ITMI20002399A1 - PERIPHERAL REWINDING MACHINE AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF LOGS OF SHEET MATERIALS - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione ha per oggetto una macchina ribobinatrice periferica e un relativo metodo di ribobinatura per la produzione di rotoli o logs di materiale in foglio, quale carta e simili, su un supporto o anima tubolare. The present invention relates to a peripheral rewinding machine and a relative rewinding method for the production of rolls or logs of sheet material, such as paper and the like, on a tubular support or core.
In una macchina ribobinatrice periferica, del tipo cui si riferisce l’invenzione, il rotolo viene avvolto intorno ad un’anima tubolare che viene posta in rotazione fra una tema di rulli che agiscono sulla periferia del rotolo in formazione, e le cui velocità vengono tenute costanti e uguali durante il ciclo di avvolgimento. In a peripheral rewinding machine, of the type to which the invention refers, the roll is wound around a tubular core which is rotated between a set of rollers which act on the periphery of the roll being formed, and whose speeds are kept constant and equal during the winding cycle.
La tema di rulli motorizzati forma uno spazio di dimensioni variabili in modo che i tre rulli siano sempre a contatto con il rotolo in formazione, mano a mano che questo aumenta di diametro. Due dei tre rulli sono posti ad una distanza fissa, in modo da definire una gola, attraverso la quale viene inserita l’anima, e in cui transita il materiale in foglio, mentre il terzo rullo o pressina è mobile per consentire l’aumento di diametro del rotolo e l’espulsione dello stesso al termine dell ’ avvolgimento. The theme of motorized rollers forms a space of variable dimensions so that the three rollers are always in contact with the roll being formed, as it increases in diameter. Two of the three rollers are placed at a fixed distance, so as to define a groove, through which the core is inserted, and in which the sheet material passes, while the third roller or presser is movable to allow the increase of roll diameter and its expulsion at the end of the winding.
In queste macchine ribobinatrici importante è la fase cosiddetta di scambio, cioè l’inserimento di una nuova anima nello spazio di avvolgimento, accompagnata da un apposito introduttore, e lo scarico del log completato, a seguito della rottura del materiale nastriforme. In these rewinding machines, the so-called exchange phase is important, that is, the insertion of a new core in the winding space, accompanied by a special feeder, and the unloading of the completed log, following the breaking of the web material.
Ciò viene ottenuto in svariati modi secondo la tecnica nota, che richiedono generalmente delle repentine variazioni di velocità di due dei tre rulli avvolgitori. This is achieved in various ways according to the known art, which generally require sudden speed variations of two of the three winding rolls.
Secondo alcuni metodi noti, la sola variazione di velocità di tali rulli, naturalmente di entità piuttosto elevata, provoca il tensionamento e lo strappo del nastro di carta a seguito della pinzatura dello stesso contro il rullo sul quale viene rinviato, pinzatura che può avvenire mediante la nuova anima che viene introdotta nella culla di avvolgimento. Dopo la rottura del nastro di carta, l’entrata della nuova anima nello spazio di avvolgimento e lo scarico del log formato avvengono per differenza di velocità tra i due rulli di entrata e i due rulli di uscita, rispettivamente. According to some known methods, the mere variation in speed of these rollers, naturally of a rather high entity, causes the tensioning and tearing of the paper web following its stapling against the roll on which it is returned, stapling which can take place by means of the new core that is introduced into the winding cradle. After the breaking of the paper web, the entry of the new core into the winding space and the unloading of the formed log occur due to the difference in speed between the two input rollers and the two output rollers, respectively.
Questo sistema di rottura della carta richiede, come detto in precedenza, forti variazioni di velocità tra i rulli, e in particolare forti accelerazioni della pressina, che inducono sollecitazioni alla struttura della macchina. Inoltre tali sistemi rendono difficile la separazione del materiale in foglio su una stessa linea di perforazione. This paper breaking system requires, as previously stated, strong variations in speed between the rollers, and in particular strong accelerations of the press, which induce stresses on the structure of the machine. Furthermore, such systems make it difficult to separate the sheet material on the same perforation line.
Altri sistemi utilizzano delle vere e proprie lame di taglio che sezionano il nastro a termine avvolgimento e richiedono complicati meccanismi di azionamento. Inoltre essi risultano poco flessibili in quanto sono vincolati ad effettuare il taglio su lunghezze di materiale in foglio ben determinate. Other systems use real cutting blades that cut the web at the end of the winding and require complicated drive mechanisms. Furthermore, they are not very flexible since they are constrained to perform the cut on well-determined lengths of sheet material.
Scopo dell’invenzione è quello di eliminare gli inconvenienti delle soluzioni della tecnica nota, e pertanto di fornire una macchina ribobinatrice e un metodo di ribobinatura che siano affidabili, semplici da realizzare e che garantiscano un taglio preciso del materiale in foglio. The purpose of the invention is to eliminate the drawbacks of the solutions of the known art, and therefore to provide a rewinding machine and a rewinding method that are reliable, simple to make and that guarantee a precise cut of the sheet material.
Questo scopo viene raggiunto con la macchina ribobinatrice secondo l’invenzione presentante le caratteristiche dell’annessa rivendicazione indipendente 1 e con il metodo di ribobinatura presentante le caratteristiche dell’annessa rivendicazione indipendente 8. This purpose is achieved with the rewinding machine according to the invention presenting the characteristics of the annexed independent claim 1 and with the rewinding method presenting the characteristics of the annexed independent claim 8.
Realizzazioni preferite dell’invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti. Preferred embodiments of the invention appear from the dependent claims.
Sostanzialmente, secondo l’invenzione, è prevista una lama portata da un organo rotante fulcrato sull’asse del rullo intorno al quale è rinviato il materiale nastriforme e rotante nello stesso senso di tale rullo. Basically, according to the invention, there is a blade carried by a rotating member pivoted on the axis of the roller around which the web material is returned and rotating in the same direction as that roller.
L’organo ruotante viene azionato quando il log è in fase di completamento ad una velocità uguale o sostanzialmente simile a quella de materiale nastriforme, per essere successivamente rallentato o accelerato, quando esso è all’interno della culla di avvolgimento, per provocare il tensionamento e la rottura del materiale. Normalmente la rottura del materiale avviene in corrispondenza di una linea di perforazione dello stesso. The rotating member is operated when the log is being completed at a speed equal to or substantially similar to that of the web material, to be subsequently slowed down or accelerated, when it is inside the winding cradle, to cause tensioning and the breaking of the material. Normally the breaking of the material occurs in correspondence with a perforation line of the same.
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione appariranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita a sue forme puramente esemplificative, e quindi non limitative di realizzazione, illustrate nei disegni annessi, in cui: Further features of the invention will appear clearer from the detailed description that follows, referring to its purely exemplary forms, and therefore not limiting of implementation, illustrated in the attached drawings, in which:
la figura è una vista laterale schematica degli elementi fondamentali della ribobinatrice secondo l’invenzione; the figure is a schematic side view of the basic elements of the rewinder according to the invention;
le figure da 1A a 6A sono viste come quella di figura 1, illustranti fasi successive del ciclo di avvolgimento secondo una prima forma di realizzazione dell’invenzione; Figures 1A to 6A are seen as that of Figure 1, illustrating successive phases of the winding cycle according to a first embodiment of the invention;
le figure da 1B a 6B sono viste come quella di figura 1 illustranti fasi successive del ciclo di avvolgimento secondo una seconda forma di realizzazione dell’ invenzione. Figures 1B to 6B are seen as that of Figure 1 illustrating successive phases of the winding cycle according to a second embodiment of the invention.
Con riferimento a tali figure, per ora in particolare alla figura 1, che illustra schematicamente qualche elemento in più della macchina, verrà fatta una descrizione sommaria di tali elementi. With reference to these figures, for now in particular to figure 1, which schematically illustrates some additional elements of the machine, a brief description of these elements will be made.
Nella descrizione che segue ci si riferirà al singolare agli elementi raffigurati nei disegni, essendo tuttavia evidente che molti di essi, quali bracci e leve, sono disposti a coppie, ai due lati della macchina. In the following description, reference will be made to the singular elements shown in the drawings, it being however evident that many of them, such as arms and levers, are arranged in pairs, on the two sides of the machine.
Nelle figure annesse, con W è indicato un materiale nastriforme, in particolare carta, che viene svolto da una bobina di grosse dimensioni, non mostrata, e, avanzando nel senso della freccia F, viene opportunamente tensionato da rulli RI, R2 e rinviato intorno ad un primo rullo avvolgitore A, per essere riavvolto in rotoli o logs 1, di diametro notevolmente più piccolo, intorno ad un’anima centrale 2. In the attached figures, W indicates a web-like material, in particular paper, which is unwound from a large reel, not shown, and, advancing in the direction of the arrow F, is suitably tensioned by rollers RI, R2 and returned around a first winding roller A, to be rewound in rolls or logs 1, of considerably smaller diameter, around a central core 2.
Il primo rullo avvolgitore A è associato ad un secondo rullo avvolgitore B, che determina con esso una gola 3, attraverso la quale vengono inserite le anime 2. The first winding roller A is associated with a second winding roller B, which determines with it a groove 3, through which the cores 2 are inserted.
L’ampiezza della gola 3 durante il funzionamento della macchina, è costante e non superiore al diametro dell’anima in modo che questa entri nella gola con un leggero forzamento. The width of the groove 3 during the operation of the machine is constant and not greater than the diameter of the core so that it enters the groove with a slight forcing.
Uno dei due rulli A, B, nell’esempio riportato il primo rullo avvolgitore A, è supportato da un braccio mobile 4, schematizzato in figura, fulcrato in 5, per regolare l’ampiezza della gola 3 al diametro dell’anima 2 che viene utilizzata. One of the two rollers A, B, in the example shown the first winding roller A, is supported by a movable arm 4, schematized in the figure, pivoted at 5, to adjust the width of the groove 3 to the diameter of the core 2 which is used.
La tema di rulli avvolgitori è completata da un terzo rullo C, detto anche pressina, supportato da un braccio 6 mobile intorno ad un fulcro 7, secondo una legge di moto prestabilita, per consentire l’aumento di diametro del rotolo 1 e lo scarico dello stesso al termine dell’avvolgimento. The theme of winding rollers is completed by a third roller C, also called press, supported by an arm 6 movable around a fulcrum 7, according to a predetermined law of motion, to allow the increase in diameter of the roll 1 and the unloading of the itself at the end of the winding.
A monte della gola 3 è previsto uno scivolo 8 di alimentazione delle anime 2 e un dispositivo introduttore delle anime comprendente ruzzole o rulli folli 9 portati aH’estremità di un braccio 10 fulcrato in 11. Il braccio 10, che nelle figure annesse è stato schematizzato con un segmento di retta, nella realtà, in modo di per sé noto, ha una forma a becco, in modo da spingere l’anima 2 nella culla di avvolgimento senza interferire con il rullo avvolgitore B. Upstream of the throat 3 there is a chute 8 for feeding the cores 2 and a device for introducing the cores comprising tumblers or idle rollers 9 carried at the end of an arm 10 pivoted at 11. The arm 10, which in the attached figures has been schematised with a straight line segment, in reality, in a way known per se, it has a beak shape, so as to push the core 2 into the winding cradle without interfering with the winding roller B.
Sull’asse X del primo rullo avvolgitore A è fulcrato un organo rotante 14 recante una lama 15 sporgente oltre il profilo del rullo A. L’elemento 15 è stato chiamato e verrà chiamato nel seguito lama, in quanto determina la rottura del materiale in foglio, come verrà spiegato nel seguito, ma nella realtà esso può non presentare, e preferibilmente non presenta, bordi taglienti a coltello. A rotating member 14 is pivoted on the X axis of the first winding roller A, carrying a blade 15 protruding beyond the profile of the roller A. The element 15 has been called and will be referred to hereinafter as a blade, as it causes the sheet material to break , as will be explained below, but in reality it may not have, and preferably does not have, knife-like edges.
L’organo rotante 14 è azionato in rotazione nello stesso senso del rullo A, che è antiorario negli esempi delle figure annesse, ed è motorizzato separatamente mediante una trasmissione a cinghia 16 azionata da una ruota motorizzata 17 e passante intorno ad un rullo di tensionamento 18. Ovviamente possono essere previsti altri mezzi di azionamento dell’organo rotante 15, quali ad esempio, catene, ingranaggi e simili. The rotating member 14 is driven in rotation in the same direction as the roller A, which is counterclockwise in the examples of the attached figures, and is motorized separately by means of a belt transmission 16 driven by a motorized wheel 17 and passing around a tensioning roller 18 Obviously, other means for actuating the rotating member 15 can be provided, such as, for example, chains, gears and the like.
Verrà ora illustrato il funzionamento della macchina secondo due diversi esempi di realizzazione, riportati rispettivamente nelle figure da 1A a 6A e da 1B a 6B, utilizzando in entrambi i casi gli stessi numeri di riferimento per contraddistinguere parti uguali o simili. The operation of the machine will now be illustrated according to two different embodiments, shown respectively in Figures 1A to 6A and 1B to 6B, using in both cases the same reference numbers to distinguish identical or similar parts.
Nella realizzazione secondo le figure da 1A a 6A la lama 15 ha una forma concava verso l’esterno, sostanzialmente a forme di V molto larga, con la prima gamba, nel senso di rotazione, più lunga dell’altra e meno inclinata rispetto alla tangente al rullo avvolgitore A. In the embodiment according to Figures 1A to 6A, the blade 15 has a concave shape towards the outside, substantially with a very wide V-shape, with the first leg, in the direction of rotation, longer than the other and less inclined with respect to the tangent to the winding roller A.
La figura 1A illustra la configurazione della macchina nella fase di avvolgimento del rotolo 1, con la lama 15 in posizione di riposo, cioè l’organo rotante 14 fermo. In tale condizione, i tre rulli A, B, C ruotano tutti a velocità costante e sostanzialmente uguale, velocità che corrisponde a quella di avanzamento del materiale in foglio. Figure 1A illustrates the configuration of the machine in the roll 1 winding phase, with the blade 15 in the rest position, i.e. the rotating member 14 stopped. In this condition, the three rollers A, B, C all rotate at a constant and substantially equal speed, a speed which corresponds to that of advancement of the sheet material.
Nella figura 2A si è in prossimità dello scambio, cioè all’incirca al termine dell’avvolgimento del rotolo 1, quando questo sta per essere scaricato e deve essere introdotta una nuova anima 2. In figure 2A we are close to the exchange, that is, approximately at the end of the winding of the roll 1, when this is about to be unloaded and a new core 2 must be introduced.
In tale fase la lama 15, insieme all’organo rotante 14 viene messa in rotazione dalla ruota motorizzata 17 e la trasmissione a cinghia 16 nello stesso senso di rotazione del rullo A, indicato dalla freccia FI nelle figure annesse. In this phase the blade 15, together with the rotating member 14 is put into rotation by the motorized wheel 17 and the belt transmission 16 in the same direction of rotation as the roller A, indicated by the arrow FI in the attached figures.
Dopo una fase di accelerazione iniziale la lama 15 raggiunge una velocità uguale o molto simile a quella del materiale in foglio W. After an initial acceleration phase the blade 15 reaches a speed equal to or very similar to that of the sheet material W.
Nella fase illustrata nella figura 3 A, la lama 15, che viaggia a velocità sostanzialmente uguale a quella del materiale in foglio W, ha leggermente sollevato il materiale W dal profilo del rullo avvolgitore A e Io sta accompagnando nella culla di avvolgimento. Sempre in tale fase, il braccio introduttore di anime 10 incomincia a sollevarsi per portare una nuova anima 2 nella gola tra i due rulli A, B. In the step illustrated in Figure 3 A, the blade 15, which travels at a speed substantially equal to that of the sheet material W, has slightly raised the material W from the profile of the winding roller A and is accompanying Io into the winding cradle. Also in this phase, the core introducing arm 10 begins to rise to bring a new core 2 into the groove between the two rollers A, B.
Nella figura 4A il log 1 è praticamente completato e sta avvenendo la separazione del materiale in foglio. In questa fase la pressina C ha iniziato una fase di accelerazione, ed eventualmente il rullo inferiore B viene decelerato, provocando uno spostamento del rotolo 1 verso l’uscita dalla culla di avvolgimento. In figure 4A the log 1 is practically completed and the separation of the sheet material is taking place. In this phase, the presser C has started an acceleration phase, and eventually the lower roller B is decelerated, causing a displacement of the roll 1 towards the exit from the winding cradle.
Contemporaneamente, o in istanti leggermente sfalsati rispetto all’accelerazione della pressina C, la lama 15 viene rallentata, in modo che il materiale in foglio W si trova a dover scorrere sul bordo di contatto 15’ della lama 15. In tale situazione, una linea di perforazione traversale del materiale in foglio si trova a passare sul punto di contatto 15’ con la lama 15, e il tensionamento del materiale in foglio dovuto all’ accelerazione della pressina C provoca un allungamento tale da provocare la separazione del materiale in corrispondenza della detta linea di perforazione, come mostrato in figura 5A. Simultaneously, or in instants slightly offset with respect to the acceleration of the presser C, the blade 15 is slowed down, so that the sheet material W has to slide on the contact edge 15 'of the blade 15. In this situation, a line of the transverse perforation of the sheet material is found to pass over the point of contact 15 'with the blade 15, and the tensioning of the sheet material due to the acceleration of the presser C causes an elongation such as to cause the separation of the material in correspondence with said perforation line, as shown in figure 5A.
Può essere conveniente che la lama 15 abbia almeno nel punto di contatto 15’ con il materiale in foglio W un alto coefficiente di attrito, in modo da agevolare la separazione del materiale in foglio. It may be convenient for the blade 15 to have at least in the point of contact 15 'with the sheet material W a high coefficient of friction, in order to facilitate the separation of the sheet material.
Tuttavia, in base ai tipi di materiale da avvolgere, dei vari tipi di perforazioni adottate o addirittura la mancanza di perforazioni sul materiale in foglio, la lama 15 può assumere configurazioni diverse, ad esempio a filo continuo, seghettato, o simili. However, according to the types of material to be wound, the various types of perforations adopted or even the lack of perforations on the sheet material, the blade 15 can assume different configurations, for example continuous thread, serrated or the like.
Tornando alla figura 5a, si nota che una nuova anima 2, sulla quale è stato preventivamente spalmato del collante, va a contatto con il materiale in foglio W già separato, iniziando ad avvolgerlo su sé stesso, iniziando così la formazione di un nuovo rotolo 1, che viene spostato nella culla di avvolgimento da un’eventuale differenza di velocità tra i rulli A e B, essendo stato quest’ultimo precedentemente decelerato. Returning to figure 5a, it can be seen that a new core 2, on which the glue has been previously spread, comes into contact with the already separated sheet material W, starting to wrap it on itself, thus starting the formation of a new roll 1 , which is moved into the winding cradle by a possible speed difference between the rollers A and B, the latter having been previously decelerated.
Questa situazione è mostrata nella figura 6A, dove il log formato è stato espulso e nella culla di avvolgimento sta entrando un nuovo log in formazione. La lama 15 si sta portando nella posizione di riposo e il braccio introduttore dì anime 10 sta tornando a prelevare una nuova anima, per iniziare un nuovo ciclo di avvolgimento e i tre rulli A, B, C riprendono a ruotare alla stessa velocità. This situation is shown in Figure 6A, where the formed log has been ejected and a new log in formation is entering the winding cradle. The blade 15 is moving to the rest position and the core introducing arm 10 is returning to pick up a new core, to start a new winding cycle and the three rollers A, B, C resume rotating at the same speed.
Nella realizzazione illustrata nelle figure da 1B a 6B viene mostrata la stessa successione di fasi delle figure da 1 A a 6 A della prima realizzazione, che pertanto non verranno descritte in dettaglio. In the embodiment illustrated in Figures 1B to 6B the same succession of steps as in Figures 1A to 6A of the first embodiment is shown, which therefore will not be described in detail.
La differenza sostanziale di questa seconda realizzazione rispetto alla prima sta nel fatto che la lama 15 viene accelerata anziché decelerata per provocare la separazione del materiale in foglio W. The substantial difference of this second embodiment with respect to the first lies in the fact that the blade 15 is accelerated rather than decelerated to cause the separation of the sheet material W.
A tale scopo, in questo caso alla lama 15, realizzata in un materiale ad alto coefficiente di attrito, viene dato convenientemente un profilo convesso verso l’esterno. For this purpose, in this case the blade 15, made of a material with a high coefficient of friction, is conveniently given a convex profile towards the outside.
Nella situazione di figura 4B, l’accelerazione della lama 15 con alto grip sul tratto di materiale in foglio W pinzato dalla nuova anima 2 contro il rullo avvolgitore superiore A, provoca un ulteriore stiramento del materiale in foglio e quindi la rottura lungo la linea di perforazione tra l’anima in introduzione e la lama. In the situation of figure 4B, the acceleration of the blade 15 with high grip on the section of sheet material W clamped by the new core 2 against the upper winding roller A, causes a further stretching of the sheet material and therefore breaking along the line of perforation between the inserting core and the blade.
Naturalmente l’invenzione non è limitata alle particolari forme di realizzazione precedentemente descritte e illustrate nei disegni annessi, ma ad essa possono essere apportate numerose modifiche di dettaglio alla portata del tecnico del ramo, senza per questo fuoriuscire dall’ambito dell’invenzione stessa, come definito dalle rivendicazioni annesse. Of course, the invention is not limited to the particular embodiments previously described and illustrated in the annexed drawings, but numerous detailed modifications within the reach of the skilled in the art can be made to it, without thereby departing from the scope of the invention itself, such as defined by the appended claims.
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