ITMI960415A1 - Carda a cappelli con trazione a cinghia dentata e guida superiore per i cappelli - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale

La presente invenzione si riferisce alle carde a cappelli striscianti nelle quali materiale fibroso in strato sottile viene lavorato da una serie di superfici dotate di una moltitudine di punte di varia forma, inclinazione e rigidità ed animate da moto relativo tra loro, nelle quali il materiale fibroso viene aperto in forma di fibra singola; le particelle più piccole di sporco vengono eliminate, così come i cascami e i grovigli, le fibre subiscono una mischia tra loro e si forma un nastro di fibre non ritorte, da avviare agli stadi successivi della lavorazione.

Per rendere evidenti i problemi tecnici coinvolti nell'operazione della cardatura ed affrontati con la presente invenzione, il processo di cardatura a cappelli viene sommariamente descritto con riferimento allo schema di figura 1.

Il materiale grezzo 1, costituito da fibre in fiocco raccolte in forma di materassino a sezione circa rettangolare, viene alimentato alla macchina da un rullo di alimentazione 2, che la preme e la controlla contro la tavola di alimentazione 3 e ne fornisce un pennello 4 al cilindro apritore 5. Tale cilindro è dotato di una guarnizione, ovvero di punte inclinate nel senso del moto ed è animato da una notevole velocità di rotazione: il pennello 4 di fibre viene così pettinato grossolanamente e distribuito sul cilindro apritore secondo uno strato più sottile di quello originario in 1. Lungo la sua rotazione in senso antiorario, lo strato di fibre trova segmenti guarniti e coltelli per la rimozione delle impurezze e quindi cede le fibre al successivo tamburo di carda 6.

Il tamburo 6 viene azionato a velocità di rotazione inferiore a quella del cilindro 5 ma, avendo un diametro assai superiore, ad una velocità periferica più elevata. Anche le punte del tamburo 6 sono inclinate nel senso del moto ed asportano, in corrispondenza delle generatrici più prossime tra 5 e 6, le fibre dalla superficie del cilindro 5.

Sopra alla parte superiore del tamburo 6 sono collocati i cappelli mobili 7.

Tali cappelli mobili sono barre di lunghezza utile corrispondente alla generatrice del tamburo di carda 6 e larghe pochi centimetri. La loro parte affacciata al tamburo 6 è dotata di una guarnizione di punte rivolte nel senso del moto. In genere, i cappelli mobili si muovono lentamente ed in senso rotatorio uguale o contrario a quello del tamburo: le due guarnizioni cooperano con tipica azione di cardatura con gli effetti di distensione e pulizia delle fibre, di trattenimento e di controllo del loro sprofondamento all'interno della guarnizione di punte. Si deve comunque tenere conto che la velocità periferica del tamburo è in genere nell'intervallo di 15-40 metri al secondo mentre la velocità dei cappelli è dell'ordine di pochi millimetri al secondo.

I cappelli 7 circolano attorno alla periferia del tamburo trasportati da un organo di trazione, ad esempio da una coppia di catene 8, che circolano tra una serie di ruote dentate di azionamento e di guida 9. Lungo il percorso di cardatura tra tamburo e cappelli, i cappelli sono guidati da guide 10 che vengono registrate con precisione dell'ordine del decimo, ed anche fino al centesimo, di millimetro a determinare le distanze reciproche tra le guarnizioni del tamburo e dei cappelli, che sono essenziali per la buona riuscita della lavorazione. Le guide 10 sono poste in corrispondenza del bordo delle facce piane del tamburo e su di esse strisciano le parti terminali dei cappelli 7, non provviste di punte. Le fibre distese e depurate si stratificano in strato sottile sul tamburo 6 di cardatura.

Esse vengono quindi staccate da un cilindro scaricatore 11, anche esso dotato di punte inclinate nel senso della rotazione che consentono il prelevamento delle fibre cardate dal tamburo 6 il loro scarico poi dal cilindro 11 con cilindri staccatori non indicati in figura.

Nella tecnica tradizionale i corpi dei cappelli vengono generalmente realizzati da materiale ferroso per fusione, tipicamente di ghisa, ai quali vengono poi applicate le guarnizioni di punte per la cardatura. Tale tipo di costruzione risponde alle esigenze di affidabilità, riproducibilità, rigidità e durata nel tempo, ma al prezzo di una costruzione complessivamente assai pesante, che si traduce in notevoli costi di costruzione, installazione e manutenzione della macchina complessiva.

Per tali motivi la tendenza attuale della tecnica è quella di perseguire un tipo di costruzione più leggero ed economico ad esempio utilizzando corpi dei cappelli di carda prodotti da profilato in alluminio o in lega leggera, sui quali vengono poi fissate le guarnizioni di carda. Tali cappelli, realizzati da profilati a sezione cava di opportuno momento di inerzia, soddisfano la necessità di una buona rigidità, sia a flessione che a torsione, e risultano più leggeri e complessivamente meno costosi, anche tenendo conto dell'impiego di un materiale di maggior pregio. Tali cappelli leggeri portano, tra l'altro, a modificare l'architettura generale della macchina e, ad esempio, consentono di adottare la trazione con cinghie dentate in luogo delle catene metalliche tradizionali.

Nella domanda di brevetto Europeo EP-A-361 219 della Truetzschler GmbH si descrive un sistema di carda a cappelli di questo tipo. Nella domanda di brevetto Europeo EP-A-567 747 sempre della Truetzschler GmbH si descrive 1'inserimento nelle parti esterne dei cappelli di perni cilindrici più resistenti per appoggiare sulle guide 10 tali perni in luogo delle parti terminali del profilato in lega leggera che si usurano più velocemente. Tali perni possono essere realizzati con materiali più resistenti all'usura e possono essere sostituiti nel corso della manutenzione periodica della macchina con un costo contenuto .

Nella domanda di brevetto Europeo EP-A-627 507 della Maschinenfabrik Rieter AG si descrive un sistema di carda a cappelli di questo tipo con un accoppiamente» tra cappello e cinghia dentata di trazione per mezzo degli stessi perni di strisciamento sulle guide 10.

Come si può rilevare dalle figure allegate, nel percorso inferiore di lavoro le cinghie sono guidate dai cappelli, che a loro volta sono appoggiati continuamente sulle guide 10. Nel percorso superiore inattivo sono i cappelli invece ad appoggiarsi sulle cinghie dentate, che risulterebbero molto sollecitate dal peso dei cappelli e potrebbero non essere in grado di sostenere da sole tutti i cappelli senza pericolosi allungamenti. Per tale motivo, la realizzazione della trazione con cinghie dentate richiede che i tratti superiori che congiungono le ruote dentate 9A, 9C e 9B vengano dotati di guide di sostegno 40 sulle quali vengono sostenuti i cappelli 7 capovolti nel loro percorso inoperoso.

Il problema tecnico ulteriore che si pone allora in connessione all'adozione, per il percorso superiore dei cappelli, delle guide 40 deriva dal fatto che la posizione relativa tra cinghie e cappelli è qui rovesciata. I cappelli appoggiano sulle cinghie che -in assenza di opportuni accorgimenti - striscerebbero a loro volta sulle guide 40, con notevoli attriti ed usure.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un cappello leggero perfezionato per dette carde a cappelli ed un sistema per la sua guida e trascinamento, utilizzando la trazione a cinghia dentata, senza gli inconvenienti lamentati per tale trazione dai sistemi citati sopra. Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di realizzare un sistema di accoppiamento tra cappello e cinghia che consenta la guida fedele dei cappelli lungo il percorso delle guide 10.

Secondo la presente invenzione 1'accoppiamento tra cappello e cinghia dentata viene realizzato mediante un accoppiamento cilindrico di forma tra cappelli e cinghia per mezzo di incavi e di rilievi, in cui perni di accoppiamento sporgenti trasversalmente dalle estremità del cappello si impegnano in cavità coerenti praticate nella cinghia dentata, ed in cui detti perni di accoppiamento 28 tra cinghia e cappello vengono fatti sporgere dalla loro cavità 26,34 nella cinghia dentata 23,33 rispettivamente, in modo tale che sono essi ad appoggiarsi sulle guide 40 di ritorno, in luogo dei denti 24 in rilievo della cinghia dentata.

Per illustrare con maggiore evidenza le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione, essa viene descritta con riferimento ad alcune sue tipiche realizzazioni riportate nelle figure da 2 a 4 a titolo esemplificativo e non limitativo.

Le figure da 2 a 4 si riferiscono al sistema cinghia/cappello secondo l'invenzione in varie possibilità di realizzazione, e mostrano anche il percorso complessivo dei cappelli per illustrare le modifiche apportate allo schema della macchina ed i benefici derivanti dalla presente invenzione.

Nelle figure 2A,B,C,D è illustrato un sistema cappello/cinghia dentata secondo l'invenzione. Nella figura 2A è riportato l'accoppiamento cappello/cinghia in prospettiva con la guida 10, in figura 2B la vista laterale del percorso complessivo dei cappelli, in figura 2C la vista trasversale del sistema cappelli/guide lungo le guide 40 superiori ed in figura 2D la vista trasversale del sistema cappelli/guide lungo le guide 10.

Il cappello 7 in lavoro preferibilmente ha una sezione a T rovesciata per presentare una sufficiente rigidezza alle sollecitazioni a flessione tra i due appoggi di guida 10, che presentano una distanza trasversale tra loro dell'ordine del metro. Il gambo 20 della T è realizzato cavo per ottenere un elevato momento di inerzia a flessione. Il corpo del cappello viene ricavato da un profilato in lega leggera di lunghezza indefinita, che viene tagliato a misura per una lunghezza inferiore alla distanza tra le guide 10. La sua faccia inferiore 21 non è interessata dalle guide 10 e porta la guarnizione di cardatura 22 indicata grossolanamente come una serie di punte. La cinghia dentata 23 presenta una faccia piana inferiore 23a ed una faccia lavorata in rilievo 23b. Generalmente essa viene realizzata con materiali di buona flessibilità, ad esempio di materiali elastomerici con eventuali rinforzi longitudinali con filati di fibre tessili e/o fili metallici.

Sulla faccia lavorata 23b è praticata una serie di denti 24 sporgenti, destinati ad entrare in presa con le ruote dentate 9, intervallati da una serie di tratti più bassi 25. Nello spessore della cinghia 23 viene ricavata una serie di cavità cilindriche ed a sezione circolare 26 e destinate ad alloggiare l'elemento di accoppiamento con i cappelli. Nella realizzazione di figura 2 la cavità è ricavata nei denti 24.

Sulle facce terminali alle due estremità del corpo dei cappelli 7, ed in particolare sulla parte che costituisce la "traversa della T", vengono fissati in posizione più vicina alla faccia 21 due perni 27 di materiale resistente all'usura, ad esempio acciaio legato, orientati orizzontalmente e destinati a scorrere sulle guide 10 della carda sostenendo i cappelli stessi in lavoro affacciati al tamburo 6.

Sempre sulle facce terminali del corpo dei cappelli 7, ma in posizione relativamente più lontana dalla sua faccia inferiore 21, viene fissato un perno orizzontale 28 e destinato ad inserirsi nella cavità cilindrica 26, trasversalmente alla cinghia; il perno 28 ha una forma cilindrica ed una dimensione coerente con detta cavità 26. Anche i perni 28 vengono preferibilmente costruiti con materiale resistente all'usura .

I perni 27 e 28 possono essere fissati al corpo del cappello in modo per sé noto, ad esempio con collegamento forzato oppure con collegamento avvitato.

A realizzazione di una delle caratteristiche salienti della presente invenzione, il perno di accoppiamento 28 tra cinghia e cappello viene costruito con una lunghezza sporgente esternamente dall'estremità del cappello 7 che risulta sostanzialmente in eccesso rispetto alla larghezza della sua cinghia dentata 23 e pertanto sporge da essa per un tratto 30. Secondo una realizzazione preferita dell'invenzione, tale tratto sporgente 30 può venire vantaggiosamente realizzato con l'applicazione di una boccola separata 31 di rotolamento antifrizione, che riduce gli attriti nel contatto con l'appoggio sulla guida 40.

La coppia di guide di appoggio 40 superiore che deve supportare il peso dei cappelli 7 nel loro tratto inoperoso viene collocata con una distanza D40 trasversale reciproca superiore all'ingombro trasversale della coppia di cinghie 23, che corrisponde sostanzialmente alla distanza Dio delle guide 10 maggiorata dello spessore delle guide stesse, in modo che il profilo dei denti 24 della coppia di cinghie 23 rimanga all'interno delle guide 40 e non entri in contatto con esse. Le guide 40 sono disposte alla distanza reciproca corrispondente a quella dei due tratti 30 in modo che non sia la cinghia dentata ad appoggiarsi sulle guide 40, ma che sia invece tale tratto 30, preferibilmente dotato della boccola antifrizione 31. La funzione di appoggio dei cappelli che viene assolta dai perni 27 lungo il percorso delle guide 10 viene quindi assolta, nel tratto di ritorno superiore delle guide 40, dai perni 30 con attriti ed usure ridotti.

Nella realizzazione illustrata con le figure 3A,B,C si mostra una variante dell'accoppiamento cinghia/cappello delle figure 2. Nella figura 3A è riportato l'accoppiamento cappello/cinghia in vista prospettica, nella figura 3B la vista laterale del percorso complessivo dei cappelli ed in figura 3C la vista trasversale del sistema cappello/guida nel percorso superiore.

La cinghia dentata 33 presenta una faccia inferiore 33a lavorata destinata all'accoppiamento con i perni ed una faccia superiore dentata 33b per l'accoppiamento con le ruote dentate 9 per mezzo dei suoi denti.

Sulla faccia inferiore 33a è praticata una serie di cavità cilindriche 34 aperte verso il basso, analoghe alle cavità 26 delle precedenti figure 2 e destinate ad alloggiare l'omologo elemento di accoppiamento 28 con i cappelli 7.

I perni 28 hanno anche in questa realizzazione un tratto sporgente 30 che si prolunga oltre la cavità 34 della cinghia e che è destinato all'appoggio sulle guide 40.

E' opportuno notare che nelle realizzazioni fin qui descritte, le cavità 26,34 sono state realizzate a sezione cilindrica aperta, che comporta un più agevole montaggio tra cinghia dentata e cappello, oppure chiusa, che comporta un collegamento con maggiori garanzie di vincolo tra cappello e cinghia dentata in presenza anche di notevoli deformazioni ad allungamento delle cinghie sotto sforzo.

Dalla vista laterale del percorso complessivo del sistema cappelli/cinghia dentata secondo la realizzazione delle figure 2 si può notare che, lungo il percorso guidato dalla guida 10 che ha dall'altra base del tamburo un'altra guida 10 omologa e ad essa parallela, la serie dei cappelli 7 è azionata dalle cinghie dentate 23 che seguono il percorso definito dalle ruote dentate 9, delle quali almeno una è dotata di azionamento motorizzato ed almeno una è dotata di organi di tensionamento delle cinghie. Così come le guide 10, anche le ruote dentate sono coppie di ruote dentate omologhe, una per ciascuna base del tamburo 6.

Secondo gli accoppiamenti illustrati con le realizzazioni delle figure 2, al distacco dei cappelli dalle guide 10 le cinghie dentate trattengono i cappelli nella loro presa con le ruote dentate 9, fino al loro rovesciamento con la guarnizione 22 in alto. Al termine dell'inversione il cappello risulta appoggiato sulla cinghia 23.

Secondo invece gli accoppiamenti illustrati con le realizzazioni delle figure 3, al distacco dei cappelli dalle guide 10 le cinghie dentate 33 non trattengono i cappelli nella loro presa con le ruote dentate 9, e pertanto si rendono necessarie delle guide supplementari 36, ad esempio di sezione ad L, ad andamento semicircolare che obbliga la serie di cappelli 7 che percorrono con la cinghia 33 le ruote dentate 9A,B a non staccarsi da esse fino al loro rovesciamento con la guarnizione 22 in alto. Dopo avere percorso la ruota dentata ed essere passato dalle guide 10 alle guide 40, il cappello 9 è appoggiato sulla cinghia 33.

Tale differenza ha però una vantaggiosa contropartita derivante proprio dal fatto che nel loro tratto di percorso superiore ed inoperoso da 9B a 9A i cappelli 7 risultano semplicemente appoggiati sulla coppia di cinghie 33.

Si deve tenere conto infatti che nella cardatura il materiale è tale da richiedere che sia i cilindri che i cappelli vengano sottoposti a frequenti interventi di pulizia e rigenerazione delle guarnizioni.

In considerazione di tali interventi e del gran numero di cappelli installati sulla macchina, dell'ordine del centinaio, si rileva come sia vantaggioso il poter rimuovere e sostituire un cappello per semplice sollevamento dal suo sito nella coppia di cinghie nel tratto superiore del suo percorso. Nei dispositivi secondo la tecnica nota i cappelli vengono in genere rimossi e sostituiti con maggiore complicazione. Nella realizzazione di figura 3 il cappello viene prelevato senza dover rimuovere vincoli. In assenza di particolari prescrizioni di sicurezza, i cappelli sono smontabili anche quando sono in movimento, data la loro bassa velocità periferica e l'immediatezza della loro rimozione.

Nella realizzazione di figure 4A,B,C si utilizza una diversa costruzione di accoppiamento tra cappello e cinghia, nella quale la cavità cilindrica 26 è aperta verso l'alto.

A realizzazione di una delle caratteristiche salienti della presente invenzione, il perno di accoppiamento 46 tra cinghia e cappello viene costruito con una sezione trasversale a "pera" con una limitata protuberanza 47 sporgente dallo spessore del dente 24 della cinghia dentata 23 nel quale il perno 46 è inserito.

In figura 4A si illustra la vista in prospettiva dell'accoppiamento cappello/cinghia, in figura 4B la configurazione cappello/guida nella corsa superiore inoperosa dei cappelli sulle guide 40 ed in figura 4C la configurazione cappello/guida nel percorso di lavoro lungo le guide 10.

Nella figura 5A,B si illustra una variante realizzativa dell'accoppiamento secondo le figure 4, nella quale la cavità 26 nella quale è inserito il perno 46 viene realizzata con una profondità minore del diametro del perno stesso così che, durante il percorso inoperoso del cappello, detto perno 46 sporge dalle cinghie stesse e le solleva, analogamente alla soluzione di figura 4, strisciando esso stesso sulle guide superiori in vece dei denti delle cinghie con sostanziale riduzione dell'attrito.

La coppia di guide di appoggio 40 superiore che deve supportare il peso dei cappelli 7 nel loro tratto inoperoso viene collocata con una distanza trasversale reciproca D40 sostanzialmente uguale a quella D10 delle guide 10. La sporgenza 46,47 sporge dai denti 24 in modo che il loro profilo nella coppia di cinghie 23 rimane staccato dalle guide 40 e non entra in contatto con esse, ma che è invece tale sporgenza 46,47, preferibilmente realizzata con materiale di buone caratteristiche antifrizìone ed antiusura, a strisciare sulle guide. La funzione di appoggio dei cappelli che viene assolta dai perni 27 lungo il percorso delle guide 10 viene quindi assolta, nel tratto di ritorno superiore delle guide 40, dai perni 46,47 con attriti ed usure ridotti.

Secondo una realizzazione preferita della presente invenzione l'accoppiamento tra perni 28,46 e cavità 26,34 viene costruito con sezioni trasversali circolari, in modo da consentire ai cappelli 7 i movimenti adattatori angolari attorno l'asse dell'accoppiamento tra cappelli e cinghia dentata, che consentono ai cappelli di seguire con assoluta fedeltà il percorso delle guide 10.

Al fine di consentire tale libertà di movimento adattatorio in rotazione i perni 27 vengono montati ad una sostanziale distanza dalla parte inferiore della cinghia dentata 23a,33a.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Cappello (7) strisciante con corpo prodotto da profilati e sistema per la sua guida e trascinamento in una carda a cappelli mobili azionata con cinghie dentate di trazione, detti cappelli essendo provvisti nelle loro estremità di perni cilindrici (27) di appoggio sulle guide (10) e nella loro faccia inferiore (21) di guarnizioni di carda (22), detta carda a cappelli essendo provvista di una coppia di guide (40) per il percorso superiore inoperoso di ritorno dei cappelli, caratterizzato dal fatto che tra cappello (7) e cinghia dentata (23) è realizzato un accoppiamento cilindrico di forma con le cinghie dentate poste alle sue estremità per mezzo di incavi (26,34) e di perni (28,46), aventi asse trasversale alla cinghia dentata, in cui detti perni di accoppiamento (28,46) tra cinghia e cappello vengono fatti sporgere dalla loro cavità (26,34) nella cinghia dentata (23,33), in modo tale che sono essi ad appoggiarsi sulle guide (40) di ritorno, in luogo dei denti (24) in rilievo della cinghia dentata.
2. 2. Cappello strisciante con corpo prodotto da profilati per dispositivi di cardatura e sistema per la sua guida e trascinamento in una carda a cappelli mobili azionata con cinghie dentate di trazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il perno di accoppiamento (28) tra cinghia e cappello viene costruito con una lunghezza sporgente esternamente dall'estremità del cappello (7) in eccesso rispetto alla larghezza della sua cinghia dentata (23,33) e pertanto sporge da essa per un tratto (30) e che la coppia di guide di appoggio (40) viene collocata con una distanza (D40) trasversale reciproca superiore all'ingombro trasversale della coppia di cinghie (23), in modo che il profilo dei denti (24) della coppia di cinghie (23) rimane all'interno delle guide (40).
3. 3. Cappello strisciante con corpo prodotto da profilati per dispositivi di cardatura e sistema per la sua guida e trascinamento in una carda a cappelli mobili azionata con cinghie dentate di trazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che al tratto sporgente (30) del perno (28) viene applicata una boccola separata (31) di rotolamento antifrizione .
4. 4. Cappello strisciante con corpo prodotto da profilati per dispositivi di cardatura e sistema per la sua guida e trascinamento in una carda a cappelli mobili azionata con cinghie dentate di trazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il perno di accoppiamento (46) tra cinghia e cappello viene costruito con una sezione trasversale a "pera" con una limitata protuberanza (47) sporgente dallo spessore del dente (24) della cinghia dentata (23) nel quale il perno (46) è inserito e che la coppia di guide di appoggio (40) superiore viene collocata con una distanza trasversale reciproca D40 sostanzialmente uguale a quella D10 delle guide (10).
5. 5. Cappello strisciante con corpo prodotto da profilati per dispositivi di cardatura e sistema per la sua guida e trascinamento in una carda a cappelli mobili azionata con cinghie dentate di trazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la cavità (26) nella quale è inserito il perno (46) viene realizzata con una profondità minore del diametro del perno stesso in modo che, durante il percorso inoperoso del cappello, detto perno (46) sporge dalle cinghie stesse e le solleva strisciando esso stesso sulle guide superiori in vece dei denti delle cinghie.
6. 6. Cappello strisciante con corpo prodotto da profilati per dispositivi di cardatura e sistema per la sua guida e trascinamento in una carda a cappelli mobili azionata con cinghie dentate di trazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'accoppiamento tra perni (28,46) e cavità (26,34) viene realizzato con sezioni trasversali circolari e che ì perni (27) vengono montati a distanza dalla parte inferiore della cinghia dentata (23a,33a).