ITLU20100003A1 - Punzone per bobine di materiale avvolto in rotolo - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

dell’Invenzione Industriale dal titolo:

PUNZONE PER BOBINE DI MATERIALE AVVOLTO IN ROTOLO

DESCRIZIONE

L’invenzione sì rivolge al settore delle macchine per la lavorazione di materiali sottili a sviluppo lineare e più nel dettaglio si riferisce ad un punzone per il sostegno di bobine di materiale avvolto in rotolo.

A titolo esemplificativo, e non limitativo, si descriverà l’applicazione dell'invenzione al settore cartario.

Nelle cartiere vengono prodotte bobine di carta nastriforme che hanno diametri anche più grandi di due metri, pesano solitamente tra 1000 e 4000 kg ed hanno un'anima interna di forma cilindrica tubolare in cartone o materiale plastico, sulla quale à ̈ avvolto il materiale nastriforme stesso.

Ad ogni estremità di detta anima vengono inseriti due cilindri di materiale metallico, plastico o composito in resina e fibre di carbonio, chiamati nel settore punzoni.

Ogni punzone sporge dalla rispettiva estremità della bobina, in modo da fungere da elemento di presa per lo spostamento della bobina stessa e da supporto nelle macchine ribobinatrici, cioà ̈ nelle apparecchiature atte a svolgere le bobine di carta per formare rotoli più piccoli.

Secondo tecnica nota, un punzone atto a supportare in coppia con un altro punzone una bobina di carta, comprende generalmente una struttura di raccordo atta ad approssimare la superficie cilindrica interna dell’anima della bobina, sulla quale sono fissati: un elemento di centraggio e spinta necessario per il montaggio della bobina stessa sulle macchine ribobinatrici e un disco, o una superficie anche discontinua, fungenti da mezzi di battuta per l’appoggio all’anima di detta bobina.

Nell’uso, detti mezzi di battuta e detta struttura di raccordo collaborano rispettivamente per supportare la forza di spinta assiale esercitata dall’elemento di centraggio e spinta e la forza verticale dovuta al peso della bobina. Dette forze in gioco sono molto elevate.

Inoltre, la dimensione dei punzoni varia al variare della dimensione e del peso della bobina da lavorare, in funzione soprattutto de! diametro interno dell’anima utilizzata.

L’operatore addetto alla preparazione delle bobine sulla macchina ribobinatrice trova elevate difficoltà nel gestire e movimentare punzoni di peso elevato, in quanto ciò significa sollevare ed inserire nel corpo della bobina punzoni anche di 40-50 Kg di peso.

Per cercare di risolvere tali inconvenienti, attualmente vengono impiegati punzoni realizzati con materiali più leggeri, ma altrettanto resistenti, come ad esempio la fibra di carbonio, oppure punzoni scomponibili in due parti coassiali, consentendo all’operatore di suddividere gli sforzi, movimentando singolarmente le parti del punzone.

In quest’ultimo caso i punzoni sono costituiti da un corpo cilindrico centrale provvisto dell’elemento di centraggio e spinta e da un adattatore, coassiale a detto corpo cilindrico centrale.

Detto adattatore à ̈ costituito da un disco, o una superficie anche discontinua, fungente da mezzo di battuta per l’anima di detta bobina; da una struttura di raccordo di forma tubolare, ad alette o a traliccio reticolare, in grado di approssimare la superficie cilindrica interna dell’anima della bobina, e da un'eventuale superficie cilindrica che funge da interfaccia tra l’adattatore e il corpo cilindrico centrale.

Anche tali punzoni tuttavia presentano alcuni limiti o svantaggi. I punzoni in fibra di carbonio sono molto costosi.

I punzoni dotati di un adattatore con struttura di raccordo conformata ad alette sono poco resistenti, soprattutto alla forza assiale esercitata sull’elemento di centraggio e spinta.

In questo caso, i mezzi di battuta e la struttura di raccordo sono soggetti a danneggiamento: il peso della bobina tende ad indebolire i punti di saldatura e congiungimento della struttura di raccordo ai mezzi di battuta, già soggetti a flessione e deformazione a causa della spinta assiale esercitata dall’elemento di centraggio.

L’invenzione si propone di superare questi limiti, realizzando un punzone per bobine di materiale avvolto in rotolo che resista alle pressioni di lavoro assiali esercitate dalle macchine ribobinatrici ed alle forze verticali prodotte dal peso e dall’inerzia della bobina su di esso caricata.

Ulteriore scopo dell'invenzione à ̈ realizzare un punzone molto leggero e facilmente movimentabile dagli operatori che consenta di risparmiare tempo durante le fasi di sostituzione della bobina.

E’ ancora scopo dell’invenzione garantire resistenza e leggerezza al dispositivo, impiegando materiali economici, e conseguentemente, riducendo i costi di costruzione.

Gli scopi sono raggiunti con un punzone per bobine di materiale avvolto in rotolo aventi un’anima cilindrica tubolare, provvisto di un asse longitudinale, comprendente:

- un elemento di centraggio e spinta atto a sopportare le forze in gioco;

- una struttura di raccordo, atta ad approssimare la superficie cilindrica interna dell’anima della bobina, per trasferire all’elemento di centraggio e spinta le forze verticali agenti sulla bobina in condizioni di lavoro;

- mezzi di battuta, atti a trasferire la forza di spinta assiale dell'elemento di centraggio e spinta contro l’anima della bobina, caratterizzato dal fatto che comprende una pluralità di tiranti aventi una prima estremità atta a cooperare con detti mezzi di battuta ed una seconda estremità atta a cooperare con detta struttura di raccordo, in cui detti tiranti formano un angolo con l’asse longitudinale di detto punzone, per determinare il trasferimento della forza di spinta assiale da detto elemento di centraggio e spinta a detta anima della bobina. Secondo un aspetto dell’invenzione, detta pluralità di tiranti à ̈ realizzata da una superficie continua disposta con la stessa inclinazione rispetto all’asse longitudinale del punzone.

Secondo un aspetto preferito, detto punzone comprende mezzi di ancoraggio disposti all’estremità opposta rispetto ai detti mezzi di battuta.

Secondo un ulteriore aspetto preferito, detta seconda estremità di detti tiranti à ̈ atta a cooperare con detti mezzi di ancoraggio.

Secondo un altro aspetto, detta struttura di raccordo comprende un elemento centrale allungato e una pluralità di aste atte a collegare detti mezzi di battuta con detti mezzi di ancoraggio.

Secondo una variante dell’invenzione, detto punzone comprende un elemento centrale allungato ed un elemento adattatore, ove detto elemento adattatore comprende mezzi di battuta, mezzi di ancoraggio, una struttura di raccordo, una pluralità di tiranti ed un cilindro cavo atto ad ospitare detto elemento centrale allungato e su cui sono fissati detti mezzi di battuta e di ancoraggio.

L’invenzione presenta numerosi vantaggi.

La presenza di tiranti garantisce una buona resistenza alle forze prodotte dalle pressioni di lavoro in gioco: in particolare, 1’inclinazione di detti tiranti consente di governare il trasferimento della forza assiale esercitata sull’elemento di centraggio e spinta, all’anima della bobina, mediante i detti mezzi di battuta, senza che siano danneggiati né i mezzi di battuta, né la struttura di raccordo. Tali tiranti, infatti, si prendono carico di gran parte della forza assiale di spinta, alleggerendo i mezzi di battuta da forze che potrebbero generare sollecitazioni di tipo flessionale.

In tal modo, la parte di struttura di raccordo, che non à ̈ più soggetta alla forza assiale di spinta, ma deve sopportare principalmente le forze verticali agenti sulla bobina, può essere realizzata in materiale meno resistente, ad esempio anche in materiale plastico, e di conseguenza meno costoso.

Ancor più vantaggiosamente, la struttura del punzone risulta molto leggera, e l’intero punzone diviene più maneggevole e facilmente movimentabile dagli operatori durante le fasi di inserimento della bobina e posizionamento delia stessa sulle macchine ribobinatrici. Ne consegue un notevole risparmio di manodopera, una riduzione dei tempi di lavorazione ed un più generale contenimento dei costi.

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, in sezione trasversale, un punzone per bobine di materiale avvolto in rotolo secondo una prima variante dell’invenzione;

la Fig. 2 rappresenta, in vista assonometrica, il punzone di Fig. 1 ; la Fig. 3 rappresenta, in sezione trasversale, un punzone per bobine di materiale avvolto in rotolo secondo una forma realizzativa alternativa dell’invenzione;

la Fig. 4 rappresenta, in vista assonometrica, il punzone di Fig. 3; la Fig. 5 rappresenta, in vista assonometrica parzialmente esplosa, il punzone di Fig. 3;

la Fig. 6 rappresenta, in sezione trasversale, una bobina di materiale cartaceo provvista di una coppia di punzoni secondo l’invenzione;

la Fig. 7 rappresenta uno schema statico della struttura resistente del punzone secondo l’invenzione.

Con riferimento alle Figg. 1 e 2, à ̈ mostrato un punzone 1 per bobine 2 di materiale avvolto in rotolo attorno ad un’anima 2’ di forma cilindrica tubolare in cartone o plastica.

Detto punzone 1, dotato di un asse longitudinale x, comprende essenzialmente un elemento di centraggio e spinta 3 atto a supportare le forze in gioco, una struttura di raccordo 4 conformata per approssimare la superficie cilindrica interna dell’anima 2’ della bobina 2 e atta a trasferire all’elemento di centraggio e spinta 3 le forze verticali agenti sulla bobina 2, e mezzi di battuta 5 atti a trasferire contro l’anima 2’ della bobina 2 la forza di spinta assiale dall'elemento di centraggio e spinta 3.

Detto elemento di centraggio e spinta 3 Ã ̈ atto a fungere da punto di presa per la bobina 2, e quindi consentirne la movimentazione in magazzino ed il montaggio su una macchina ribobinatrice.

Detti mezzi di battuta sono costituiti da un disco 5, provvisto di una pluralità di forature di alleggerimento 5\ avente diametro maggiore rispetto al diametro interno dell’anima 2’ della bobina 2, Detto disco di battuta 5 à ̈ infatti atto ad appoggiarsi all’anima 2’ di detta bobina 2. Detta struttura di raccordo 4 comprende una pluralità di alette 14 disposte radialmente rispetto all’asse longitudinale x del punzone 1. Dette alette 14, alleggerite mediante forature 14’, sono associate per il loro lato corto al disco di battuta 5, mentre per una porzione del loro lato più lungo sono unite ad un anello di collegamento 4’, anch’esso coassiale rispetto all’asse longitudinale x del punzone 1.

Detto punzone 1 comprende inoltre una pluralità di tiranti 6 disposti per collegare il disco di battuta 5 con l’anello di collegamento 4’ della struttura di raccordo 4.

Prime estremità 6’ di detti tiranti 6 sono filettate e fissate mediante dadi 11 al disco di battuta 5 lungo una sua circonferenza prossima alla circonferenza interna dell’anima 2’ della bobina 2, mentre seconde estremità 6†di detti tiranti 6 sono fissate all’interno di apposite asole 12 disposte sull’anello di collegamento 4’ della struttura di raccordo 4.

In tal modo, detti tiranti 6 formano un angolo acuto a con l’asse x di detto punzone.

Secondo una variante non illustrata detta pluralità di tiranti 6 à ̈ sostituita da una superficie continua, disposta in modo da delimitare, attorno all’asse longitudinale x del punzone, un volume troncoconico la cui ipotetica generatrice forma anch’essa un angolo a con detto asse x.

Con particolare riferimento alle Figg. 3-5 detto punzone 1 à ̈ diviso in due parti, reversibilmente associabili tra loro: un elemento centrale allungato 8 e un adattatore 9 atto ad occupare il volume cilindrico cavo tra detto elemento centrale 8 e l’anima 2’ della bobina 2.

In particolare, detto elemento centrale allungato 8 à ̈ associato, mediante una sua estremità 8’, a detto elemento di centraggio e spinta 3, mentre detto elemento adattatore 9 comprende mezzi di battuta 5, mezzi di ancoraggio 7, una struttura di raccordo 4, una pluralità di tiranti 6 ed un cilindro cavo 10 atto ad ospitare detto elemento centrale allungato 8 e su cui sono fissati detti mezzi di battuta 5 e di ancoraggio 7.

Detti mezzi di battuta 5 e detti mezzi di ancoraggio 7 sono realizzati mediante dischi, provvisti di forature di alleggerimento 5' e 7', e sono stabilmente associati alle estremità di detto cilindro cavo 10. Detti dischi di battuta 5 e di ancoraggio 7 sono disposti coassialmente a detto cilindro cavo 10 ed hanno diametro maggiore rispetto al diametro esterno di detto cilindro. Gli stessi mezzi di battuta e di ancoraggio possono in alternativa essere realizzati mediante superfici discontinue.

Detta struttura di raccordo 4 comprende una pluralità di aste 24 atte a collegare, parallelamente a detto cilindro cavo 10, detti dischi di battuta 5 e di ancoraggio 7, fissandosi ad essi, lungo una loro circonferenza prossima alla circonferenza interna dell’anima 2’ della bobina 2, mediante dadi 13.

Come illustrato nelle Figure 3-5, i tiranti 6 collegano detti dischi di battuta 5 e di ancoraggio 7: in particolare, prime estremità 6’ di detti tiranti 6 sono fissate mediante dadi 11 al disco di battuta 5 lungo una sua circonferenza prossima alla circonferenza interna dell’anima 2’ della bobina 2, mentre seconde estremità 6" filetate di detti tiranti 6 sono fissate mediante dadi 14 al disco di ancoraggio 7 lungo una sua circonferenza intermedia prossima alla circonferenza del cilindro cavo 10.

Nell'uso il cilindro cavo 10 à ̈ ato ad ospitare l’elemento centrale allungato 8, e l'elemento adatatore 9 à ̈ atto ad essere infilato nell'anima 2’ della bobina 2, approssimandone la superficie interna. Con riferimento alla Fig. 6 à ̈ illustrata una bobina 2 di materiale cartaceo avvolta su un’anima in cartone 2’ e provvista alle sue estremità di una coppia punzoni 1 realizzati secondo l'invenzione. La bobina 2 così preparata, con i due punzoni 1 disposti uno a destra e uno a sinistra della sua anima 2’, à ̈ pronta ad essere movimentata, sollevata e posizionata su una macchina ribobinatrice. Con particolare riferimento alla Fig. 7 à ̈ illustrato uno schema statico della struttura resistente con cui il punzone 1 vince le forze e le sollecitazioni in gioco, ovvero la spinta assiale F esercitata sul punzone 1 dalla macchina ribobinatrice su cui à ̈ montato e la forza peso P della bobina 2 che esso supporta.

La strutura resistente à ̈ scomponibile in due parti.

Una prima struttura triangolare A approssima la disposizione dei tiranti 6 con elementi inclinati resistenti a trazione e la disposizione dell'elemento centrale allungato 8 con un puntone resistente a compressione. Tale struttura triangolare A consente di trasferire la forza assiale F esercitata dalla macchina ribobinatrice sull’elemento centrale allungato 8, da detto elemento centrale 8 all’anima 2’ della bobina 2.

In altri casi, come ad esempio quello illustrato in Figg. 1 e 2, la funzione svolta dall’elemento centrale allungato 8, può essere ugualmente compiuta dalla struttura di raccordo 4, ed in particolare dalla porzione delle alette 14 più vicina all'asse x del punzone, che coopera con i tiranti 6 mediante l’anello di collegamento 4’.

Una seconda struttura a telaio B approssima la disposizione da una struttura di raccordo 4, costituita alternativamente da alette 14 o da aste 24, che consente di trasferire e scaricare sulla macchina ribobinatrice il peso P della bobina 2 montata sul punzone.

Come à ̈ evidente al tecnico del ramo, l’invenzione à ̈ stata descrìtta facendo riferimento a titolo esemplificativo a punzoni provvisti di una struttura resistente del tipo a tiranti, alette ed anello di collegamento, o a tiranti, aste ed elemento centrale, ma à ̈ assimilabile a qualsiasi punzone avente una struttura resistente approssimabile allo schema di Fig. 7, sempre raggiungendo i vantaggi che sono stati più sopra evidenziati. Ulteriormente, i particolari di costruzione, le dimensioni, ì materiali e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire daH’ambito della presente invenzione, così come descritto, illustrato e rivendicato.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1) Punzone {1) per bobine (2) di materiale avvolto in rotolo aventi un'anima cilindrica tubolare (2’), provvisto di un asse longitudinale (x), comprendente: - un elemento di centraggio e spinta (3) atto a sopportare le forze in gioco; - una struttura di raccordo (4), atta ad approssimare la superficie cilindrica interna dell’anima (2’) della bobina (2), per trasferire all’elemento di centraggio e spinta (3) le forze verticali agenti sulla bobina in condizioni di lavoro; - mezzi di battuta (5), atti a trasferire la forza di spinta assiale dell’elemento di centraggio e spinta (3) contro l’anima (2’) della bobina (2), caratterizzato dal fatto che comprende una pluralità di tiranti (6) aventi una prima estremità (6’) atta a cooperare con detti mezzi di battuta (5) ed una seconda estremità (6†) atta a cooperare con detta struttura di raccordo (4), in cui detti tiranti (6) formano un angolo (a) con l’asse longitudinale (x) di detto punzone, per determinare il trasferimento della forza di spinta assiale da detto elemento di centraggio e spinta (3) a detta anima (2’) della bobina (2).
2. 2) Punzone (1) per bobine (2) di materiale avvolto in rotolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dai fatto che detta pluralità di tiranti (6) à ̈ realizzata mediante una superficie continua disposta con la stessa inclinazione (a) rispetto all’asse longitudinale (x) del punzone (1).
3. 3) Punzone (1) per bobine (2) di materiale avvolto in rotolo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di ancoraggio (4’, 7) disposti all’estremità opposta ai detti mezzi di battuta (5).
4. 4) Punzone (1) per bobine (2) di materiale avvolto in rotolo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che dette seconde estremità (6†) di detti tiranti (6) sono atte a cooperare con detti mezzi di ancoraggio (4’, 7).
5. 5) Punzone (1) per bobine (2) di materiale avvolto in rotolo secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta struttura di raccordo (4) comprende una pluralità di alette (14) disposte radialmente rispetto all’asse longitudinale (x) del punzone (1), ove dette alette (14) sono associate per un loro lato corto ad un disco di battuta (5), mentre per una porzione di un loro lato più lungo sono unite ad un anello di collegamento (4’), anch’esso coassiale rispetto all’asse longitudinale (x) del punzone (1).
6. 6) Punzone (1) per bobine (2) di materiale avvolto in rotolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta struttura di raccordo (4) comprende un cilindro cavo (10) ed una pluralità di aste (24) atte a collegare detti mezzi di ancoraggio (7) con detti mezzi di battuta (5).
7. 7) Punzone (1) per bobine (2) di materiale avvolto in rotolo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che comprende un elemento centrale allungato (8) ed un elemento adattatore (9), ove detto elemento adattatore (9) comprende mezzi di battuta (5), mezzi di ancoraggio (7), una struttura di raccordo (4), una pluralità di tiranti (6) ed un cilindro cavo (10) su cui sono fissati detti mezzi di battuta (5) e di ancoraggio (7), atto ad ospitare detto elemento centrale allungato (8),