utensili cooperando con detto mandrino inserito in detto tubo; caratterizzato dal fatto che detto mandrino viene estratto dalle anime tubolari ottenute dalla suddivisione di detto tubo prima di inserire dette anime tubolari nella culla di avvolgimento.