ITPC970030A1 - Mandrino pneumatico a pinza per macchine per avvolgimento di bobine di carta senza anima - Google Patents

Description

II campo di applicazione della presente invenzione concerne le macchine per avvolgimento di bande o nastri di materiale cartaceo o plastico.

In particolare, la presente invenzione ha per oggetto un mandrino montabile sulle suddette macchine, che consente di avvolgere in bobine detti nastri o bande senza il supporto, noto altresi e di seguito indicato come anima.

Allo stato attuale. le macchine per l’avvolgimento in rotoli o bobine di materiale bandiforme, cartaceo o plastica, impiegano mandrini sui quali viene fissato un supporto, di norma di forma cilindrica, di cartone, plastica o altro materiale adatto a tale funzione, al quale viene fissato l'inizio della banda da avvolgere; la necessità di detto supporto ó dettata sia dall'impiego finale delle bobine, ad esempio nelle etichettatrici, sia anche dalla difficoltà di avvolgere in maniera completamente automatica dette bande senza il detto supporto.

Alcuni metodi per avvolgere rotoli dicarta senza supporto, in particolare rotoli di carta igienica, sono già di dominio dello stato della tecnica, come divulgato nel documento WO 96/28079.

Nel citato documento, l'aggancio iniziale della banda al mandrino di avvolgimento per formare il rotolo avviene inumidendo l'inizio di tale banda, così da determinare un incollaggio temporaneo al detto mandrino, almeno per le prime due o tre rotazioni dello stesso : tali primi giri di banda formano poi un ancoraggio per l'avvolgimento della parte rimanente, che evita lo srotolamento dal mandrino .

In altre applicazioni di avvolgimento di bande con anima vengono adoperate colle particolari per attaccare l'inìzio del nastro al mandrino, tali colle evaporano o si dissolvono durante l'avvolgimento .

Esistono, però, diverse applicazioni di bande o nastri avvolti che non necessitano di anime. Infatti, l'uso dell'anima ; oltre ad essere meno economico per i suoi costi stessi, complica in molti casi il caricamento delle bobine nei distributori, come per esempio nelle etichettatrici automatiche.

in alcune macchine facsimile. ed in alcuni distributori di carta igienica.

Inoltre, l'uso dell'anima, quando non dettato dal suo impiego, comporta tempi di produzione delle bobine più lunghi e complessi, causa il necessario incollaggio o fissaggio di inizio banda all'anima ed all'inserimento della detta anima sul mandrino di avvolgimento, operazione quest 'ultima del tutto manuale; anche l'affidabilità del processo di produzione, a causa dello slittamento della cartasull'anima, qualora per qualsiasi motivo dovesse verificarsi la mancata presa dell'inizio banda sulla detta anima, ne verrebbe affetta.

La presente invenzione risolve i problemi suesposti a mezzo di un mandrino configurato per essere azionato a mezzo di un sistema pneumatico che elimina la necessità dell'uso dell'anima di cartone, o di altro materiale, a mezzo di pinze per il bloccaggio dell'inizio della banda di carta della bobina .

Detto mandrino, nel seguito mandrino a pinza, risolve il problema di ancoraggio o altro tipo di fissaggio manuale dell'inizio banda

Ulteriore vantaggio della presente invenzione è quello di consentire riduzioni dei tempi di produzione delle bobine ed, inoltre, di consentire la totale automazione dell’operazione di fissaggio, garantendo, altresì, la presa dell'inizio del rotolo della banda.

Detta automazione avviene a mezzo di un sistema di trasporto della banda di carta verso la pinza di ancoraggio di inizio banda, che sarà meglio descritto nel seguito.

L'attuazione della invenzione e del suo funzionamento potrà meglio essere compresa a mezzo di figure, ove :

La Fig. 1 illustra la sezione trasversale del mandrino a pinza con i suoi elementi nella sua attuazione preferita.

La Fig. 2 mostra una vista di pianta del mandrino a pinza con la sagomatura per alloggiare i diversi elementi per il suo funzionamento.

Le Figg. 3 e 4 . illustrano il mandrino nella vista longitudinale ed assonometrica.

Le Figg. 5,6 e 7, rappresentano le fasi di funzionamento del mandrino.

Nella Fig. 8 é rappresentata schematicamente la macchina di avvolgimento delle bande per la comprensione del meccanismo della presente invenzione per ciò che riguarda il trasporto della banda verso il mandrino.

La Fig. 9 illustra in dettaglio il meccanismo di inserimento della banda nel mandrino.

Nel corpo cilindrico del mandrino 1 della Fig .1 sono ricavate due sedi 13 e 14 per alloggiare rispettivamente l'espansore 2 e l'espansore a pinza 3, azionabili dai pistoncini 4 e 5; lungo l'asse del corpo di detto mandrino viene forato un condotto per l’adduzione di aria compressa 6.

Il condotto 6 è in comunicazione con una serie di sedi 7, che alloggiano i detti pistoncini 6,7 come illustrato nella Fig.2.

Il numero di pistoncini ed il loro passo ó funzione della lunghezza del mandrino 1, tale da assicurare che gli espansori 2 e 3 siano azionati senza disallineamenti per l'intera lunghezza.

La realizzazione preferita del mandrino come da Fig. 3 mostra che il condotto 6 é chiuso dal tappo 8, per formare una camera chiusa ove l'aria compressa esercita pressione sui pistoncini 4 e 5 alloggiati nelle sedi 7.

Al fine di assicurare la tenuta della pressione nella detta camera 7. i pistoncini 4 e 5 sono provvisti rispettivamente degli O-ring 15 e 16.

L'espansore 2 è collegato ai pistoncini 4 a mezzo di viti ·9; dette viti 9 sono calibrate per consentire tra detti pistoncini 4 e detto espansore 2 un gioco 10 dell’ordine di qualche decimo di millimetro; detto gioco 10 permette un grado di libertà di posizionamento del detto espansore 2 per una più agevole chiusura dell'apertura luce 13 del mandrino nella fase di espansione.

L'espansore 3, che funge da pinza, ó libero rispetto al pistoncino 5, e pertanto, quando é nella posizione di riposo (assenza di aria compressa nella camera 6) cade per gravità, appoggiandosi alla parete sagomata del mandrino 1, lasciando una maggiore apertura tra esso e la parete interna 13 della cavità sagomata del detto mandrino 1.

Detto espansore a pinza 3, che nella posizione di chiusura (espansione) trattiene l’inizio della banda da avvolgere, é dotato per l'intera sua lunghezza di una cordicella di gomma o plastica 12 che assicura una presa più ferma della detta banda.

In corrispondenza di ogni alloggio 7 dei pistoncini 4 e 5, il mandrino 1 é attraversato nella parte mediana di detti alloggi 7, in corrispondenza del condotto 6, da spine 11 agenti da separatori dei pistoncini 4 e 5, per impedire che nella fase di apertura (aspirazione dell'aria dal condotto 6) i pistoncini 4 e 5 chiudano completamente il foro 6, compromettendone il funzionamento nella fase successiva, l'aria compressa nel condotto ostruito 6 impedirebbe la spinta verso l'esterno dei piostoncini 4 e 5.

Il funzionamento del mandrino del presente trovato può comprendersi a mezzo delle Figg 5,6 e 7.

In Fig. 5, nel condotto 6, all'inizio di ogni processo di avvolgimento di bande in bobine, viene creata una decompressione ed i pistoncini 4 e 5 sono richiamati verso l'interno del mandrino 1.

Un meccanismo di trasporto, di seguito meglio descritto, dell'inizio della banda da avvolgere inserisce l'inizio della detta banda nella feritoia 13, tra l'espansore a pinza 3 e la parete interna del mandrino, come mostrato in Fig. 6.

Successivamente viene immessa aria compressa che aziona i pistoncini 4 e 5, i quali spingono gli espansori 2 e 3 verso l'esterno, facendo aderire le pareti esterne degli espansori con quelle interne delle sedi sagomate del mandrino 1 e, dunque, chiudendo le aperture del mandrino 1 in maniera stagna.

L'espansore a pinza 3 trattiene la banda da avvolgere durante la rotazione del mandrino 1, fino a completamento della intera bobina.

Quando la bobina ó formata, nel condotto 6 viene aspirata l'aria e la depressione attrae i pistoncini verso l'interno del mandrino 1; l'espansore 2 si ritrae e l'espansore 3 cade, per gravità, sulla parete interna della sua sede aprendo la feritoia 13, permettendo così di sfilare agevolmente detta bobina dal detto mandrino 1.

Sebbene la sopra descritta operazione potrebbe essere condotta utilizzando un solo espansore a pinza. l'attuazione della presente invenzione utilizza due espansori per agevolare, a processo completato, l'operazione di rimozione dal mandrino della bobina avvolta il secondo espansore 2. quando ritratto, crea una depressione nella superficie esterna del mandrino 1 che impedisce l'adesione del primo giro di banda al detto mandrino e del suo possibile srotolamento.

L’introduzione automatica dell'inizio inizio della banda di carta nella feritoia 13 della pinza 3 del mandrino 1 del mandrino, avviene a mezzo di un meccanismo posizionatone 17 e 18 posto sugli assi dei rulli di guida 20 e 21 come descritto nelle Figg . 7 ed 8.

Un blocco 19. comprendente due rulli di guida 20 e 21, si solleva, nella fase iniziale di avvolgimento, ed si porta dalla posizione iniziale 22 alla posizione 23 in prossimità del mandrino 1; contemporaneamente i bracci 17 e 18, calettati sugli assi dei rulli 20 e 21 ruotano per posizionare esattamente l'inizio della banda per l'inserimento nella feritoia 13 della pinza aperta 3. Una volta che una zona della banda da avvolgere ó inserita nella feritoia 13, viene immessa aria compressa nel condotto 6; i pistoncini 4 e 5 sono spinti all'infuori e la pinza 3 si chiude; quindi il mandrino 1 comincia le rivoluzioni per il ciclo di avvolgimento della bobina.

Il posizionamento del mandrino 1 ó ottenuto a mezzo di fasatori meccanici; i detti fasatori sono organi di trasmissione comprendenti una camma a forma di cuore azionata da pistoni la zona concava della detta camma a cuore corrisponde alla posizione di riposo del meccanismo di rotazione del mandrino, che quindi si arresta sempre nella medesima posizione angolare.

Gli spostamenti del blocco 19 e dei bracci 17 e 18 per l'immissione automatica del bordo della banda nella feritoia 13 della pinza 3. sono controllati pneumaticamente e coordinati da microprocessori, così come il controllo della fase di compressione dell'aria e di evacuazione della stessa nel condotto 6.

Per tutte le funzioni pneumatiche del mandrino della invenzione si fa uso del compressore già installato in macchine del tipo descritto, a mezzo di derivazioni e valvole controllate dai detti microprocessori .

Il mandrino 1 assume la giusta angolazione, per l'inserimento automatico della banda, a mezzo di camma a forma di cuore azionata pneumaticamente.

La precedente descrizione non é limitativa per diverse altre attuazioni che il mandrino della presente invenzione può assumere senza allontanarsi dal descritto contenuto inventivo; anche il controllo pneumatico degli espansori non può essere limitativo, in quanto attuazioni elettromeccaniche, o altre. basate sullo stesso principio non si allontanano dalla materia soggetto divulgata.

La stessa applicazione del mandrino della presente invenzione per macchine per l'avvolgimento di bande non può essere intesa in senso limitativo, in quanto lo stesso tipo di aggancio dell'inizio banda può essere adoperato per altri tipi di apparati .

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina per avvolgimento di bande senza anima comprendente in combinazione un mandrino di avvolgimento ed un dispositivo di posizionamento della banda in prossimità del detto mandrino caratterizzato da che il corpo cilindrico del detto mandrino (1) é provvisto di due alloggi (13,14) per alloggiare un primo espansore (2) ed un secondo espansore a pinza (3), detti alloggi sono in comunicazione, attraverso sedi (7) trasversali al corpo del detto mandrino (1), con un condotto (6) coassiale con l’asse longitudinale del detto mandrino (1), detto condotto (6). é chiuso da un tappo (8); in ciascuna delle dette sedi (7) sono alloggiati una prima serie di pistoncini (4) ed una seconda serie di pistoncini (5) in corrispondenza, rispettivamente, con il primo espansore (2) ed il secondo espansore a pinza (3); un posizionatore dell'inizio della banda in prossimità del detto espansore a pinza (3), costituito da una primo braccio (17) calettato sull'asse di un primo rullo posizionatore (20) ed un secondo braccio (18)calettato sull'asse di un secondo rullo posizionatore (211, detto secondo bracci'o<'>-- (18) essendo di lunghezza superiore al detto primo braccio (17) al fine di ottenere la giusta angolazione per l'inserimento dell'inizio della detta banda nella pinza (3) del detto mandrino (1), detti espansori (2.3) azionati pneumaticamente verso l'esterno di detto mandrino (1) da aria compressa immessa nel condotto (6) a mezzo dei pistoncini (4,5), laddove detti espansori (2,3) sono azionati verso l'interno del detto mandrino (1) a mezzo di aspirazione dell'aria nel detto condotto (6).
2. 2. Macchina secondo la rivendicazione 1 caratterizzata da che il detto mandrino (1) ó provvisto di spine (11) in posizione mediana delle sedi (7) in corrispondenza del condotto (6), dette spine (11) agenti da separatore dei pistoncini (4,5) lasciando libero il condotto (6) nella fase di apirazione dell’aria.
3. 3. Macchina secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzata da che l'espansore a pinza (3) del mandrino (1) é provvisto di cordicella di gomma o plastica (12) lungo la sua lunghezza sulla faccia di chiusura del detto espansore (3), in corrispondenza della faccia interna (14) di chiusura del detto mandrino (1).
4. 4 . Macchina per avvolgimento secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzata da che i pistoncini (4,5) sono provvisti di O-ring per la tenuta dell'aria compressa nelle sedi (7).
5. 5. Macchina secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzata da che i bracci (17,18) ed il posizionatore (19) sono controllati pneumaticamente, laddove l'angolazione del mandrino (1) per l'inserimento della banda é controllata da un fasatore meccanico comprendente una camma a forma di cuore azionata pneumaticamente, la cui zona concava corrisponde alla posizione di arresto del meccanismo di rotazione del detto mandrino.