ITLU20090003A1 - Macchina per il taglio di rotoli di carta - Google Patents

Description

MACCHINA PER IL TAGLIO DI ROTOLI DI CARTA

DESCRIZIONE

L'invenzione sì rivolge al settore dell'industria cartaria e più nel dettaglio sì riferisce ad una macchina troncatrice del tipo a lama a disco per il taglio di lunghi bastoni, stecche dì interfogliato o rotoli di carta, detti anche logs, in porzioni di dimensioni ridotte.

In particolare, l'invenzione concerne un cinematismo dì azionamento di tale lama.

Secondo tecnica nota, le macchine troncatrici, per ricavare rotoli o pacchetti di carta ad uso civile o industriale comprendono sostanzialmente una struttura di avanzamento a passo per i logs, una sezione di taglio dotata di lama rotante ed un meccanismo di espulsione dei prodotti sezionati.

Normalmente la lama à ̈ dotata di un primo sistema dì movimentazione che le permette di ruotare attorno ad un'asse, e di un secondo sistema che le conferisce un movimento di tipo oscillante, rotativo o alternato, atto ad avvicinare ed allontanare la lama dai logs predisposti al taglio seguendo orbite per lo più circolari o ellittiche. Per questi cinematismi à ̈ ampiamente noto l'utilizzo di motori elettrici rotanti e (†̃impiego dì leverìsmì e componenti meccaniche aggiuntive quali bielle, manovelle, bracci, piastre, ecc...

Il sistema di alimentazione dei logs prevede nella maggior parte dei casi, l'impiego di un dispositivo a catena continua in grado di predisporre al taglio più logs in successione. Talvolta vengono ulteriormente disposti più log in parallelo, affiancati tra di loro, in modo che la lama, con una sola orbita, tagli più logs in sequenza,

La maggior parte delle macchine impiega sistemi di avanzamento e sistemi di taglio dei logs indipendenti, azionati da centraline dotate di un diverso software.

Alcune tipologie di macchine sono provviste ulteriormente di mezzi di affilatura per la lama, particolarmente soggetta ad usura in funzione delle condizioni e dei tempi dì lavoro, e di mezzi di compensazione dell'usura, ad esempio dei martinetti, che spostano il braccio della lama della quantità necessaria a compensare proprio la porzione consumata.

Normalmente i mezzi di affilatura sono associati al braccio di supporto della lama e seguono la stessa traiettoria, provocando un aumento di peso, di vibrazioni e di sbilanciamento del sistema mobile in relazione all'usura della lama.

Tali macchine troncatrici per il taglio di logs cartacei e stecche di interfogliato presentano alcuni limiti o svantaggi, soprattutto dovuti all’utilizzo di motori di tipo rotativo collegati a complessi cinematismi con leverismi che rendono la macchina più ingombrante, pesante nella sua gestione, costosa nella manutenzione e particolarmente soggetta a vibrazioni.

In particolare le vibrazioni provocano svantaggiosamente una notevole perdita nella qualità e produttività del processo: a causa del fenomeno vibratorio infatti il filo della lama presenta delle irregolarità nello spessore, compromettendo la precisione del taglio.

Alcune macchine impiegano riduttori o appositi sistemi, come ad esempio cinghie dentate o cremagliere, per trasformare il moto rotatorio della lama in un movimento lineare, cercando di ottenere un cinematismo più preciso e con un funzionamento più fluido e veloce. Purtroppo questi sistemi aggiuntivi introducono comunque pesanti giochi meccanici, limitando svantaggiosamente la velocità del taglio ed annullando i benefici ricercati.

Ulteriore svantaggio consiste nella difficoltà di sincronizzare tra loro i due diversi software che gestiscono separatamente il movimento della lama e l’avanzamento dei logs.

L’orbita completa compiuta dalla lama à ̈ inoltre di tipo circolare o ellittico, e di conseguenza la traiettoria seguita dalia lama all’interno del log corrisponde ad un ampio arco di cerchio o di ellisse: la lunga permanenza della lama nel log svantaggiosamente provoca il surriscaldamento della stessa con gli inevitabili problemi di vibrazione e imprecisione. Per un buon taglio del log à ̈ infatti necessario che la lama rimanga fredda e che quindi permanga il minor tempo possibile all'interno del log.

Nel caso che più logs vengano disposti parallelamente, a seconda del diametro e della densità del materiale, l'arco compiuto dalla lama in rotazione all'interno del rotoli di carta à ̈ ulteriormente prolungato, con le dannose conseguenze di surriscaldamento e vibrazioni già esposte.

Ulteriormente la conformazione delle macchine tradizionali e la rispettiva disposizione delle loro parti, non permette di sfruttare il movimento dì ritorno della lama per eseguire un ulteriore taglio, non ottimizzando i tempi di lavoro.

L’invenzione si propone di superare questi limiti, realizzando un macchina per il taglio di rotoli dì carta che;

- impieghi un cinematismo dì movimentazione della lama veloce, preciso e fluido;

- riduca al minimo i problemi di ingombro dovuti a superflui leverismì;

- elimini le vibrazioni e riduca i problemi dì surriscaldamento della lama;

- regoli perfettamente l’usura della lama e la compensazione della distanza tra il filo tagliante e le dimensioni del logs utilizzando un sistema di affilatura svincolato dai cinematismi dì movimentazione della lama;

- gestisca nel modo corretto l'interferenza tra la lama rotante e il nastro trasportatore di avanzamento dei rotoli per non creare interferenze;

ottimizzi i tempi di lavoro, sfruttando un ciclo completo di movimento della lama per tagliere più logs senza perderne in precisione;

- elimini la possibilità di fermi macchina dovuti alla complessità delle parti meccaniche;

- riduca i costi di costruzione e di manutenzione.

Tali scopi sono raggiunti con una macchina per il taglio di rotoli dì carta supportati da un’apposita struttura di sostegno e avanzamento, comprendente:

- una lama;

- primi mezzi motori atti ad imprimere a detta lama un movimento rotatorio attorno ad un’asse z;

- un cinematismo atto a fornire a detta lama un movimento di avvicinamento e allontanamento rispetto a detti rotoli di carta; - un cinematismo di affilatura per detta lama;

- una centralina con software di controllo dei movimenti; caratterizzata dal fatto che detto cinematismo comprende secondi mezzi motori atti a fornire a detta lama un movimento di traslazione con traiettoria lineare.

Il cinematismo atto ad avvicinare o allontanare Sa lama dal log predisposto per il taglio à ̈ preferìbilmente del tipo comprendente una rotaia e una slitta, in cui a detta slitta sono associati i primi mezzi motori impiegati per imprimere la rotazione delia lama attorno all’ asse z.

Ulteriormente deti secondi mezzi motori sono preferibilmente del tipo lineare, comandati dalla centralina di controllo, in modo da accelerare o decelerare la slitta lungo la rotaia secondo un criterio prestabilito.

Una variante preferita di realizzazione di detta macchina troncatrice prevedere che il cinematismo dì avvicinamento e allontanamento della lama al log sia associato ad un encoder lineare atto a rilevare e fornire la misura delio spostamento della lama stessa alla centralina di controllo.

Secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione, anche il sistema di affilatura à ̈ associato ad un cinematismo comprendente mezzi motori, preferibilmente del tipo lineare, atti a fornirgli un movimento traslatorio, e un sensore di prossimità, atto a rilevare l'usura della lama ed ad inviare un segnale alla centralina di controllo.

Preferibilmente detta centralina, in base ai segnali ricevuti dall'encoder lineare e dal sensore di prossimità, modifica l’ampiezza del movimento traslatorio della lama e del sistema di affilatura.

Varianti possibili dell'invenzione prevedono l'aggiunta dì una seconda lama movimentata dallo stesso cinematismo di traslazione, oppure l'inserimento di almeno una seconda struttura di supporto ed avanzamento per i rotoli, posizionata da parte opposta rispetto alla prima struttura già impiegata, con riferimento ad un piano passante per l'asse di rotazione z della lama e normale alla rotaia del cinematismo,

In tale ultima variante à ̈ preferibile che la posizione delle strutture di supporto sia tale che velocità dì taglio cui sono soggetti i rotoli, equivalente alla somma delle componenti proiettate lungo la direzione di avanzamento della lama dei vettori velocità di traslazione e velocità di rotazione della lama, sia massimizzata.

L’invenzione presenta numerosi vantaggi:

- la lama compie un traiettoria rettilìnea, più breve rispetto alle tradizionali orbite ellittiche o circolari, con riduzione del tempo di permanenza della lama stessa all'interno dei logs ed eliminazione degli inconvenienti dovuti al surriscaldamento, quali ad esempio le vibrazioni;

- sì ottiene un taglio preciso, pulito e veloce;

- utilizzando motori lineari separati per le funzioni di movimentazione della lama e di affilatura si evita la necessità di impiego di ulteriori l everis e ingranaggi meccanici per la gestione del moto e l'affilatura della lama, con conseguente riduzione degli spazi dì ingombro, degli eventuali problemi meccanici e dei relativi costi di manutenzione;

- la macchina sfrutta la tecnologìa di encoder e sensori per sincronizzare le fasi di avanzamento e taglio dei log senza problemi di interferenza tra le parti;

- si ottimizzano I tempi di lavoro impiegando più lame contemporaneamente gestite da un solo cinematìsmo di traslazione, oppure sfruttando la traiettoria rettilinea di ritorno della lama per il taglio di piu logs, ovvero si migliora il procedimento di taglio se si dispongono i rotoli in modo che si massimizzi la sommatoria delle componenti vettoriali di avanzamento e di rotazione della lama.

I vantaggi dell'invenzione saranno maggiormente evidenti nel seguito, in cui vengono descritte modalità preferite di realizzazione, a titolo esemplificativo e non limitativo, e con l'aiuto delle figure dove: la Fig. 1 rappresenta una vista frontale della macchina per il taglio dei rotoli di carta secondo un primo modo di attuare l'invenzione; la Fig. 2 rappresenta la vista laterale della stessa macchina mostrata in Fig. 1 ;

la Fig, 3 rappresenta una vista frontale di una variante preferita di realizzazione della macchina.

Con riferimento alle Fìgg. 1-2, à ̈ mostrato una struttura 1 dì scorrimento e avanzamento per rotoli di carta L, o logs, da tagliare in porzioni più piccole mediante una lama 2, girevolmente supportata e movimentata da mezzi motori 3 e cinematismi di traslazione 4.

in particolare la lama 2 movimentata dal motore rotante 3, ruota attorno ad un’asse z e contemporaneamente tra sia lungo una traiettoria T rettiiinea in direzione dei logs L predisposti al taglio. Detta traiettoria T appartiene ad un piano perpendicolare all’asse z di rotazione.

La linea tratteggiata I rappresenta l’ingombro della lama 2 durante ii percorso semplice compiuto dalla lama stessa, tra due posizioni dì fermo estreme corrispondenti ad una posizione di totale affondamento all’interno dei rotolo L e di totale fuoriuscita rispetto ai rotolo stesso. L'ampiezza di detto percorso può essere regolata in funzione del diametro della lama 2 e del rotolo di carta L da tagliare e dell’usura della lama stessa.

La traiettoria T à ̈ compiuta grazie a secondi mezzi motori 5 a cui deta lama 2 à ̈ connessa: in particolare un motore di tipo lineare comanda lo scorrimento, su una rotaia 6, di una slitta 7 a cui à ̈ associato il motore 3 che provoca la rotazione della lama 2 attorno all'asse z.

li sistema dì avanzamento 1 per alimentare i rotoli L à ̈ di tipo noto e comprende ad esempio due piani longitudinali di guida 19-20, disposti obliquamente per formare una culla di contenimento per detti rotoli. Questi rotoli L sono movimentati lungo detta culla per mezzo dì un nastro trasportatore o di un sistema a catene 16 messo in rotazione da ruote dentate o rulli 18 secondo tecnica nota. Sul nastro trasportatore o catena 16 sono fissate delle palette di spinta 17, nel gergo tecnico dette facchini, atte a spingere in avanzamento ì rotoli L verso il sistema di taglio e a mantenerli In posizione durante l'affondamento della lama 2, 1 piani di guida 19-20 sono disposti infatti distanziati tra loro, per permettere il passaggio delle palette 17 scorrevoli con la catena 16,

La posizione della struttura 1 à ̈ tale per cui si sommino in modo positivo le componenti, lungo la direzione di avanzamento della lama 2, dei vettori velocità di rotazione e velocità di traslazione della lama, in modo da velocizzare il taglio del rotolo L.

Il coordinamento tra i mezzi motore rotanti 3, il cinematismo di traslazione 4 e il sistema di avanzamento 1 dei logs L à ̈ governato da una centralina di comando (non illustrata) che, secondo un programma software pre-caricato, avvicina o allontana la lama 2 dai logs L in modo accelerato o decelerato ricevendo informazioni da un encoder lineare (non illustrato), provvisto sui cinematìsmi 4, che rileva e trasmette tutti gli spostamenti.

Detta centralina controlla inoltre velocità, corsa, accelerazione e decelerazione dell'intero sistema tagliante lungo la traiettoria T, assicurando una buona qualità del taglio.

La macchina troncatrice à ̈ provvista ulteriormente di cinematismi 11 di affilatura della lama 2 e di compensazione dell'ampiezza della traiettoria T compiuta dalla stessa. In particolare detti cinematismi 11 comprendono mezzi motori 12 lineari di traslazione, una rotaia 14, una slitta 13 su cui sono girevolmente montati, secondo assi paralleli all’asse z, due dischi abrasivi 10 che agiscono sul filo tagliante della lama 2.

Associato a detti cinematismi 11 à ̈ posto un sensore di prossimità (non illustrato) che rileva la posizione del filo tagliante della lama 2, inviando un segnale alia centralina di controllo che modifica di conseguenza la posizione reciproca di detta lama 2 con detti dischi di affilatura 10 per compensare l’usura della lama stessa.

La Fig. 3 illustra una variante particolare della macchina troncatrice, in cui à ̈ presente una seconda struttura 1 ’ di avanzamento e scorrimento di secondi rotoli di carta L'

Per mantenere elevata la velocità di taglio, detta seconda struttura 1’ à ̈ posizionata parallelamente alla prima, ma in modo diametralmente opposto rispetto ad essa, con riferimento alle posizioni estreme di traslazione assunte dalla lama 2.

Il funzionamento del sistema di taglio à ̈ il seguente.

Almeno un rotolo di carta L viene posizionato su una struttura 1, viene spinto in avanzamento da palette 17, girevoli su una nastro trasportatore o catena 16, ed avvicinato alla sezione di taglio. Una lama 2 seziona il rotolo L in porzioni più piccole, smaltite ed allontanate dalla posizione di lavoro da un sistema dì espulsione di tipo noto.

Prima della fase di sezionatura, il rotolo di carta L viene spinto e fatto avanzare oltre al piano di taglio rappresentato dalla lama 2, di una quantità che si desidera tagliare.

La lama 2 viene movimentata attraverso cinematismi 3-4 atti a conferìrle un moto di roto-traslazione e compie la sua traiettoria T affondando e ritraendosi dal rotolo di carta L , ortogonalmente al suo asse, eseguendo un taglio netto e preciso.

Il funzionamento della variante illustrata in Fig. 3 prevede che Sa traiettoria T compiuta dalasse z dalla lama 2 sia prolungata: il percorso di ritorno dalla prima posizione di affondo alla posizione di fermo prosegue oltre fino a realizzare una seconda posizione di affondo all’interno del secondo rotolo L' disposto sulla struttura aggiuntiva di avanzamento 1

Come à ̈ evidente ai tecnico del ramo, l'invenzione à ̈ stata descritta facendo riferimento a titolo esemplificativo al taglio di un rotolo di carta in porzioni piu piccole dello stesso, ma può essere utilizzata anche per altri scopi, quali ad esempio la sola rifinitura delle testate di detti rotoli.

Ulteriormente la macchina troncatrice secondo l'invenzione fa riferimento al taglio di rotoli di materiale cartaceo, ma à ̈ applicabile più in generale al taglio di rotoli di qualsiasi natura, ad esempio rotoli di film plastici, o qualsiasi elemento allungato, tubolare e non, da suddividere in porzioni dì misura prefissata.

Infine i mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere dì diversa natura, sempre raggiungendo i vantaggi che sono stati più sopra evidenziati.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina per il taglio di rotoli di carta (L) supportati da un'apposita struttura dì sostegno e avanzamento (1 ), comprendente: - una lama (2): - primi mezzi motori (3) atti ad imprimere a detta lama (2) un movimento rotatorio attorno ad un’asse z; - un cinematismo (4) atto a fornire a detta lama (2) un movimento di avvicinamento e allontanamento rispetto a detti rotoli (L) di carta; - un cinematismo di affilatura { 11 ) per detta lama (2); - una centralina con software dì controllo dei movimenti; caratterizzata dal fatto che detto cinematismo (4) comprende secondi mezzi motori (5) atti a fornire a detta lama (2) un movimento di traslazione con traiettoria lineare (T).
2. 2. Macchina per il taglio dì rotoli di carta secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto cinematismo (4) comprende una rotaia (6) e una slitta (7) cui sono associati i primi mezzi motori (3).
3. 3. Macchina per il taglio di rotoli di carta secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che i secondi mezzi motori (5) comprendono un motore lineare.
4. 4. Macchina per il taglio di rotoli di carta secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto motore lineare (5) Ã ̈ comandato dalla centralina in modo da accelerare o decelerare la slitta (7) lungo la rotaia (6) secondo un criterio prestabilito.
5. 5. Macchina per il taglio di rotoli di carta secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che a detto cinematismo (4) Ã ̈ associato un encoder lineare atto a rilevare e fornire misura delio spostamento della lama (2).
6. 6. Macchina per il taglio di rotoli di carta secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto cinematismo di affilatura (11) comprendente mezzi motori (12) atti a fornirgli un movimento traslatorio.
7. 7. Macchina per il taglio di rotoli di carta secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dai fatto che detto cinematismo di affilatura (11) comprende una slitta (13) e una rotaia (14).
8. 8. Macchina per il taglio di rotoli di carta secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che detti mezzi motori (12) comprendono un motore lineare.
9. 9. Macchina per il taglio di rotoli di carta secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che detto cinematismo (11) di affilatura comprende un sensore di prossimità atto a rilevare l’usura delia lama (2) ed ad inviare un segnale alla centralina.
10. 10. Macchina per il taglio di rotoli di carta secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta centralina in base al segnali ricevuti dall’encoder lineare e dal sensore di prossimità modifica l'ampiezza del movimento traslatorio delia lama (2) e dei mezzi di affilatura.
11. 11 Macchina per il taglio di rotoli di carta secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende almeno una seconda lama (2’) movimentata dallo stesso cinematismo di traslazione {4) della prima lama (2).
12. 12, Macchina per il taglio di rotoli di carta secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende almeno una seconda struttura di supporto (1’) ed avanzamento per detti rotoli (L’), posizionata parallelamente alla prima, ma in modo diametralmente opposto rispetto ad essa, con riferimento alle posizioni estreme di traslazione assunte dalla lama 2.