ITTO20120156A1 - Apparato di alimentazione di filato a tensione controllata per macchine tessili, con funzione di recupero del filato. - Google Patents

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale dal titolo:

"Apparato di alimentazione di filato a tensione controllata per macchine tessili, con funzione di recupero del filato"

La presente invenzione si riferisce ad un apparato di alimentazione di filato a tensione controllata per macchine tessili, con funzione di recupero del filato.

In campo tessile sono noti alimentatori di trama muniti di un tamburo fisso sul quale un braccio motorizzato rotante a mulinello avvolge una pluralità di spire di filato costituenti una scorta. Il filato, che si svolge dal tamburo su richiesta di una macchina tessile a valle, à ̈ soggetto all'azione di un freno stabilizzatore che mantiene il filato in uscita leggermente in tensione. Il freno stabilizzatore comprende tipicamente un corpo troncoconico cavo che à ̈ premuto con la sua superficie interna contro il bordo d'uscita del tamburo da mezzi elastici regolabili manualmente.

Come descritto in EP 2031 106, al fine di mantenere la tensione di alimentazione sostanzialmente costante, a valle dell'alimentatore può anche essere disposto un freno controllato, p.es., del tipo a lamina descritto in EP 0622 485. Il freno controllato à ̈ soggetto ad un anello di retroazione che riceve un segnale di tensione misurata da un sensore di tensione, lo confronta con una tensione di riferimento rappresentante la tensione desiderata, e modula l'azione del freno in modo da minimizzare la differenza tra tensione di riferimento e la tensione misurata.

Certune lavorazioni particolari, p.es., la realizzazione del tallone nelle calze, il filato alimentato alla macchina deve essere periodicamente richiamato e successivamente restituito. Tale operazione viene normalmente svolta da un dispositivo recuperatore dedicato collocato a monte della macchina.

Un dispositivo recuperatore di questo tipo à ̈ descritto in EP 1 741 817 e comprende essenzialmente un rocchetto motorizzato avente un passaggio obliquo definito al suo interno in cui scorre il filato. Il passaggio si estende da una luce d’ingresso assiale ricavata su una faccia d'estremità del rocchetto a una luce d’uscita ricavata sulla sua superficie laterale cilindrica. Quando si deve richiamare filato, la macchina invia al dispositivo recuperatore un segnale che mette in rotazione il rocchetto, causando l'avvolgimento del filato sul rocchetto.

Un inconveniente di una linea realizzata come sopra à ̈ di essere piuttosto costosa, soprattutto perché una macchina tessile normalmente à ̈ servita da diverse decine di filati e pertanto il costo di ogni dispositivo (freno, dispositivo recuperatore, ecc.) aggiunto a valle all'alimentatore deve essere moltiplicato per il numero di filati.

Inoltre, l'introduzione del freno controllato e del dispositivo recuperatore incrementa notevolmente l'ingombro longitudinale dell'apparato, anche perché i vari componenti devono essere sufficientemente distanziati tra loro onde evitare che il filato, da un dispositivo all'altro, subisca deviazioni di traiettoria troppo incisive, con conseguenti attriti eccessivi.

Pertanto, scopo principale del presente trovato à ̈ quello di realizzare un apparato di alimentazione di filato a tensione controllata con funzione di recupero del filato che abbia costi inferiori e ingombri ridotti rispetto agli apparati noti quali quelli sopra menzionati.

I suddetti scopi ed altri vantaggi, quali appariranno più chiaramente nel seguito della descrizione, vengono raggiunti dall'apparato avente le caratteristiche esposte nella rivendicazione 1, mentre le rivendicazioni dipendenti definiscono altre caratteristiche vantaggiose del trovato, ancorché secondarie.

Si descriverà ora più in dettaglio il trovato con riferimento ad alcune sue realizzazioni preferite ma non esclusive, illustrate a titolo d'esempio non limitativo negli uniti disegni, in cui:

la Fig.1 illustra schematicamente l'apparato secondo il trovato;

la Fig. 2 Ã ̈ una vista laterale parzialmente sezionata di un componente dell'apparato secondo il trovato;

la Fig.3 Ã ̈ una vista in pianta del componente di Fig.2 lungo l'asse III-III;

la Fig. 4 Ã ̈ una vista simile alla Fig. 3, illustrante il componente in una diversa configurazione operativa;

la Fig. 5 Ã ̈ un grafico illustrante l'andamento della tensione del filato in lavorazione sull'apparato secondo il trovato, in funzione di parametri operativi variabili dell'apparato;

la Fig. 6 Ã ̈ una vista simile alla Figura 1, illustrante una realizzazione alternativa dell'apparato secondo il trovato.

Con riferimento iniziale alla Fig. 1, un apparato di alimentazione di filato 10 comprende un alimentatore di trama 11 munito di un tamburo fisso 12. Un volano 14 trascinato in rotazione da un motore 15 preleva filato F da una rocca 16 e lo avvolge sul tamburo 12 sotto forma di spire costituenti una scorta. Il filato, che si svolge dal tamburo 12 su richiesta di una generica macchina a valle 17, à ̈ soggetto all'azione di un freno stabilizzatore avente lo scopo di mantenere in tensione il filato in uscita. Il freno stabilizzatore comprende tipicamente un corpo troncoconico cavo 18 che à ̈ premuto con la sua superficie interna contro il bordo d'uscita del tamburo 12 da mezzi elastici 19 regolabili manualmente.

La quantità di scorta presente sul tamburo 12 viene controllata da una terna di sensori. Un primo sensore S1, preferibilmente un sensore di Hall, rileva il passaggio di magneti quale M solidali al volano 14 al fine di determinare la quantità di filato avvolto sul tamburo e la velocità di avvolgimento. Un secondo sensore S2, preferibilmente un sensore meccanico, fornisce un'informazione binaria sulla presenza o meno di una quantità minima di scorta in una zona intermedia del tamburo 12. Un terzo sensore S3, preferibilmente un sensore ottico, fornisce un impulso UWP per ogni spira svolta.

A valle dell'alimentatore di trama 10 Ã ̈ disposto un dispositivo recuperatore 20 del tipo descritto in EP 1741 817, illustrato in dettaglio nelle Figg.2-4.

Il dispositivo recuperatore 20 comprende un rocchetto 22 calettato sull’albero 24 di un motore elettrico 26, preferibilmente passo-passo o, in alternativa, brushless provvisto di sensore assoluto per poterne stabilire la reale posizione con tecniche di uso convenzionale nel ramo. Il rocchetto 22 à ̈ disposto con il suo asse A inclinato di un primo angolo α rispetto alla traiettoria del filato in arrivo, indicata dalla freccia D, in modo che la sua superficie d'estremità 22a opposta al motore 26 si affacci obliquamente verso il filato in arrivo. Il rocchetto 22 presenta una sede cilindrica 28 estendentesi coassialmente da un'apertura assiale 29 sulla superficie d’estremità 22a del rocchetto 22. Nel rocchetto 22 à ̈ definito un passaggio 30 che si estende tra una luce d’ingresso 30a che si apre nella sede cilindrica assiale 28 ed una luce d’uscita 30b che si apre sulla superficie laterale di avvolgimento 22b del rocchetto. Il passaggio 30 à ̈ rettilineo ed à ̈ inclinato rispetto all’asse A del rocchetto di un secondo angolo β sostanzialmente uguale al primo angolo α. Sul bordo dell’incavo assiale 28 e in corrispondenza della luce d'uscita 30b sono applicati rispettivi anelli antiusura di ceramica 32, 33 arrotondati sull’interno. A monte e a valle del rocchetto 22 sono disposti una coppia di rispettivi occhielli guidafilo d'ingresso e d'uscita 34, 36 rispettivamente, disposti al livello dell'anello di ceramica 32.

Il filato F viene fatto passare attraverso l’occhiello guidafilo a monte 34, l’incavo assiale 28, il passaggio 30, ed infine l’occhiello guidafilo a valle 36.

A differenza di quanto descritto in EP 1741 817, nell'apparato secondo il trovato il dispositivo recuperatore 20 non viene attivato da una richiesta della macchina 17 in relazione alla necessità di recuperare/restituire filato, bensì la posizione angolare del rocchetto 22 attorno al proprio asse A viene continuamente regolata in base a segnali di frenatura BI inviati da un'unità di controllo CU, in modo da applicare sul filato un'azione frenante per attrito, determinata dallo strisciamento del filato contro le superfici di contatto del rocchetto 22 e degli occhielli guidafilo 34, 36, che cresce in intensità al crescere dell'angolo di rotazione γ del rocchetto rispetto ad una posizione angolare di frenatura minima, che nell'esempio illustrato in Fig. 3 à ̈ la posizione in cui il passaggio 30 à ̈ allineato ai due occhielli guidafilo d'ingresso e d'uscita 34, 36 e pertanto il rocchetto non interferisce con la traiettoria del filato.

In particolare, l'unità di controllo CU à ̈ programmata per modulare l'azione di frenatura in modo da mantenere la tensione del filato sostanzialmente costante. A tale scopo, a valle del dispositivo recuperatore 20 à ̈ disposto un sensore di tensione 38 che misura la tensione del filato F in svolgimento dal tamburo ed invia un corrispondente segnale di tensione misurata T_meas all'unità di controllo CU. Quest'ultima comprende un blocco controllore di tensione TC che à ̈ programmato per confrontare la tensione misurata T_meas con una tensione di riferimento T_ref e regolare il suddetto segnale di frenatura BI - da cui dipende l'angolo di rotazione del rocchetto - in modo da minimizzare la differenza tra esse.

In caso di caduta repentina della tensione, p.es., dovuta al rilascio di filato da parte della macchina a valle 17 come può verificarsi in caso di lavorazioni particolari, oppure alla rottura del filato, il dispositivo recuperatore 20 svolgerà automaticamente la funzione di recupero del filato in quanto il rocchetto 22 continuerà a ruotare, avvolgendo il filato su di se', fintanto che la tensione del filato non tornerà al valore di riferimento T_ref. Anche nella fase di recupero, pertanto, la tensione tenderà automaticamente al valore di riferimento costante T_ref.

Allorché la tensione non reggiungesse il valore prestabilito entro un numero di giri massimo impostabile dall'utente in base al tipo di lavorazione, circostanza indicativa della rottura del filato, l'unità di controllo CU à ̈ vantaggiosamente programmata per arrestare il rocchetto, emettere un segnale di allarme, posizionare il rocchetto nella posizione angolare di frenatura minima, che preferibilmente corrisponde all'angolo γ = 0, ed azzerare il conteggio. Allo scopo di eseguire le sudette operazioni, il dispositivo recuperatore 20 à ̈ collegato per inviare all'unità di controllo CU un segnale di posizione P(γ) indicativo della posizione angolare istantanea γ del dispositivo.

Pertanto, nell'apparato secondo il trovato il dispositivo recuperatore 20 agisce anche da freno, con conseguente risparmio in termini di costo ed ingombro.

Preferibilmente, il freno stabilizzatore 18 à ̈ regolato in modo da applicare sul filato in svolgimento una frenatura molto leggera e comunque tale che la tensione sul filato in uscita dal tamburo sia inferiore alla tensione operativa minima prevista. In tal modo, il freno dinamico à ̈ in condizioni di regolare efficacemente su tutto l'intervallo di tensioni operative possibili.

Il grafico di Fig. 5 illustra l'andamento della tensione T del filato in funzione dell'angolo di rotazione γ del rocchetto 22, misurata durante alcune prove sperimentali a diverse velocità e con diverse tensioni in ingresso ottenute regolando il freno stabilizzatore 18. L'angolo di rotazione di 0° corrisponde alla posizione di frenatura minima sopra descritta ed illustrata in Fig.3.

La seguente tabella illustra le condizioni di prova per ognuna delle curve riportate nel grafico di Fig.5.

curva Vel. (m/min) T ingr. (g)

L1 100 1

L2 200 1

L3 100 2

L4 200 2

L5 100 4

Come illustrato nel grafico, in ogni prova la tensione cresce con andamento di tipo esponenziale fino ad un angolo di rotazione di circa 250°, dopodiché la pendenza decresce progressivamente.

Preferibilmente, al fine di evitare picchi di tensione eccessivi nell'istante in cui la macchina tessile 17 inizia a prelevare filato dall'alimentatore 11 (p.es., dopo una fase di recupero oppure al termine di un periodo in cui l'alimentatore non era selezionato), quando l'alimentatore non à ̈ operativo l'unità di controllo CU à ̈ programmata per attivare una funzione di sicurezza in cui il rocchetto 22 viene mantenuto in una posizione angolare tale da applicare sul filato una frenatura leggermente inferiore rispetto alla posizione corrispondente alla tensione di riferimento. Di conseguenza, quando l'alimentazione non à ̈ operativo, il filato viene sempre mantenuto leggermente in tensione cosicché, alla ripartenza, sarà inviato prontamente alla macchina tessile 17 senza tuttavia subire picchi di tensione eccessivi, riducendo di conseguenza il rischio di rottura del filato.

Vantaggiosamente, in modo simile a quanto descritto in EP 2031 106 in relazione all'uso di un freno controllato convenzionale, il blocco controllore di tensione TC à ̈ normalmente disabilitato, e l'unità di controllo CU comprende un blocco valutatore di velocità SE che elabora i segnali UWP provenienti dal terzo sensore S3 al fine di calcolare la velocità di consumo effettivo del filato in base alla distanza temporale tra tali impulsi UWP, ed à ̈ programmato per generare un segnale di abilitazione LE, che abilita il normale funzionamento del blocco controllore di tensione TC, solo quando tale velocità à ̈ maggiore di zero. Al contrario, quando la velocità calcolata à ̈ pari a zero viene attivata la funzione di sicurezza sopra citata.

In alternativa, come illustrato in Fig. 6, al fine di calcolare la velocità di avvolgimento della trama il blocco valutatore di velocità SE elabora i segnali UWP' provenienti dal primo sensore S1 in base alla distanza temporale tra gli impulsi UWP' generati da tale sensore, ed à ̈ programmato per generare un segnale di abilitazione LE che abilita il blocco controllore di tensione TC solo quando tale velocità à ̈ maggore di zero. Al contrario, quando la velocità calcolata à ̈ pari a zero viene attivata la funzione di sicurezza. In questa seconda realizzazione, si utilizza il segnale generato dal primo sensore S1, che rileva la rotazione del volano avvolgitrama 14, come indicativo dell'effettivo consumo del filato poiché si assume che, quando l'alimentatore 10 à ̈ in funzione, a un prelievo di trama dalla rocca 16 corrisponde un'eguale quantità di trama in uscita.

Si sono descrtte alcune realizzazioni preferite del trovato, ma naturalmente il tecnico del ramo potrà apportare diverse modifiche e varianti nell'ambito del medesimo concetto inventivo. In particolare, nella realizzazione descritta il dispositivo recuperatore à ̈ posizionato in modo da poter assumere una posizione di non interferenza, come illustrato nelle Figg.2 e 3. Tuttavia, per talune applicazioni in cui la la direzione di provenienza del filato dall'alimentatore à ̈ perpendicolare alla direzione di prelievo del filato da parte della macchina a valle, il dispositivo recuperatore potrebbe anche essere posizionato con la sua superficie d'estremità 22a affacciantesi perpendicolarmente al filato in arrivo. Inoltre, il rocchetto nella sua posizione di frenatura minima, che nell'esempio descritto corrisponde a una posizione di non interferenza come illustrato in Fig.3, potrebbe invece essere ruotato in modo da applicare una leggera frenatura sul filato. Ancora, benché nell’esempio descritto la luce di ingresso 30a del passaggio 30 sia molto prossima all’asse di rotazione del rocchetto 22, di modo che il filato in ingresso non subisca oscillazioni e, quindi, sbalzi di tensione durante la rotazione, tuttavia, per alcune applicazioni, si potanno anche tollerare delle lievi oscillazioni e pertanto la luce di ingresso 30a potrà anche trovarsi in posizione più distante dall’asse A. Inoltre, il passaggio 30a che collega la luce d’ingresso alla luce di uscita potrà avere varie forme e dimensioni. Per esempio, qualora il rocchetto fosse cavo, essa potrà consistere semplicemente nella cavità interna al rocchetto. Inoltre il passaggio 30 potrebbe sfociare direttamente sulla superficie frontale del rocchetto senza che sia presente la sede cilindrica assiale 28. Ancora, anziché predisporre una coppia di occhielli guidafilo 34, 36 dedicati a monte e a valle del dispositivo recuperatore 20, la loro funzione potrebbe essere svolta dall'ultimo occhiello guidafilo del dispositivo alimentatore, in corrispondenza del sensore S3, e dal primo occhiello guidafilo del sensore di tensione 38. Naturalmente, la logica di controllo con cui vengono elaborati i segnali di tensione misurata T_meas per generare i segnali di frenatura BI potrà anche essere diversa da quella descritta, che va intesa esclusivamente a titolo d'esempio preferito.

Claims (11)

1. "Apparato di alimentazione di filato a tensione controllata per macchine tessili, con funzione di recupero del filato" Rivendicazioni 1. Apparato di alimentazione di filato per macchine tessili, comprendente: - un alimentatore di trama (11) dotato di un tamburo fisso (12) su cui à ̈ avvolto un filato (F) prelevabile da una macchina tessile (17), - un freno stabilizzatore (18) disposto per mantenere in tensione il filato in uscita dal tamburo (12) durante il prelievo da parte di detta macchina tessile (17), - mezzi frenanti controllati (20) disposti a valle di detto freno stabilizzatore (18) per esercitare sul filato un'azione frenante modulata in base a segnali di frenatura (BI), - un'unità di controllo (CU) programmata per generare detti segnali di frenatura (BI) in funzione di segnali di tensione misurata (T_meas) provenienti da un sensore di tensione (38), caratterizzato dal fatto che detti mezzi frenanti controllati comprendono un rocchetto motorizzato (22) presentante una luce d'ingresso (30a) in comunicazione con un'apertura (29) definita su una superficie d'estremità (22a) del rocchetto ed una luce d'uscita (30b) definita sulla superficie laterale di avvolgimento (22b) del rocchetto, tra le quali luci si estende un passaggio (28) attraversato dal filato (F), detto rocchetto (22) essendo azionato per variare la sua posizione angolare intorno al proprio asse (A) in base a detti segnali di frenatura (BI) in modo da applicare sul filato un'azione frenante per attrito, determinata dallo strisciamento del filato contro le superfici di contatto del rocchetto (22), di intensità crescente al crescere dell'angolo di rotazione (γ) del rocchetto (22) rispetto ad una posizione angolare di frenatura minima.
2. 2. Apparato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta unità di controllo (CU) à ̈ programmata per arrestare la rotazione di detto rocchetto (22) al compimento di un numero di giri massimo impostabile da un utente.
3. 3. Apparato secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che al compimento di detto numero di giri massimo l'unità di controllo (CU) à ̈ anche programmata per generare un segnale d'allarme.
4. 4. Apparato secondo una delle rivendicazioni 1-3, caratterizzato dal fatto che detto rocchetto (22) à ̈ disposto con il suo asse di rotazione (A) inclinato di un primo angolo (α) rispetto alla direzione (D) di provenienza del filato (F), e l'asse definito tra detta luce d'ingresso (30a) e detta luce d’uscita (30b) à ̈ inclinato rispetto all’asse (A) del rocchetto di un secondo angolo (β) sostanzialmente uguale a detto primo angolo (α).
5. 5. Apparato secondo una delle rivendicazioni 1-4, caratterizzato dal fatto che detto rocchetto (22), in detta posizione angolare di frenatura minima, Ã ̈ ruotato in modo da non interferire con la traiettoria del filato (F).
6. 6. Apparato secondo una delle rivendicazioni 1-5, caratterizzato dal fatto di comprendere una coppia di occhielli guidafilo (34, 36) rispettivamente disposti a monte e a valle di detto rocchetto (22) per guidare il filato durante la frenatura.
7. 7. Apparato secondo una delle rivendicazioni 1-6, caratterizzato dal fatto che detta luce di ingresso (30a) sfocia in una sede cilindrica (28) estendentesi coassialmente da detta apertura assiale (29).
8. 8. Apparato secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che sul bordo di detta sede cilindrica (28) Ã ̈ applicato un primo anello antiusura (32).
9. 9. Apparato secondo una delle rivendicazioni 1-8, caratterizzato dal fatto che in corrispondenza di detta luce d'uscita (30b) Ã ̈ applicato un secondo anello antiusura (33).
10. 10. Apparato secondo una delle rivendicazioni 1-9, caratterizzato dal fatto che detta unità di controllo (CU) comprende un blocco controllore di tensione (TC) che à ̈ programmato per confrontare detta tensione misurata (T_meas) con una tensione di riferimento (T_ref) e regolare detto segnale di frenatura (BI) in modo da minimizzare la differenza tra esse.
11. 11. Apparato secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detta unità di controllo (CU), quando detto alimentatore non à ̈ operativo, à ̈ programmata per mantenere detto rocchetto (22) in una posizione angolare tale da applicare sul filato un'azione di frenatura leggermente inferiore rispetto alla frenatura corrispondente a detta tensione di riferimento (T_ref).