ITUA20163637A1 - Cilindro raffreddato - Google Patents

Description

CILINDRO RAFFREDDATO

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un cilindro raffreddato con ricircolazione ad acqua o altro liquido idoneo utilizzato in macchine da stampa, quali in particolare macchine da stampa rotocalco.

Come noto nelle macchine da stampa del sopramenzionato tipo si susseguono una pluralità di unità di stampa o stadi di stampa. Una volta terminato un primo stadio di stampa, prima di essere immesso nel successivo, il supporto di stampa viene sottoposto ad uno stadio di asciugatura. A seguito dello stadio di asciugatura il supporto di stampa è quindi rimandato, tramite una serie di cilindri, al successivo stadio di stampa. Uno o più di tali cilindri di rimando è di tipo folle e raffreddato ad acqua.

Questo cilindro raffreddato presenta delle problematiche ad oggi non risolte. In particolare, essendo folle, è importante che il cilindro opponga al supporto di stampa la minor resistenza possibile, altrimenti la velocità di scorrimento del supporto e quella di rotazione del cilindro non coincidono e questo crea tensioni sul supporto dovute alla non perfetta aderenza al cilindro.

Tuttavia, la riduzione se non l’annullamento degli attriti è particolarmente complesso soprattutto con le tipologie di cilindri raffreddati ad oggi utilizzati.

In dettaglio, attualmente i cilindri maggiormente impiegati nel settore sono di due tipi. Un primo tipo di cilindro raffreddato noto si compone di una manica cava al quale interno è immesso un getto di acqua che, lambendo le pareti interne della manica, ottiene il raffreddamento anche della superficie esterna a contatto con il supporto di stampa. Il getto di acqua ricade poi fuori dalla manica per semplice effetto di gravità. Tale tipo di cilindro raffreddato presenta specifici inconvenienti. In particolare, essendo un circuito aperto, con scarico libero, l’acqua si ossigena e questo crea non trascurabili effetti corrosivi sulla superficie metallica della manica. Inoltre, la presenza dell’ossigeno favorisce la prolificazione di microorganismi quali alghe o funghi. Questo implica quindi che la manutenzione di tale tipo di cilindro raffreddato e del relativo sistema di circolazione a acqua è impegnativa e complessa. Un altro problema legato a questo tipo di cilindro è che, per effetto della forza centrifuga data dalla rotazione del cilindro, all’acqua immessa all’interno della manica viene impressa una certa velocità che va ad ostacolare la rotazione folle del cilindro stesso, per effetto di attrito dinamico tra acqua e manica. Questo macroscopicamente contribuisce ad aumentare l’attrito tra supporto di stampa e cilindro e quindi a generare le difettosità sopra descritte (non corretta aderenza tra supporto e cilindro, generazione di tensioni sul supporto).

Un ulteriore tipo di cilindro raffreddato noto prevede, anziché uno scarico dell’acqua libero come quello sopra descritto, uno scarico forzato. Pertanto il circuito idraulico che interessa il cilindro è di tipo chiuso. Questo implica una scarsa ossigenazione dell’acqua e quindi tale tipo di cilindro risolve le problematiche sopra esposte circa la corrosione del cilindro e la formazione di alghe o altri microorganismi, Tuttavia lo scarico forzato, materializzato da una tenuta meccanica in pressione, implica un notevole incremento delle forze di attrito sopra descritte. Il cilindro noto di questo tipo pertanto è particolarmente critico per quanto riguarda la generazione di attriti e quindi la corretta interazione tra supporto di stampa e cilindro stesso.

Scopo della presente invenzione è pertanto quello di risolvere le problematiche appena esposte.

In particolare è scopo della presente invenzione fornire un cilindro raffreddato ad acqua che ovvi ai problemi sopra esposti di generazione di attrito e che non necessiti di frequente e complessa manutenzione.

Tali scopi vengono raggiunti dal cilindro raffreddato con ricircolazione ad acqua le cui caratteristiche essenziali sono definite dalla prima delle rivendicazioni annesse.

Le caratteristiche e i vantaggi del cilindro secondo l’invenzione risulteranno più chiaramente dalla descrizione che segue di una sua forma realizzativa, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi in cui:

la figura 1 è una vista in prospettiva di un cilindro raffreddato con ricircolazione di acqua secondo l’invenzione;

la figura 2 è una sezione longitudinale del cilindro di figura 1, secondo un piano passante per un asse di rotazione del cilindro stesso;

la figura 3 mostra in ingrandimento una porzione terminale del cilindro, evidenziata in figura 2; e

- la figura 4 è una sezione ricavata sulla porzione terminale del cilindro di figura 3, secondo il piano longitudinale di figura 2 e secondo un piano trasversale ad esso perpendicolare.

Con riferimento a dette figure, un cilindro raffreddato, atto ad essere installato in una macchina di stampa quale in particolare una macchina di stampa di tipo rotocalco, comprendente un corpo cilindrico 1 allungato secondo un asse longitudinale X da estremità terminali del quale si estendono segmenti di albero 2, atti a supportare girevolmente intorno all’asse X il corpo cilindrico in una struttura fissa (non mostrata) di tale macchina di stampa.

Nel cilindro si sviluppa un circuito di raffreddamento 3 entro il quale circola un fluido refrigerante, quale ad esempio ma non limitativamente acqua; la circolazione del fluido nel circuito di raffreddamento determina un raffreddamento del cilindro ma in particolare di una sua superficie esterna 10 atta, quando il cilindro è installato nella macchina di stampa, al contatto con un supporto di stampa. Il circuito di raffreddamento interessa, oltre che il corpo cilindrico 1 anche un primo 20 dei due segmenti di albero 2. In particolare un’entrata 30 del circuito di raffreddamento è posta sul primo segmento di albero, come sarà chiaro più avanti.

Tale entrata 30 afferisce ad una prima camera 40 del cilindro, definita in un elemento di tenuta idraulica 4 che si impegna in modo girevole, a guisa di cappuccio, sul primo 20 dei due segmenti di albero 2. Alla prima camera 40 afferisce anche un ingresso 41 per l'immissione dall’esterno del fluido refrigerante.

L’elemento di tenuta 4 comprende inoltre una seconda camera 42, idraulicamente separata dalla prima camera 41. A tale seconda camera 41 afferisce uno scarico 420 del fluido refrigerante circolante nel circuito.

Il primo segmento di albero 20 supporta in testa mezzi di moto ausiliari 5 in assetto da essere alloggiati entro la camera 40, pertanto, i mezzi di moto ausiliari 5, sotto l’azione di spinta del fluido refrigerante immesso nella camera per essere introdotto nel circuito di raffreddamento, sono tali da imprimere al segmento di albero e conseguentemente al corpo cilindrico un moto di rotazione attorno all’asse longitudinale X.

Scendendo nel dettaglio, i mezzi di moto ausiliari 5 comprendono una turbina, ovvero una pluralità di alette 50 disposte fisse e in assetto circonferenziale attorno alla testa del primo segmento di albero 20. L’ingresso 41 è disposto in assetto tangenziale alla circonferenza esterna definita dalle alette, in modo che il flusso di fluido in ingresso impatti sulla superficie principale dell’aletta, innescando la rotazione della turbina attorno all’asse X e, conseguentemente di quella dell’albero.

Ancora, il primo segmento di albero 20 comprende due maniche disposte una internamente all’altra in modo reciprocamente fisso (ovvero senza moto relativo reciproco) e coassiale di cui una manica esterna 200 e una manica interna 201.

La manica interna 201 sporge con una sua estremità terminale 201 a dalla manica esterna 200 e su tale estremità terminale installa i mezzi di moto ausiliari 5.

L’elemento di tenuta idraulica 4 è calettato a guisa di cappuccio in testa all’estremità terminale 201 a e si impegna sulla circonferenza esterna di tale manica esterna 200. In montaggio, l’elemento di tenuta idraulica 4 è installato in modo fisso rispetto alla struttura della macchina di stampa, ovvero in modo da non avere rispetto ad essa un moto relativo. La manica esterna 200 è montata entro l’elemento di tenuta idraulica 4 in modo girevole rispetto all’asse X, per mezzo del montaggio su elementi di rotazione quali cuscinetti. Pertanto, la manica esterna e quindi il segmento di albero (e conseguentemente il corpo cilindrico) sono liberi di ruotare rispetto all’elemento di tenuta idraulica.

Le due maniche sono interessate dal circuito di raffreddamento, ovvero definiscono tratti di mandata e di ritorno del circuito stesso. In particolare la manica interna 201 presenta una cavità interna tubolare 210, sviluppantesi lungo l’asse X, che definisce un primo tratto di mandata 3a del circuito 3.

La bocca del primo tratto di mandata 3a che afferisce a tale estremità terminale 201 a del primo segmento di albero, ovvero all’estremità dove sono installati i mezzi di moto ausiliario, definisce l’entrata 30 al circuito di raffreddamento.

Ancora, tra le due maniche, interna 201 e esterna 200 è definita una intercapedine tubolare 211 che si sviluppa secondo l’asse X. L’intercapedine tubolare definisce un tratto finale di ritorno 3b del circuito di raffreddamento. L’estremità libera 211 a dell’intercapedine tubolare 211 definisce un’uscita del circuito di raffreddamento. Tale estremità libera 211a afferisce alla seconda camera 42, in modo tale che il fluido in uscita dal circuito di raffreddamento convogli in tale seconda camera 42 e da qui venga scaricato attraverso lo scarico 420.

Il corpo cilindrico 1, in una soluzione realizzativa preferita illustrata nelle figure, comprende una manica tubolare 11 le cui estremità sono intercettate da porzioni terminali 12, su cui si impegnano solidalmente i segmenti di albero. Il circuito di raffreddamento interessa sia le porzioni terminali che lo spessore della manica tubolare 12. In particolare, internamente alla manica tubolare sono ricavati una pluralità di canali 110 contigui e disposti secondo l’asse X, come visibile in figura 4. In modo alternato i canali definiscono canali di mandata 110’ o ritorno 110” che si raccordano rispettivamente sul primo tratto di mandata 3a e sul tratto finale di ritorno 3b, così che il fluido refrigerante attraversi la manica in un senso e nell’altro (e conseguentemente a temperature diverse) in modo alternato e ordinato. Infatti, la temperatura del fluido in linea di mandata è minore di quella del fluido in linea di ritorno, essendo esso stato soggetto, per il percorso della mandata, allo scambio termico con la superficie esterna della manica. Pertanto, alternando canali di mandata a canali di ritorno e prevedendo ingresso 41 e uscita 420 del circuito in corrispondenza della medesima estremità del cilindro, la temperatura globale media sulla manica e in particolare sulla sua superficie esterna è costante, evitando la generazione di gradienti di temperatura indesiderati.

Il funzionamento del cilindro una volta installato in una macchina da stampa è il seguente. Come sopra accennato l’elemento di tenuta 4 è impegnato in modo fisso alla struttura della macchina. Il corpo cilindrico 1 è invece girevole rispetto alla struttura fissa. Per effetto dell’impegno tangenziale del supporto di stampa e del suo movimento di traslazione, il corpo cilindrico è posto in rotazione folle. Il flusso di acqua immesso nella prima camera 40 impatta sulla turbina 5 imprimendole un moto di rotazione attorno all’asse X e conseguentemente imprimendo una coppia di rotazione ausiliaria al corpo cilindrico stesso. Tale coppia di rotazione ausiliaria contrasta gli attriti generati tra superficie esterna del cilindro e supporto di stampa, in modo tale che la velocità di rotazione del cilindro corrisponda alla velocità del supporto di stampa e non si verifichino disallineamenti responsabili di effetti di scarsa aderenza o generazione di tensioni sul supporto di stampa stesso.

Il fluido refrigerante passa quindi dalla camera 4 al primo tratto di mandata 3a e da qui è immesso entro il corpo cilindrico nei canali di mandata 110’. Dopo aver percorso il cilindro per il suo sviluppo longitudinale, il fluido passa nei canali di ritorno 110” e quindi attraversa il tratto finale di ritorno 3b per poi essere scaricato attraverso la seconda camera 42 e quindi l’uscita 420. Questo tipo di geometria interna permette una ottimale distribuzione dell’azione raffreddante sull’intera superficie del nastro.

Nel cilindro viene introdotta una quantità di fluido ad una pressione funzionale a generare una coppia di rotazione sufficiente a contrastare quasi totalmente gli attriti, rendendo quindi il cilindro stesso trascinato alla stessa velocità dal nastro con ridottissimo sforzo.

Come sopra accennato il fluido può essere acqua; essendo il circuito interno al cilindro di fatto chiuso, l’acqua non subisce ossigenazione e quindi sono evitati i fenomeni di corrosione e formazione di alghe o altri microorganismi.

La presente invenzione è stata descritta con riferimento a una sua forma di realizzazione preferita. È da intendersi che possono esistere altre forme di realizzazione che afferiscono al medesimo nucleo inventivo, tutte rientranti neN’ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito riportate.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un cilindro raffreddato, atto ad essere installato in una macchina di stampa quale in particolare una macchina di stampa di tipo rotocalco, comprendente un corpo cilindrico (1) allungato secondo un asse longitudinale (X) da estremità opposte terminali del quale si estendono segmenti di albero (2), in detto cilindro sviluppandosi un circuito di raffreddamento (3) entro il quale circola un fluido refrigerante, detto cilindro essendo caratterizzato dal fatto di comprendere una prima camera (40) alla quale afferisce un’entrata (30) di detto circuito di raffreddamento (3) e un ingresso (41) per l’immissione di detto fluido refrigerante in detta camera, un primo (20) di detti segmenti di albero (2) supportando mezzi di moto ausiliari (5) alloggiati entro detta prima camera (40), detti mezzi di moto ausiliari sotto l’azione di spinta di detto fluido refrigerante immesso in detta camera attraverso detto ingresso (41), essendo atti ad imprimere a detto corpo cilindrico un moto di rotazione attorno a detto asse longitudinale (X).
2. 2. Il cilindro raffreddato secondo la rivendicazione 1, in cui detta entrata (30) di detto circuito di raffreddamento (3) è ricavata su detto primo segmento di albero (20), in corrispondenza di una testa di esso.
3. 3. Il cilindro raffreddato secondo la rivendicazione 2, in cui detta prima camera (40) è ricavata su un elemento di tenuta (4) impegnato girevolmente a guisa di cappuccio in testa a detto primo segmento di albero (20).
4. 4. Il cilindro raffreddato secondo la rivendicazione 3, in cui in detto elemento di tenuta (4) definisce una seconda camera (42) idraulicamente separata da detta prima camera, a cui afferisce uno scarico (420) di detto fluido refrigerante.
5. 5. Il cilindro raffreddato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4, in cui detti mezzi di moto ausiliari (5) comprendono una pluralità di alette (50) che si protendono in assetto fisso e circonferenziale rispetto a detto asse (X) da una superficie esterna di detto primo segmento di albero, in corrispondenza di detta testa.
6. 6. Il cilindro raffreddato secondo la rivendicazione 5, in cui detto ingresso (41) è disposto in modo tangenziale a una circonferenza esterna definita da detta pluralità di alette, in modo che detto flusso entrando da detto ingresso, impatti su una superficie principale di dette alette stesse.
7. 7. Il cilindro raffreddato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 6, in cui detto primo segmento di albero (20) comprende due maniche tubolari reciprocamente coassiali rispetto a detto asse (X) disposte una internamente all’altra, di cui una manica esterna (200) e una manica interna (201), detta manica interna (201) protendendosi con una sua estremità terminale (201 a) da detta manica esterna (200) e supportando in detta estremità terminale detti mezzi di moto ausiliari.
8. 8. Il cilindro raffreddato secondo la rivendicazione 7, in cui detta manica interna (201) definisce un primo tratto di mandata (3a) di detto circuito di raffreddamento, la bocca di detto primo tratto di mandata (3a) in corrispondenza di detta estremità terminale di detta manica interna definendo detta entrata (30).
9. 9. Il cilindro raffreddato secondo la rivendicazione 8, in cui tra detta manica interna e detta manica esterna è definita un’intercapedine tubolare (211), detta intercapedine definendo un tratto finale di ritorno (3b) di detto circuito di raffreddamento.
10. 10. Il cilindro raffreddato secondo la rivendicazione 9 in cui un’estremità libera (211a) di detta intercapedine tubolare definisce un’uscita di detto circuito di raffreddamento e afferisce a detta seconda camera (42).
11. 11. Il cilindro raffreddato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 8 a 10, in cui detto corpo cilindrico (1) comprende una manica tubolare (11) intercettata ad estremità opposte da porzioni terminali (12) su cui si impegnano solidalmente detti segmenti di albero (2).
12. 12. Il cilindro raffreddato secondo la rivendicazione 11, in cui, entro lo spessore di detta manica tubolare (11), sono ricavati una pluralità di canali (110) contigui e disposti circonferenzialmente attorno all’asse longitudinale (X), che interessano l’intera estensione longitudinale della manica stessa.
13. 13. Il cilindro raffreddato secondo la rivendicazione 12, in cui detti canali contigui sono tali da definire alternativamente canali di mandata (110’) e canali di ritorno (110”) di detto circuito di raffreddamento, detti canali di mandata (110’) essendo connessi idraulicamente a detto primo tratto di mandata (3a) e detti canali di ritorno (110”) essendo connessi idraulicamente a detto tratto finale di ritorno (3b).
14. 14. Una macchina di stampa che installa un cilindro raffreddato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.