ITMI941956A1 - SPINDLE HOLDER SPINDLE PERFECTED BY A GROUP OF CONTINUOUS FLUSH WIRE COLLECTION - Google Patents
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Description
Descrizione Description
La presente invenzione si riferisce ad un mandrino portabobine vincolato a sbalzo di un gruppo di raccolta di fili ad alta velocità in impianti di filatura a bava continua con la parte a sbalzo in un unico corpo tubolare esterno portante e solidale all'estremità di comando positivo. The present invention relates to a reel-holder spindle constrained in a cantilevered manner of a high-speed yarn collection unit in continuous filament spinning plants with the cantilevered part in a single external tubular body which is supporting and integral with the positive control end.
Sono noti gli inpianti di filatura a bava continua per la produzione di fili sintetici di varia natura. Continuous filament spinning plants for the production of synthetic yarns of various kinds are known.
I fili fuoriescono dalla filiera a varie velocità, comunque sempre elevate. La produttività dei processi produttivi e il rendimento delle apparecchiature operative incidono notevolmente sulla concorrenza vincente all'interno del mercato. The yarns come out of the die at various speeds, however always high. Productivity of production processes and performance of operating equipment have a significant impact on winning competition within the market.
Ne consegue che le industrie spingono a cercare di ottenere, per le proprie macchine ed apparecchiature, prestazioni sempre migliori, con il minor costo possibile e con una affidabilità accettabile. La ricerca di prestazioni migliori deve imboccare la strada del miglioramento incisivo di tutti i componenti e dei dispositivi che conpongono la macchina e in tutti gli aspetti che la riguardano. As a result, industries are pushing to try to obtain, for their machines and equipment, ever better performance, with the lowest possible cost and with acceptable reliability. The search for better performance must take the path of incisively improving all the components and devices that make up the machine and in all aspects that concern it.
Così, pure, la ricerca di una migliore costruzione della macchina, facendo, cioè, una macchina di qualità migliore, ovvero con un maggiore contenuto tecnologico. Thus, too, the search for a better construction of the machine, that is, making a machine of better quality, that is, with a greater technological content.
Negli impianti di filatura a bava continua, come è ben noto ai tecnici del ramo, riveste una importanza notevole l'affidabilità e il rendimento operativi dei gruppi di raccolta. Detti gruppi avvolgono il filo sintetico, che proviene ad elevata velocità da una filiera, su bobine in modo che possa poi venire immagazzinato per essere utilizzato nelle successive fasi di una manifattura tessile. In continuous filament spinning plants, as is well known to those skilled in the art, the operational reliability and efficiency of the collection units are of considerable importance. Said groups wind the synthetic yarn, which comes at high speed from a spinneret, on reels so that it can then be stored for use in the subsequent phases of a textile manufacture.
Gli organi fondamentali che compongono il gruppo di raccolta, oltre al basamento della macchina, al gruppo motorizzazione ed ai circuiti di lubrificazione e di controllo, sono una trave di supporto a mensola, che porta il rullo di pressione ed il sistema di zettatura del filo, il rullo di pressione stesso ed il mandrino che porta le bobine su cui si avvolge il filo. The fundamental elements that make up the collection group, in addition to the machine base, the motorization unit and the lubrication and control circuits, are a bracket support beam, which carries the pressure roller and the wire running system, the pressure roller itself and the spindle that carries the reels on which the wire is wound.
In siffatta soluzione costruttiva il mandrino ha il compito più gravoso. Per poter assolvere il suo compito il mandrino deve bloccare i tubetti delle bobine su cui si avvolge il filo, portarli in rotazione alla velocità voluta, e permettere, infine, lo smontaggio delle stesse bobine. In this constructive solution, the spindle has the heaviest task. In order to carry out its task, the mandrel must block the tubes of the reels on which the wire is wound, rotate them at the desired speed, and finally allow the disassembly of the reels themselves.
I limiti che sono imposti nella progettazione del mandrino sono sia di natura geometrica, che di natura cinematica. The limits that are imposed in the design of the spindle are both of a geometric nature and of a kinematic nature.
Per quanto sopra detto ci deve essere innanzitutto la possibilità di montare i tubetti sul mandrino, indicando, come è ben noto, con mandrino quell'organo rotante che sostiene i tubetti e li fa ruotare alla velocità periferica opportuna, per cui il mandrino deve presentare una estremità libera. For what has been said above, there must first be the possibility of mounting the tubes on the mandrel, indicating, as is well known, with the mandrel that rotating member that supports the tubes and makes them rotate at the appropriate peripheral speed, so that the mandrel must have a free end.
Per inciso il diametro esterno del mandrino è determinato dal diametro interno dei tubetti, che sono elementi commerciali tenendo conto che i tubetti sono realizzati preferibilmente in cartone o in materiale plastico, e, quindi, con una precisione dimensionale non elevata. Il mandrino poiché ruota ad elevata velocità, presenta l'innesco di fenomeni dinamici di vibrazioni, che compromettono la durata dell'intero gruppo di raccolta. Incidentally, the external diameter of the mandrel is determined by the internal diameter of the tubes, which are commercial elements taking into account that the tubes are preferably made of cardboard or plastic material, and, therefore, with a not high dimensional accuracy. Since the spindle rotates at high speed, it triggers dynamic phenomena of vibrations, which compromise the duration of the entire collection unit.
Il problema, quindi, del mandrino è la massa, in particolare la massa inerziale che é legata ai fenomeni dinamici di vibrazioni. Per ottenere la riduzione di massa del mandrino su menzionato, la proponente si è orientata sia sul miglioramento del principio di funzionamento dello stesso, cercando, quindi, di ridurre la massa con un diverso disegno, sia sull'uso di materiali leggeri. Con il mandrino descritto e rivendicato nella presente invenzione si può sorprendentemente ottenere una migliore e più razionale geometria del gruppo di raccolta unitamente a migliori prestazioni operative che il gruppo stesso garantisce, ed ottenere, altresì, una durata di funzionamento del gruppo stesso finora irraggiungibili. I gruppi di raccolta attualmente noti ed operativi negli impianti di filatura a bava continua presentano mandrini con prestazioni operative precarie soprattutto in corrispondenza di elevate velocità di raccolta filo. Inoltre essi presentano alcuni inconvenienti che ne rendono complicate le fasi di costruzióne e di montaggio e, di conseguenza, un sensibile costo di fabbricazione. I suddetti inconvenienti derivano soprattutto dai seguenti aspetti: The problem, therefore, of the spindle is the mass, in particular the inertial mass which is linked to the dynamic phenomena of vibrations. In order to obtain the mass reduction of the aforementioned mandrel, the proponent has focused both on improving the operating principle of the same, therefore trying to reduce the mass with a different design, and on the use of light materials. With the mandrel described and claimed in the present invention it is surprisingly possible to obtain a better and more rational geometry of the collection unit together with better operating performances which the unit itself guarantees, and also to obtain a duration of operation of the unit itself which was previously unattainable. The currently known collection units operating in continuous filament spinning plants have spindles with precarious operating performance especially at high yarn collection speeds. Furthermore, they have some drawbacks which make their construction and assembly steps complicated and, consequently, a considerable manufacturing cost. The aforementioned drawbacks mainly derive from the following aspects:
- uso del materiale ad elevata massa inerziale; - use of material with high inertial mass;
- alto numero di elementi e di mezzi nel sistema di espansione; - durata limitata dei cuscinetti per la presenza di sensibili fenomeni dinamici di vibrazioni; - high number of elements and means in the expansion system; - limited duration of the bearings due to the presence of sensitive dynamic phenomena of vibrations;
- alto costo delle lavorazioni relative al mandrino ed al sistema di espansione; - high cost of machining related to the mandrel and the expansion system;
- alto costo di montaggio, data la complessità del mandrino; - high assembly cost, given the complexity of the spindle;
- scarsa facilità di ispezione e manutenzione all'interno del mandrino; - poor ease of inspection and maintenance inside the spindle;
- bassa velocità di-raccolta. - low collection-speed.
Tenendo presente quanto ora esposto in difetti e svantaggi connessi ai mandrini in uso proposti dalla tecnica, l'obiettivo primario della presente invenzione è di realizzare una soluzione di mandrino perfezionato dai seguenti aspetti costruttivi e funzionali: Keeping in mind what has just been described in the defects and disadvantages connected to the mandrels in use proposed by the art, the primary objective of the present invention is to realize a mandrel solution improved by the following constructive and functional aspects:
- uso di materiale a ridotta massa inerziale;· - use of material with low inertial mass;
- bassa usura per la presenza di ridotti e, quindi, ininfluenti fenomeni dinamici di vibrazioni; - low wear due to the presence of reduced and, therefore, negligible dynamic phenomena of vibrations;
- basso costo delle lavorazioni relative al mandrino ed al sistema di espansione; - low cost of machining related to the mandrel and the expansion system;
- riduzione sensibile del costo di montaggio; - significant reduction in the cost of assembly;
- maggiore facilità di ispezione e manutenzione all'interno del mandrino - greater ease of inspection and maintenance inside the spindle
- alta velocità di raccolta. - high collection speed.
In definitiva scopo dell'invenzione è quello di ottenere un mandrino semplificato da un punto di vista costruttivo e ineccepibile nel suo funzionante soprattutto alle alte velocità per prestazioni sempre migliori. Ultimately, the purpose of the invention is to obtain a spindle which is simplified from a constructional point of view and which is faultless in its operation especially at high speeds for ever better performance.
Questi ed altri scopi ancora vengono tutti raggiunti dal mandrino perfezionato della presente invenzione in cui la parte a sbalzo portabobine presenta in coordinata cooperazione: These and still other objects are all achieved by the improved mandrel of the present invention in which the cantilevered part has in coordinated cooperation:
- un unico corpo tubolare esterno reso solidale all'estremità di comando positivo e portante una molteplicità di fori distribuiti ordinatamente sulla superficie circonferenziale per la fuoriuscita dei tasselli di blocco dei tubetti montati, l'uno di seguito all'altro, su detto corpo tubolare esterno che è costruito in materiale composito leggero, quali i sandwich di acciaio e alluminio, o qualsivoglia altra composizione, oppure in fibra di carbone; - a single external tubular body made integral with the positive control end and carrying a multiplicity of holes distributed neatly on the circumferential surface for the release of the blocking blocks of the tubes mounted, one after the other, on said external tubular body which is constructed of lightweight composite material, such as steel and aluminum sandwiches, or any other composition, or carbon fiber;
- almeno un elemento tubolare inserito internamente ed accoppiato a scorrimento al detto corpo tubolare esterno e portante una molteplicità di limitate zone lavorate a piani inclinati operanti in correlazione con i tasselli di blocco, che fuoriescono o rientrano dalla superficie esterna del corpo tubolare attraverso i fori su di esso distribuiti ordinatamente con omogenea distanziatura, e detto elemento tubolare si estende assialmente all'interno del corpo tubolare per una lunghezza corrispondente almeno alla lunghezza assiale dell'intero pacco di tubetti montati ed accostati, l'uno di seguito altro, all'esterno del mandrino a sbalzo; - at least one tubular element inserted internally and slidingly coupled to said external tubular body and carrying a plurality of limited areas machined with inclined planes operating in correlation with the block plugs, which protrude or re-enter from the external surface of the tubular body through the holes on of it neatly distributed with homogeneous spacing, and said tubular element extends axially inside the tubular body for a length corresponding at least to the axial length of the entire pack of tubes assembled and placed side by side, one after the other, outside the cantilever spindle;
- mezzi a tassello, di forma appropriata, predisposti ciascuno a coniugarsi con il singolo foro e con il singolo piano inclinato sottostante per operare l'azione del blocco dei tubetti rendendoli solidali come corpo unico al mandrino, che li fa ruotare alla velocità periferica necessaria ad avvolgere il filo filato a bava continua alimentato dalle filiere sovrastanti. - dowel means, of appropriate shape, each arranged to be combined with the single hole and with the single inclined plane below to operate the action of blocking the tubes making them integral as a single body to the mandrel, which makes them rotate at the peripheral speed necessary to wind the continuous filament spun yarn fed by the overlying dies.
Con riferimento a quanto sopra detto nella tavola allegata è illustrata una soluzione preferenziale, che non è vincolante ne limitativa per la posizione reciproca dei componenti e per le conseguenti semplificazioni che ne potrebbero derivare ; detta soluzione verrà descritta qui in seguito facendo riferimento alle seguenti figure: With reference to what has been said above, the attached table illustrates a preferential solution, which is neither binding nor limiting due to the reciprocal position of the components and the consequent simplifications that could derive from it; this solution will be described hereinafter with reference to the following figures:
- la fig. 1 è una vista schematica assiale parzialmente sezionata, che mostra il corpo tubolare esterno portante della parte a sbalzo con la traccia delle bobine di filo avvolto e detta figura mostra, pure, l'elemento tubolare interno e il gruppo di motorizzazione con il basamento della macchina come gruppo di raccolta; - la fig. 2 è,una sezione schematica ingrandita di un tratto assiale a sbalzo del mandrino portabobine e detta figura mostra i mezzi a tassello, che si coniugano con il foro del corpo tubolare e con il piano inclinato dell'elemento tubolare interno. - fig. 1 is a partially sectioned axial schematic view, showing the external tubular body carrying the cantilevered part with the trace of the coils of wound wire and said figure also shows the internal tubular element and the motorization unit with the base of the machine as a collection group; - fig. 2 is an enlarged schematic section of an axial cantilevered portion of the reel-holder spindle and said figure shows the gusset means, which mate with the hole in the tubular body and with the inclined plane of the internal tubular element.
Nelle figure a scopo di chiarezza dell'insieme le parti non necessarie dell'invenzione sono omesse, quali il gruppo di motorizzazione, la trave di supporto a mensola, che porta il rullo di pressione ed il sistema di zettatura del filo ed altri parti ancora, in quanto di per se già note ed anche perchè non interessano al perfezionamento della presente invenzione. Nelle figure parti uguali o con funzioni uguali o equivalenti riportano riferimenti uguali. In esse abbiamo che: In the figures, for the sake of clarity of the whole, the unnecessary parts of the invention are omitted, such as the motorization unit, the bracket support beam, which carries the pressure roller and the thread tracing system and other parts. as they are already known per se and also because they are not of interest to the improvement of the present invention. In the figures, identical parts or parts with the same or equivalent functions have identical references. In them we have that:
1 è l'albero motorizzato del mandrino di tecnica nota; 2 è l'elemento, o mezzo a tassello predisposto a spostarsi radialmente per l'operazione di blocco, o sblocco dei tubetti 5 inseriti, l'uno di seguito all'altro, sul mandrino; 3 è l'unico corpo tubolare esterno della parte a sbalzo del mandrino portabobine e detto corpo tubolare 3 è reso solidale all'albero 1 con mezzi a vite 10, o mezzi consimili. Il corpo tubolare 3 è vantaggiosamente di materiale composito leggero, o in fibra di carbone; 4 sono i piani inclinati ricavati in zone limitate sulla superficie dell'elemento tubolare 6. Detti piani inclinati 4 si presentano in corrispondenza di ogni foro presente sul corpo tubolare 3. Ciascun foro e piano inclinato 4 sono correlati operativamente dal tassello 2, che sono distribuiti ordinatamente e con omogenea distanziatura sul corpo e sull'elemento tubolari 3 e 6; 7 è la traccia delle bobine in formazione sul mandrino del gruppo di raccolta. Dette bobine 7 si formano sui tubetti 5 bloccati attorno al corpo 3 attraverso i tasselli 2, che fuoriscono dalla superficie esterna del corpo 3 premendo sulla superficie interna dei tubetti 5 stessi; 6 è l'elemento tubolare inserito internamente ed accoppiato a scorrimento al corpo tubolare 3. Lo scorrimento di limitata entità è attivato su azione del pistone 9 di un attuatore 12, preferibilmente pneumatico, che spinge sulla flangia di testata dello stesso elemento tubolare 6, che si sposta vincendo l'azione premente della molla 8, la quale spinge sulla flangia dell'altra testata dell'elemento tubolare 6; 11 è l'incastellatura della macchina come gruppo di raccolta. 1 is the motorized shaft of the prior art mandrel; 2 is the element or gusset means arranged to move radially for the locking or unlocking operation of the inserted tubes 5, one after the other, on the mandrel; 3 is the only external tubular body of the cantilevered part of the reel-holder mandrel and said tubular body 3 is made integral with the shaft 1 with screw means 10, or similar means. The tubular body 3 is advantageously made of light composite material, or of carbon fiber; 4 are the inclined planes obtained in limited areas on the surface of the tubular element 6. Said inclined planes 4 occur in correspondence with each hole present on the tubular body 3. Each hole and inclined plane 4 are operationally correlated by the plug 2, which are distributed neatly and with homogeneous spacing on the body and on the tubular element 3 and 6; 7 is the trace of the reels being formed on the mandrel of the collection unit. Said coils 7 are formed on the tubes 5 locked around the body 3 through the blocks 2, which protrude from the external surface of the body 3 by pressing on the internal surface of the tubes 5 themselves; 6 is the tubular element inserted internally and slidingly coupled to the tubular body 3. The limited sliding is activated by the action of the piston 9 of an actuator 12, preferably pneumatic, which pushes on the head flange of the same tubular element 6, which it moves overcoming the pressing action of the spring 8, which pushes on the flange of the other head of the tubular element 6; 11 is the frame of the machine as a collection unit.
Per quanto sopra esposto il funzionamento del mandrino portabobine perfezionato della presente invenzione è facilmente comprensibile. Due to the foregoing, the operation of the improved reel-holder mandrel of the present invention is easily understandable.
La funzione del mandrino può essere descritta con le seguenti fasi operative: The function of the spindle can be described with the following operating steps:
attivare 1’attuatore 12, che, attraverso il pistone 9, imprime un sufficiente e limitato spostamento assiale dell'elemento tubolare 6, il quale comprime la molla elicoidale 8. Per la presenza dei piani inclinati 4 i tasselli 2 si spostano radialmente e vengono sostanzialmente allineati alla superficie circonferenziale esterna del corpo tubolare 3; inserire i tubetti 5, infilandoli, l'uno di seguito all'altro, lungo il corpo tubolare 3, che costituisce la parte portante del mandrino perfezionato della presente invenzione. Per inciso i tubetti 5 vengono spostati assialmente lungo il corpo tubolare 3 in quanto i tasselli 2 sono spostabili radialmente in direzione interna allo stesso corpo tubolare 3, di conseguenza i tasselli non costituiscono ostacoli di interferenza; bloccare i tubetti 5, accostati l'uno di seguito all'altro, disattivando 1'attuatore 12 che, attraverso la retroazione del pistone 9, lascia libera l'azione di spinta della molla 8, che distendendosi sposta assialmente l'elemento tubolare 6 in modo tale che, attraverso i piani inclinati 4, i tasselli 2 fuoriescono radialmente dalla superficie esterna del corpo tubolare 3, bloccando i tubetti 5, i quali vengono a costituire corpo unico con il mandrino, cioè con lo stesso corpo tubolare 3; attivare come è noto il gruppo di raccolta per avvolgere il filo sui tubetti 5, che ruotano a velocità periferica costante. activate the actuator 12, which, through the piston 9, gives a sufficient and limited axial displacement of the tubular element 6, which compresses the helical spring 8. Due to the presence of the inclined planes 4, the blocks 2 move radially and are substantially aligned with the outer circumferential surface of the tubular body 3; insert the tubes 5, inserting them, one after the other, along the tubular body 3, which constitutes the bearing part of the improved mandrel of the present invention. Incidentally, the tubes 5 are moved axially along the tubular body 3 since the blocks 2 can be displaced radially in the internal direction of the tubular body 3, consequently the blocks do not constitute interference obstacles; block the tubes 5, approached one after the other, by deactivating the actuator 12 which, through the feedback of the piston 9, releases the thrust action of the spring 8, which by extending axially displaces the tubular element 6 in such that, through the inclined planes 4, the blocks 2 radially protrude from the external surface of the tubular body 3, locking the tubes 5, which form a single body with the mandrel, ie with the tubular body 3 itself; activating, as is known, the collection unit to wind the yarn on the tubes 5, which rotate at a constant peripheral speed.
Dallo spostamento del filo lungo la superficie laterale dei tubetti (zettattura) si formano le bobine 7 piene di filo avvolto, a diametro finale prestabilito, come il tutto è ben noto ai tecnici del ramo. Al raggiungimento del diametro finale delle bobine 7 il mandrino blocca, attraverso fasi operative note, la propria rotazione; By moving the wire along the lateral surface of the tubes (zettattura), coils 7 full of wound wire are formed, having a predetermined final diameter, as is well known to those skilled in the art. Upon reaching the final diameter of the coils 7, the mandrel blocks its own rotation through known operating steps;
attivare l'attuatore 12, che attraverso il pistone 9 imprime un sufficiente spostamento assiale dell'elemento tubolare 6, il quale comprime la molla 2. Per la presenza dei piani inclinati 4 i tasselli 2 sono liberi di rientrare e, quindi, sbloccare i tubetti 5 pieni di filo avvolto. activate the actuator 12, which through the piston 9 gives a sufficient axial displacement of the tubular element 6, which compresses the spring 2. Due to the presence of the inclined planes 4, the blocks 2 are free to re-enter and, therefore, release the tubes 5 filled with wrapped wire.
Smontare e togliere le bobine 7 dal mandrino ed inserire i nuovi tubetti 5 vuoti, l'uno di seguito all'altro, lungo il corpo tubolare 3, che. costituisce la parte portante del mandrino perfezionato della presente invenzione; Disassemble and remove the coils 7 from the mandrel and insert the new empty tubes 5, one after the other, along the tubular body 3, which. constitutes the bearing part of the improved mandrel of the present invention;
ripetere, quindi, il ciclo operativo sopradescritto. then repeat the operating cycle described above.
E' evidente che varianti, modifiche ed aggiunte potranno essere apportate dagli esperti del ramo alle particolarità del mandrino perfezionato in oggetto senza per questo uscire dall'idea generale della presente invenzione. It is evident that variants, modifications and additions may be made by those skilled in the art to the particularities of the improved mandrel in question without thereby departing from the general idea of the present invention.
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