ITUB20151069A1 - Dispositivo di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso - Google Patents

Description

Descrizione di invenzione industriale

Dispositivo di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso

L?invenzione concerne un dispositivo di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso, in particolare impiegato nelle operazioni di filatura di un filo in filatoi ad anello per consentire la torsione e l?avvolgimento, o incannatura, del filo attorno ad un fuso in modo da realizzare una spola di una determinata tipologia di filato.

Sono noti dispositivi di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso per un filatoio ad anello ciascuno dei quali comprende un anello interno e un anello esterno tra i quali ? interposta una gabbia supportante in posizioni predeterminate una pluralit? di corpi volventi, disposti a 120? l?uno rispetto all?altro.

L?anello esterno, fisso, nell?uso ? montato in una sede circolare ricavata in una banchina del filatoio ad anello, mentre l?anello interno ? fissato ad una parete esterna di un cannotto coassiale ad un fuso.

Nel corpo del canotto ? ricavato un foro disposto per alloggiare e impegnare un elemento guidafilo conformato sostanzialmente a C all?interno del quale nell?uso ? impegnato il filo da sottoporre a torsione e avvolgimento che precedentemente ? stato stirato tramite una pluralit? di coppie di rulli rotanti a velocit? differenti.

Il fuso ? posto in rotazione insieme a tutti gli altri fusi di un medesimo fronte del filatoio da un motore di testa. La rotazione del fuso tende il filo, un cui capo ? fissato al fuso stesso, il quale trascina in rotazione la gabbia, l?anello interno, il canotto, grazie all?interazione tra una porzione del filo e un?area dell?elemento guidafilo. Contemporaneamente, durante le operazioni di filatura, la banchina viene azionata opportunamente in direzione verticale, ossia lungo una direzione sostanzialmente parallela all?asse di ciascuno fuso.

Il moto rotatorio del fuso produce la torsione del filo mentre quest?ultimo si avvolge intorno al fuso per creare una spola.

La produttivit? dei filatoi di tipo noto ? limitata dai regimi di rotazione sopportabili dalle parti in movimento rotatorio.

Per aumentare il numero di spole prodotte ? quindi indispensabile ridurre l?attrito tra i corpi volventi e le piste di rotolamento nelle quali rotolano, mantenendo al contempo il controllo sulla tensione del filo.

A tale fine, nei filatoi di tipo noto, i dispositivi di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso sono provvisti, ciascuno, di un sistema di lubrificazione comprendente almeno due aperture passanti ricavate nell?anello esterno e disposte per consentire il passaggio al proprio interno di uno stoppino teso, il quale ? impregnato di olio assorbito per capillarit? quando viene fatto passare attraverso un serbatoio di olio esterno al dispositivo e disposto a monte dell?anello esterno. Lo stoppino impregnato di olio coopera per sfregamento con una porzione della gabbia o con una porzione della pista di rotolamento in modo tale che una parte dell?olio venga asportata e assicuri cos? di lubrificare le zone di contatto tra i corpi volventi e le piste di rotolamento.

Un difetto dei dispositivi di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso di tipo noto ? che il sistema di lubrificazione comporta una vita breve dei dispositivi a causa dello sporco dovuto a peli impregnati di olio che si separano dallo stoppino durante il suo sfregamento per liberare olio. Ne consegue che i filatoi provvisti di tali dispositivi devono essere revisionati frequentemente e i dispositivi sporchi sostituiti, con conseguenti elevati costi di manutenzione e di sostituzione dei dispositivi.

Durante un ciclo di filatura la velocit? di ciascun anello interno, gabbia e cannotto, pu? dover essere variata a seconda dello stadio del ciclo o, ad esempio, quando ? necessario fermare e poi riavviare un fuso per via della rottura del filo.

Per poter diminuire la velocit? imposta dal fuso, sull?anello interno, sulla gabbia e sul cannotto, i dispositivi di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso di tipo noto comprendono una pluralit? di magneti, montati uno di fianco all?altro con polarit? opposte che interagiscono magneticamente con l?anello interno generando un?azione di frenatura . Variando la posizione dei magneti rispetto all?anello interno, si pu? variare l?azione di frenatura su ciascun anello interno o su ciascuna gabbia.

Per variare la posizione dei magneti, i filatoi di tipo noto comprendono un?asta che controlla tutti i dispositivi di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso e pu? essere azionata assialmente per agire su una leva di cui ? provvisto ciascun dispositivo di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso che consente uno spostamento assiale o radiale dei magneti.

Un difetto dei dispositivi di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso di tipo noto ? pertanto che la regolazione della frenatura tramite un sistema asta-leve risulta poco precisa. Inoltre, se si desidera variare la frenatura in un singolo dispositivo di torsione, occorre sganciare la rispettiva leva dall?asta, il che richiede l?intervento manuale di un operatore con notevole dispendio di tempo.

Ancora, nei filatoi ad anello di tipo noto, per verificare se un filo durante il ciclo di filatura si ? rotto, un operatore deve percorrere l?intera lunghezza di ciascun fronte del filatoio, tentando di contattare il filo. Quando l?operatore non avverte il contatto deduce che il filo di un determinato fuso si ? rotto.

Di conseguenza, le operazioni di manutenzione risultano lunghe e non ? possibile intervenire tempestivamente direttamente sul filo rotto, in quanto non ? visibile, dato il numero elevato di fusi su un medesimo fronte del filatoio, ma ? necessario che l?operatore controlli per ogni fuso la presenza dei fili fino a individuare quelli eventualmente rotti. Inoltre, i dispositivi di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso di tipo noto non prevedono un sistema di raffreddamento ad esempio per limitare i riscaldamento delle parti in movimento e, quindi, l?usura, ma il sistema di raffreddamento ? esterno al filatoio stesso e, pertanto, non ? efficiente perch? non agisce direttamente sul dispositivo di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso, ma solo nell?ambiente in cui il filatoio ? posto.

Uno scopo della presente invenzione ? di migliorare i dispositivi di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso di tipo noto.

Un altro scopo ? di produrre un dispositivo di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso avente una elevata vita utile rispetto ai dispositivi di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso di tipo noto.

Un ulteriore scopo ? consentire una manutenzione dei dispositivi di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso pi? rapida in caso di rottura dei fili da torcere e avvolgere sui fusi.

Un altro scopo ancora ? di produrre un dispositivo di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso che consenta di controllare in maniera pi? efficiente l?azione frenante.

Un ulteriore scopo ancora ? di produrre un dispositivo di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso che sia pi? efficiente, ad esempio in termini di dissipazione di calore, e che consenta di essere sostituito pi? facilmente rispetto ai dispositivi di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso di tipo noto.

Ancora un ulteriore scopo ? di produrre un dispositivo di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso che sia economico e semplice da utilizzare e da montare.

Secondo l?invenzione ? previsto un dispositivo di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso come indicato nella rivendicazione 1.

L?invenzione potr? essere meglio compresa e attuata con riferimento agli allegati disegni che ne illustrano una forma esemplificativa e non limitativa di attuazione in cui: Figura 1 ? una vista prospettica dall?alto illustrante una pluralit? di dispositivi di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso secondo l?invenzione montati su una banchina di un filatoio ad anello;

Figura 2 ? una vista prospettica come quella di Figura 1 ma dal basso;

Figura 3 ? una sezione presa lungo un piano III-III di Figura 1;

Figura 4 ? una vista prospettica di un gruppo elettronico di controllo del dispositivo di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso secondo l?invenzione;

Figura 5 ? una vista prospettica dal basso del gruppo elettronico di controllo di Figura 4 con un coperchio rimosso per mostrare una scheda elettronica;

Figura 6 ? una vista esplosa del gruppo elettronico di controllo di Figura 4;

Figura 7 ? una vista prospettica dall?alto di un gruppo di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso previsto nel dispositivo di torsione e avvolgimento di Figura 1;

Figura 8 ? una vista prospettica come quella di Figura 7 ma dal basso;

Figura 9 ? una sezione presa lungo un piano IX-IX di Figura 7;

Figura 10 ? una vista esplosa del gruppo di torsione e avvolgimento di un filo su un fuso di Figura 7.

Con riferimento alle Figure 1 e 2, ? mostrata una pluralit? di dispositivi di torsione e avvolgimento 1 di un filo su un fuso secondo l?invenzione montati l?uno di fianco all?altro su una banchina 2 di un filatoio ad anello.

Ciascun dispositivo di torsione e avvolgimento 1 ? montato concentricamente ad una rispettiva apertura circolare 3 ricavata nella banchina 2.

Nell?uso, all?interno di ciascuna apertura circolare 3 ? posizionato un fuso il quale ? azionato in rotazione da un motore di testa del filatoio insieme a tutti gli altri fusi di un medesimo fronte del filatoio. Come verr? spiegato meglio nel seguito della descrizione, la rotazione del fuso tende il filo, un cui capo ? fissato al fuso stesso, il quale trascina in rotazione alcuni componenti del dispositivo di torsione e avvolgimento 1. Contemporaneamente, durante le operazioni di filatura, la banchina 2 viene azionata a muoversi opportunamente in direzione verticale, ossia lungo una direzione sostanzialmente parallela ad un asse X (Figura 3) di ciascuna apertura circolare 3. Grazie al dispositivo di torsione e avvolgimento 1, il filo, precedentemente stirato tramite una pluralit? di coppie di rulli rotanti a velocit? differenti, viene torto e avvolto intorno al fuso in modo da realizzare una spola di una determinata tipologia di filato.

La banchina 2 ? realizzata in alluminio estruso che consente di limitarne il peso rispetto alle banchine dei filatoi tradizionali realizzate piegando una lamiera di acciaio, per compensare il maggior peso dei dispositivi di torsione e avvolgimento 1 secondo l?invenzione rispetto ai dispositivi di torsione e avvolgimento di tipo noto, dovuto alla presenza di un elettromagnete con relativa elettronica di controllo, per ciascun dispositivo, come sar? spiegato nel seguito.

Ciascuna apertura circolare 3 pu? avere un diametro di circa 75 mm e la distanza tra gli assi X di due aperture circolari 3 adiacenti pu? essere di circa 82,5 mm. Tali dimensioni consentono di facilitare le operazioni di montaggio e manutenzione da eseguire sui dispositivi di torsione e avvolgimento 1.

Ciascun dispositivo di torsione e avvolgimento 1 comprende un gruppo elettronico di controllo 4, visibile nella Figura 2 e mostrato in particolare nella Figura 4, e un gruppo di torsione e avvolgimento 5 visibile nella Figura 1.

Come verr? spiegato meglio nel seguito, il gruppo di torsione e avvolgimento 5 comprende componenti rotanti che impegnano il filo e sono posti in rotazione dalla tensione del filo che ? teso tra di essi e il fuso azionato in rotazione. In questo modo tali componenti rotanti consentono la torsione e l?avvolgimento intorno al fuso del filo. Il gruppo elettronico di controllo 4 ? disposto, in particolare, per esercitare una azione frenante controllata sui componenti rotanti del gruppo di torsione e avvolgimento 5 in base all?avanzamento di un ciclo di filatura del filo.

Durante un ciclo di filatura, infatti, la velocit? dei componenti rotanti pu? dover essere variata a seconda dello stadio del ciclo o, ad esempio, quando ? necessario fermare e poi riavviare un fuso a causa della rottura del filo.

Con riferimento alla Figura 3, la banchina 2 presenta una sezione sostanzialmente a forma come di C e comprende una pluralit? di alette di raffreddamento 6, sporgenti da una parete laterale esterna 7 della banchina 2 verso l?ambiente esterno in modo da aumentare cos? la superficie radiante per favorire una dispersione di calore per convezione.

In particolare, le alette di raffreddamento 6 sono disposte parallele l?una all?altra e percorrono sostanzialmente l?intera lunghezza della banchina 2.

Le alette di raffreddamento 6 fungono da dissipatori di calore, in particolare del calore generato dal gruppo di torsione e avvolgimento 5, consentendo quindi di abbassare una temperatura ambiente ed evitare che il gruppo di torsione e avvolgimento 5 e/o il gruppo elettronico di controllo 4 si surriscaldi provocandone usura e/o un malfunzionamento. Con riferimento alle Figure da 4 a 6, ciascun gruppo elettronico 4 comprende un dispositivo di frenatura, in particolare un elettromagnete 9, e una scheda elettronica 10 disposta per controllare una azione di frenatura che l?elettromagnete 9 esercita su un componente rotante del gruppo di torsione e avvolgimento 5.

Ciascun gruppo elettronico 4 comprende un corpo 8 realizzato preferibilmente in materia plastica, nel quale sono ricavati un alloggiamento 19 per l?elettromagnete 9 e un ulteriore alloggiamento 20 per la scheda elettronica 10, schematicamente mostrati nelle Figure 5 e 6. Il corpo 8 ? conformato approssimativamente a forma di parallelepipedo e pu? presentare profili con zone scanalate 11 disposte per diminuire il volume dei gruppo elettronico di controllo 4 e, di conseguenza, la relativa massa, per gravare in maniera minore su elementi di supporto del filatoio che devono supportare la banchina 2.

Nel corpo 8 ? ricavato, inoltre, un foro passante 12 che, nell?uso, come l?apertura circolare 3, circonda il fuso.

Per consentire il fissaggio del gruppo elettronico di controllo 4 sulla banchina 2, nel corpo 8 sono previste delle aperture passanti 13 disposte per alloggiare mezzi di collegamento 14, di tipo noto, comprendenti ad esempio viti e mostrati dall?alto in Figura 1, che interagiscono con rispettivi fori di collegamento realizzati nella banchina 2 e consentono di fissare il gruppo elettronico di controllo 4 in una posizione predeterminata sulla banchina 2.

Grazie ad un opportuno posizionamento delle aperture passanti 13 e dei fori di collegamento, il foro passante 12 e l?apertura circolare 3 risultano concentrici quando il gruppo elettronico 4 ? montato sulla banchina 2.

Nelle Figure sono mostrate tre aperture passanti 13 con rispettivi tre mezzi di collegamento 14 e tre fori di collegamento, ma il numero di tali elementi pu? anche essere diverso.

Il gruppo elettronico di controllo 4 comprende, inoltre, una sorgente luminosa 15 disposta per inviare un segnale ottico ad un operatore, o a un sistema di supervisione ottico, per indicare una condizione operativa del gruppo di torsione e avvolgimento 5.

La sorgente luminosa 15 pu? comprendere una prima sorgente luminosa 16 ed una seconda sorgente luminosa 17 ciascuna delle quali disposta per emettere una luce di colore differente rispetto all?altra, ad esempio verde e rosso, rispettivamente. A tale colore pu? essere associato un differente significato noto all?operatore, a seconda della condizione che si vuole indicare.

Ad esempio, all?emissione luminosa della prima sorgente luminosa 16 pu? essere associata una condizione di buona operativit? del gruppo di torsione e avvolgimento 5, ossia una condizione in cui il filo ? mantenuto in tensione e, pertanto, non ? interrotto, e in cui i componenti rotanti del gruppo di torsione e avvolgimento 5 ruotano correttamente.

Viceversa, all?emissione luminosa della seconda sorgente luminosa 17 pu? essere associata una condizione di malfunzionamento del gruppo di torsione e avvolgimento 5, dovuta o al fatto che i componenti rotanti del gruppo di torsione e avvolgimento 5 non ruotano correttamente, il che ? significativo di un problema al gruppo di torsione e avvolgimento 5, oppure dovuta al fatto che il gruppo di torsione e avvolgimento 5 ? fermo, il che ? significativo di una interruzione del filo il quale, non essendo pi? in tensione, non trascina i componenti rotanti del gruppo di torsione e avvolgimento 5 in rotazione attorno al fuso. Le condizioni di buona operativit? o malfunzionamento del gruppo di torsione e avvolgimento 5 sono stabilite in base alla velocit? di rotazione effettiva dei componenti rotanti del gruppo di torsione e avvolgimento 5 rilevata da un sensore di velocit? 18 previsto nel gruppo elettronico di controllo 4.

Il sensore di velocit? 18 ? disposto in un alloggiamento 21 ricavato nel corpo 8 conformato in modo tale che il sensore di velocit? 18 si affacci sul foro passante 12, una volta montato nell?alloggiamento 21. In questo modo, il sensore di velocit? 18, nell?uso, ? in grado di rilevare una velocit? di rotazione dei componenti rotanti del gruppo di torsione e avvolgimento 5.

Il sensore di velocit? 18 pu? essere, ad esempio, di tipo ottico o ad effetto Hall.

Nel caso in cui il sensore di velocit? 18 sia ottico, esso comprende una fascia riflettente disposta su circa il 50% della circonferenza del foro passante 12, in modo da rilevare con esattezza anche i regimi pi? alti (30-40.000 giri/min) dei componenti rotanti del gruppo di torsione e avvolgimento 5.

Il valore della velocit? di rotazione del gruppo di torsione e avvolgimento 5 ? poi trasmesso dal sensore di velocit? 18 alla scheda elettronica 10 che provvede ad effettuare il confronto tra il valore di velocit? rilevato e quello di riferimento impostato. Il valore di riferimento impostato ? variabile durante il ciclo di filatura ad esempio in funzione dello stadio di realizzazione della spola.

La prima e la seconda sorgente luminosa 16, 17 possono essere alimentate in maniera alternativa dalla scheda elettronica (10), in particolare da un commutatore azionato da un rel? alimentato dalla scheda elettronica 10.

Ad esempio, nel caso in cui la velocit? di rotazione dei componenti rotanti del gruppo di torsione e avvolgimento 5 scenda al di sotto di un valore di riferimento impostato per la velocit? del gruppo di torsione e avvolgimento 5, la scheda elettronica 10 comanda al rel? di alimentare la seconda sorgente luminosa 17, mentre quando la velocit? di rotazione dei componenti rotanti del gruppo di torsione e avvolgimento 5 si mantiene in un intervallo di valori attorno al valore di riferimento impostato, la scheda elettronica 10 comanda al rel? di mantenere alimentata la prima sorgente luminosa 16.

Una velocit? di rotazione inferiore al valore di riferimento impostato della velocit? di rotazione ? indice di un malfunzionamento del gruppo di torsione e avvolgimento 5, in quanto i componenti rotanti di quest?ultimo ruotano ma ad una velocit? ridotta, mentre una velocit? di rotazione in particolare pari a 0 ? indice di rottura del filo in quanto il gruppo di torsione e avvolgimento 5 non ruota pi?.

La prima sorgente luminosa 16 e la seconda sorgente luminosa 17 possono comprendere, ciascuna, un LED per generare la rispettiva emissione luminosa.

In alternativa, la sorgente luminosa 15 pu? comprendere anche un solo LED, a cui, ad esempio, ? associata una condizione di buona operativit? del gruppo di torsione e avvolgimento 5 quando non genera una emissione luminosa, oppure a cui ? associata una condizione di malfunzionamento quando ? alimentato, ossia genera una emissione luminosa.

Grazie alla sorgente luminosa 15, l?operatore ? in grado di stabilire se un filo che stava torcendo e avvolgendo un determinato dispositivo di torsione e avvolgimento 1 si ? rotto o meno solamente controllando visivamente il segnale luminoso. In questo modo si evita che l?operatore debba percorrere l?intera lunghezza di ciascun fronte del filatoio tentando di contattare il filo per verificare se quest?ultimo durante il ciclo di filatura si ? rotto.

Di conseguenza, le operazioni di manutenzione dei dispositivi di torsione e avvolgimento 1 di un filo su un fuso risultano pi? rapide rispetto ai dispositivi di torsione e avvolgimento di tipo noto ed ? possibile che l?operatore intervenga tempestivamente e direttamente sul filo rotto o sul gruppo di torsione e avvolgimento 5 malfunzionante.

Naturalmente, per poter essere visibili all?esterno e a distanza, la sorgente luminosa 15 si deve protendere da una faccia superiore 22 del gruppo elettronico 4 e un opportuno passaggio 23 deve essere ricavato nella banchina 2 per poter consentire che, quando il gruppo elettronico di controllo 4 ? montato sulla banchina 2, la sorgente luminosa 15 sporga verso l?ambiente esterno.

La scheda elettronica 10 ? alimentata attraverso una linea di alimentazione 24 in tensione, sulla quale la scheda elettronica 10 si innesta tramite spine di collegamento elettrico 25 quando il gruppo elettronico di controllo 4 ? montato sulla banchina 2. Infatti, le spine di collegamento elettrico 25 hanno una lunghezza tale da consentire il contatto con la linea di alimentazione 24 durante il montaggio. In questo modo, la scheda elettronica 10 ? collegata facilmente all?alimentazione elettrica senza la necessit? di dover prevedere un cablaggio aggiuntivo. Ci? consente una manutenzione e un montaggio molto rapidi.

La linea di alimentazione 24 ? disposta in una sede longitudinale 26 ricavata lungo l?intera lunghezza della banchina 2.

La scheda elettronica 10, oltre a comandare l?alimentazione della sorgente luminosa 15, comunica tramite un canale di comunicazione dati, non illustrato, ad esempio un bus di trasmissione dati, con una unit? di comando centrale del filatoio.

L?unit? di comando centrale comprende un software disposto per gestire il ciclo di filatura e azionare in rotazione i motori dei fusi.

L?unit? di comando centrale invia, inoltre, dati alla scheda elettronica 10, sulla base dei quali quest?ultima controlla il gruppo di torsione e avvolgimento 5. In particolare, l?unit? di comando centrale informa la scheda elettronica 10 dei parametri operativi specifici per ciascuno stadio di un ciclo di filatura.

A sua volta, la scheda elettronica 10 invia all?unit? di comando centrale segnali di stato e allarmi, ad esempio indicativi di un malfunzionamento del gruppo di torsione e avvolgimento 5.

Pertanto, tra la scheda elettronica 10 e l?unit? di comando centrale ? stabilita una comunicazione bidirezionale.

Nelle Figure ? mostrata una linea di alimentazione 24 in forma di binario elettrificato. In altre parole, la linea di alimentazione 24 comprende una coppia di cavi di alimentazione, in particolare che alimentano una corrente continua. In questo caso, il bus di trasmissione dati utilizza gli stessi cavi della linea di alimentazione 24.

Tuttavia, la linea di alimentazione 24 pu? prevedere pi? cavi, e, corrispondentemente, la scheda elettronica 10 comprender? un numero di spine di collegamento elettrico 25 pari al numero di cavi della linea di alimentazione 24, il cavo di trasmissione dei segnali essendo, in questo caso, indipendente dalla linea di alimentazione 24.

La scheda elettronica 10 comprende componenti elettronici 27 di tipo noto, schematicamente illustrati nelle Figure 5 e 6, atti a stabilire la comunicazione con l?unit? di comando centrale del filatoio e con la sorgente luminosa 15.

L?ulteriore alloggiamento 20 ricavato nel corpo 8 per alloggiare la scheda elettronica 10, ha una forma sostanzialmente scatolare aperta verso l?alto. La scheda elettronica 10, ? collocata in fase di montaggio all?interno dell?ulteriore alloggiamento 20.

L?ulteriore alloggiamento 20 pu? essere realizzato in corpo unico con il corpo 8 e pu? essere previsto in corrispondenza di una prima estremit? del corpo 8.

Un coperchio 28 ? previsto per impegnarsi con un perimetro 29 dell?alloggiamento scatolare 20 in modo da chiudere quest?ultimo e proteggere i componenti elettronici 27 da corpi esterni, ad esempio da polvere.

Alla stregua della scheda elettronica 10, anche l?elettromagnete 9 ? collegato elettricamente alla linea di alimentazione 24 con un connettore fisso, non illustrato, che si innesta automaticamente in fase di montaggio. In questo modo la manutenzione e il montaggio risultano facilitati e rapidi. Per il collegamento alla linea di alimentazione 24 sono previste opportune piste elettriche, non illustrate, disposte per portare l?alimentazione elettrica all?elettromagnete 9.

L'elettromagnete 9 ? disposto, inoltre, da parte opposta del foro passante 12 rispetto alla scheda elettronica 10 ed ? separato da quest?ultima.

L'elettromagnete 9 pu? comprendere una pluralit? di lamierini isolati impaccati e un avvolgimento con un numero di spire elevato per avere il minimo assorbimento.

L?alloggiamento a 19 dell'elettromagnete 9 ? disposto nel corpo 8 in modo tale che l'elettromagnete 9, una volta montato, abbracci almeno parzialmente il foro passante 12 e, quindi, nell?uso, il gruppo di torsione e avvolgimento 5, allo scopo di interagire con un componente rotante del gruppo di torsione e avvolgimento 5 per variarne la velocit? di rotazione, in particolare per esercitare un?azione frenante sul summenzionato componente rotante.

Infatti, l'elettromagnete 9 genera un campo magnetico dovuto al passaggio della corrente attraverso il suo avvolgimento. Quando l?avvolgimento ? alimentato con una corrente variabile, il campo magnetico ? a sua volta variabile e pertanto, lo ? anche l?intensit? della forza di frenatura prodotta. Pilotando quindi la corrente che attraversa l?avvolgimento, ? possibile modulare l?intensit? del campo magnetico e, quindi, l?intensit? dell?azione frenante che ? naturalmente proporzionale a quella del campo magnetico.

In particolare, durante l?intero ciclo di filatura, la scheda elettronica 10 in maniera costante riceve il valore della velocit? di rotazione effettiva dei componenti rotanti del gruppo di torsione e avvolgimento 5 rilevato dal sensore di velocit? 18, il valore di riferimento per la velocit? di rotazione dei componenti rotanti del gruppo di torsione e avvolgimento 5 in modo da ottenere corrette torsioni e tensione del filo attorno alla spola, tale valore di riferimento essendo inviato dall?unit? di comando centrale alla scheda elettronica 10, e, infine, un parametro operativo indicatore del movimento verticale ciclico della banchina 2 in modo che la scheda elettronica 10 possa apportare le dovute correzioni in funzione del reale diametro di avvolgimento del filo sul fuso, anche tale parametro essendo inviato dall?unit? di comando centrale alla scheda elettronica 10.

La scheda elettronica 10 provvede a confrontare la velocit? rilevata con quella impostata. Quando la velocit? rilevata ? superiore a quella impostata, comanda un aumento dell?intensit? della corrente elettrica dell?elettromagnete 9 in modo da aumentare l?intensit? del campo magnetico generato e, di conseguenza, la sua azione frenante, viceversa se la velocit? rilevata ? inferiore a quella impostata, comanda una riduzione dell?intensit? della corrente dell?elettromagnete 9 in modo da diminuire l?intensit? del campo magnetico generato e, di conseguenza, la sua azione frenante.

Ancora, la scheda elettronica 10, grazie alla modulazione della corrente che passa attraverso l?avvolgimento dell?elettromagnete 9, ? in grado di eseguire una procedura di avviamento sino al raggiungimento della velocit? di lavoro di un gruppo di torsione e avvolgimento 5 ad esempio, dopo la rottura del filo e la successiva riparazione eseguita da un operatore sulla base dei parametri operativi inviati dall?unit? di comando centrale.

La scheda elettronica 10 ? quindi in grado di ottimizzare la frenatura durante l?intero ciclo di filatura, in funzione delle variazioni di velocit? del filo previste in funzione delle fasi del ciclo di filatura.

Con riferimento alle Figure da 7 a 10, il gruppo di torsione e avvolgimento 5 comprende un anello interno 30 e un anello esterno 31 tra i quali ? interposto un elemento di posizionamento anulare 32 supportante in posizioni predeterminate una pluralit? di corpi volventi 33.

I corpi volventi 33 possono essere in numero di tre, come nelle Figure, disposti sostanzialmente a 120? l?uno rispetto all?altro, ma il loro numero pu? essere variato.

I corpi volventi 33 sono realizzati in un materiale ceramico in modo da poter raggiungere e sostenere elevati regimi di rotazione. In particolare, i corpi volventi 33 sono realizzati in nitruro di silicio.

L?elemento di posizionamento anulare 32 ? provvisto di una pluralit? di aggetti 34, a forma sostanzialmente di C rivolta verso il basso, ciascuno dei quali forma una sede di posizionamento 35 per un rispettivo corpo volvente 33, tale sede di posizionamento 35 essendo disposta per abbracciare parzialmente un rispettivo corpo volvente 33 e mantenerlo nella relativa summenzionata predeterminata posizione. La pluralit? di aggetti 34 ? conformata in modo che, nell?uso, ciascun corpo volvente 33 sia inserito all?interno di una rispettiva sede di posizionamento 35 con gioco in modo da poter essere libero di ruotare al suo interno. A tale scopo, pertanto, la sede di posizionamento 35 dovr? essere dimensionata opportunamente in base alla dimensione dei corpi volventi 33.

Ciascun corpo volvente 33 pu? avere una forma sostanzialmente sferica.

Nell?uso, l?anello esterno 31 ? calzato su un bordo della apertura circolare 3 della banchina 2 ed ? l?unico componente del gruppo di torsione e avvolgimento 5 a non ruotare attorno al fuso. L?anello esterno 31 ?, inoltre, disposto in appoggio su una sede di appoggio 51 prevista nel corpo 8 del gruppo elettronico di controllo 4, mostrata ad esempio in Figura 6. La sede di appoggio 51 ? posizionata e dimensionata in modo tale che quando l?anello esterno 31 ? ivi appoggiato, i mezzi di collegamento 14 possano interagire con una porzione di una superficie superiore 53 dell?anello esterno 31 per bloccarlo alla banchina 2 insieme al gruppo elettronico di controllo 4.

L?anello esterno 31 e l?anello interno 30 possono essere realizzati in un materiale ceramico, o in acciaio.

L?anello esterno 31 e l?anello interno 30 presentano una sezione a forma sostanzialmente di C, tali sezioni essendo rivolte una verso l?altra in fase di montaggio. Infatti, una superficie interna 36 dell?anello esterno 31 presenta una prima scanalatura 37, mentre una superficie esterna 38 dell?anello interno 30 presenta una seconda scanalatura 39 che, nell?uso, affacciandosi, compongono una pista di rotolamento per i corpi volventi 33.

La pista di rotolamento dei corpi volventi 33 pu? presentare un contatto obliquo che consente di sopportare, oltre a carichi radiali, anche carichi assiali. In questo modo, il gruppo di torsione e avvolgimento 5 ? in grado di contrastare una trazione verso l'alto dovuta al fatto che la trazione del filo ? superiore alla massa dei corpi volventi 33 in rotazione.

Il gruppo di torsione e avvolgimento 5 comprende, inoltre, un cannotto 40 realizzato in un materiale metallico altamente conduttivo, atto ad interagire con l?elettromagnete 9, e ricavato, per esempio, per tornitura da una barra estrusa. Il foro interno del cannotto 40 pu? avere un diametro di 55 mm. Come materiale metallico altamente conduttivo ? utilizzato preferibilmente l?alluminio, per via del suo basso peso specifico.

E? sul cannotto 40 che il campo magnetico dell?elettromagnete 9 interagisce per esercitare la sua azione di frenatura in base ai comandi della scheda elettronica 10.

L?anello interno 30 ? montato, nell?uso, contro una porzione di una parete esterna 41 del cannotto 40. In particolare, l?anello interno 30 pu? essere fissato alla parete esterna 41 tramite un adesivo strutturale in modo da evitare stress meccanici all?anello interno 30.

L?elemento di posizionamento anulare 32 pu? essere realizzato in un tecnopolimero adatto alle alte temperature, resistente all'usura e con bassissimo coefficiente di attrito. Tale tecnopolimero conferisce all?elemento di posizionamento anulare 32 un elevato grado di elasticit? che consente un corretto montaggio dei corpi volventi 33 senza richiedere deformazioni agli anelli interno ed esterno 30, 31 ceramici, o in acciaio.

Nell?uso, un bordo superiore 52 dell?anello interno 30 ? ricevuto in accoppiamento con interferenza in una sede di collegamento dell?elemento di posizionamento anulare 32, non illustrata nelle Figure. In questo modo, l?anello interno 30 e, conseguentemente anche il cannotto 40, risultano collegati all?elemento di posizionamento anulare 32 che ? poi accoppiato durante la fase di montaggio all?anello esterno 31 in modo da risultare interposto tra l?anello interno 30 e l?anello esterno 31.

Una volta montati, l?anello interno 30, con il cannotto 40 ad esso fissato, e l?anello esterno 31 risultano montati concentrici all?apertura circolare 3 e, quindi, sostanzialmente coassiali al fuso previsto all?interno dell?apertura circolare 3.

Pertanto, i diametri dell?anello interno 30 e del cannotto 40 dovranno essere inferiori a quello dell?anello esterno 31.

Infine, una volta montati sia il gruppo elettronico di controllo 4 sia il gruppo di torsione e avvolgimento 5 sulla banchina 2, i mezzi di collegamento 14 vengono inseriti in modo che li impegnino reciprocamente attraverso l?interazione con le aperture passanti 13 del gruppo elettronico di controllo 4, con la porzione di superficie superiore 53 del gruppo di torsione e avvolgimento 5 e con i fori di collegamento della banchina 2.

Nel corpo del canotto 40 ? ricavato un foro 42 disposto per alloggiare e impegnare un elemento di guida 43 del filo. L?elemento di guida 43 ? conformato sostanzialmente a C, in modo tale che una estremit? della C possa essere inserita all?interno del foro 42.

L?elemento di guida 43 del filo ? disposto affinch? il filo stirato da sottoporre a torsione e avvolgimento sia inserito all?interno di esso e si impegni con una porzione di una sua area interna 44.

Quando il motore di testa del filatoio aziona in rotazione un fuso, unitamente a tutti gli altri fusi di un medesimo fronte di un filatoio, la rotazione del fuso tende il filo stirato, un cui capo ? fissato al fuso stesso, il quale trascina in rotazione il cannotto 40 e, conseguentemente, l?elemento di posizionamento anulare 32 e l?anello interno 30 collegati al cannotto 40 come sopra descritto, grazie all?interazione tra il filo e la porzione di area interna 44 dell?elemento di guida 43.

Contemporaneamente, durante le operazioni di filatura, la banchina viene azionata opportunamente in direzione verticale, ossia lungo una direzione sostanzialmente parallela all?asse di ciascuno fuso.

In questo modo, il moto rotatorio del fuso produce la torsione del filo mentre quest?ultimo si avvolge intorno al fuso per creare una spola.

Da quanto esposto sopra, i componenti rotanti del gruppo di torsione e avvolgimento 5 risultano essere l?anello interno 30, l?elemento di posizionamento anulare 32, i corpi volventi 33 e il cannotto 40. L?anello esterno 31 risulta, invece, fisso.

L?elemento di guida 43 del filo pu? comprendere un elemento sporgente, non mostrato nelle Figure, realizzato in un materiale ceramico e disposto per ridurre l'usura e aumentare il raggio di curvatura del filo in transito. Tale elemento sporgente ? fissato in una porzione superiore della C dell?elemento di guida 43 del filo.

Grazie all?elemento sporgente ? possibile impedire che impurit?, ad esempio eventuali peli liberati dal filo, penetrino all?interno del gruppo di torsione e avvolgimento 5 e, in particolare, all?interno della pista di rotolamento, inficiando il corretto rotolamento dei corpi volventi 33.

Ancora, per evitare l?ingresso di impurit? tra i componenti rotanti del gruppo di torsione e avvolgimento 5, il dispositivo di torsione e avvolgimento 1 comprende un sistema di adduzione di aria pressurizzata 45 ricavato nel corpo 8, mostrato in particolare nella Figura 3.

Il sistema di adduzione di aria pressurizzata 45 comunica da un lato con un condotto 46 ricavato nello spessore della banchina 2 tramite un foro di alimentazione di aria 47 (Figura 6), e dall?altro lato sfocia in una zona superiore del corpo 8 posta in prossimit? dell?apertura circolare 3 tramite un foro di sbocco di aria 48.

Il foro di sbocco di aria 48 ? in comunicazione di flusso con la pista di rotolamento quando il gruppo di torsione e avvolgimento 5 e il gruppo elettronico di comando 4 sono montati sulla banchina 2.

L?aria compressa, generata ad esempio da una pompa esterna, ? alimentata al sistema di adduzione di aria pressurizzata 45 attraverso il condotto 46.

Il sistema di adduzione di aria pressurizzata 45 pu? comprendere uno o pi? canali di adduzione di aria ricavati nel corpo 8.

Intorno al foro di alimentazione aria 47 ? disposta una guarnizione 49, ad esempio un O-ring, per mantenere pressurizzato il sistema di adduzione di aria pressurizzata 45.

La guarnizione 49 ? alloggiata in una rispettiva sede 50 ricavata nel corpo 8 del gruppo elettronico di comando 4.

Il flusso d'aria compressa alimentato verso la pista di rotolamento serve, inoltre, per raffreddare i componenti rotanti e apportare loro saltuariamente una lubrificazione, ad esempio tramite un fluidificante in forma di polvere.

Grazie al sistema di adduzione di aria pressurizzata 45, ? possibile quindi evitare o ridurre al minimo la lubrificazione, il che consente di allungare notevolmente la vita dei componenti rotanti del gruppo di torsione e avvolgimento 5. In particolare, si evita di impiegare uno stoppino impregnato di olio impiegato come elemento lubrificante nei dispositivi di torsione e avvolgimento dello stato della tecnica che apporta sporcizia, ossia peli impregnati di olio rilasciati dallo stoppino, che inficia la durata della vita dei dispositivi di torsione e avvolgimento dello stato della tecnica. Ne deriva che i costi di manutenzione dei dispositivi di torsione e avvolgimento 1 secondo l?invenzione sono notevolmente ridotti rispetto ai dispositivi di torsione e avvolgimento dello stato della tecnica.

Inoltre i dispositivi di torsione e avvolgimento 1 secondo l?invenzione hanno una vita utile molto maggiore rispetto a quelli dello stato della tecnica anche grazie all?utilizzo di aria compressa immessa all?interno della pista di rotolamento dei corpi volventi 33 tramite il sistema di adduzione di aria pressurizzata 45. Ci? comporta che i costi di manutenzione siano piuttosto ridotto rispetto ai dispositivi di torsione e avvolgimento 1 dello stato della tecnica.

Ancora, eliminando la lubrificazione tramite lubrificante ad olio viene meno la necessit? di prevedere un serbatoio di olio, e la massa complessiva della banchina 2 con i dispositivi di torsione e avvolgimento 1 ad essa montati risulta inferiore rispetto ai dispositivi di torsione e avvolgimento dello stato della tecnica, gravando in minore misura sugli elementi di supporto del filatoio.

I dispositivi di torsione e avvolgimento secondo l?invenzione risultano molto versatili, in quanto sia il gruppo elettronico di controllo 4 sia il gruppo di torsione e avvolgimento 5 possono essere montati anche su una banchina di un filatoio tradizionale, ossia realizzata in lamiera piegata. L?unica modifica da apportare ad una banchina tradizionale ? di prevedere una linea di alimentazione elettrificata per i componenti elettrici/elettronici del gruppo elettronico di controllo 4.

Grazie all?invenzione, in caso di guasto o malfunzionamento di un gruppo di torsione e avvolgimento 5 ? sufficiente che l?operatore o il sistema di supervisione ottico controlli le sorgenti luminose 15, grazie alle quali pu? intervenire tempestivamente sul gruppo di torsione e avvolgimento 5 interessato dal guasto o dal malfunzionamento.

Inoltre, sia il gruppo elettronico di controllo 4 sia il gruppo di torsione e avvolgimento 5 sono montabili in modalit? plug-and-play e non sono necessarie specifiche procedure di installazione elettrica grazie all?assenza di cablaggi, ci? semplificando notevolmente le operazioni di montaggio e manutenzione.

Ancora, grazie alla scheda elettronica 10, l?azione frenante esercitata dall?elettromagnete 9 sul cannotto 40 ? controllata in maniera molto efficiente. Infatti, ? prevista una scheda elettronica 10 per ogni dispositivo di torsione e avvolgimento 1 associato ad un rispettivo fuso, in modo da controllare un singolo dispositivo di frenatura in base alla velocit? di rotazione dei componenti rotanti rilevata e ai parametri caratteristici dei vari stadi di un ciclo di filatura, permettendo di aumentare sia la produttivit? sia la qualit? del filato ottenuto.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di torsione e avvolgimento (1) di un filo su un fuso comprendente un gruppo di torsione e avvolgimento (5), disposto per consentire una torsione e un avvolgimento intorno a detto fuso di detto filo e comprendente un cannotto (40) provvisto di un elemento di guida (43) di detto filo, detto cannotto (40) essendo disposto per essere trascinato in rotazione da detto fuso tramite detto filo, detto dispositivo di torsione e avvolgimento (1) comprendendo inoltre un anello interno (30) fissato esternamente a detto cannotto (40), un elemento di posizionamento anulare (32), disposto per supportare una pluralit? di corpi volventi (33), e un anello esterno (31), montato esternamente in maniera concentrica a detto anello interno (30), detto elemento di posizionamento anulare (32) essendo interposto tra detto anello interno (30) e detto anello esterno (31), detto anello interno (30) e detto anello esterno (31) formando una pista di rotolamento per detta pluralit? di corpi volventi (33), detto dispositivo di torsione e avvolgimento (1) essendo caratterizzato dal fatto che comprende, inoltre, un gruppo elettronico di controllo (4) disposto per variare una velocit? di rotazione di detto cannotto (40), detto gruppo elettronico di controllo (4) comprendendo un sensore di velocit? (18), disposto per rilevare una velocit? di rotazione effettiva di detto cannotto (40), un elettromagnete (9), disposto per interagire con detto cannotto (40), e una scheda elettronica (10) disposta per variare una corrente di alimentazione di detto elettromagnete (9) per esercitare una azione di frenatura su detto cannotto (40), al fine di variare detta velocit? di rotazione effettiva di detto cannotto (40).
2. 2. Dispositivo di torsione e avvolgimento (1) di un filo su un fuso secondo la rivendicazione 1, in cui detta scheda elettronica (10) varia detta corrente di alimentazione in base a detta velocit? di rotazione effettiva rilevata da detto sentore di velocit? (18) e in base a parametri operativi di uno stadio di un ciclo di filatura di detto filo, detti parametri operativi essendo inviati a detta scheda elettronica (10) da una unit? centrale di comando con la quale comunica tramite un bus di comunicazione dati.
3. 3. Dispositivo di torsione e avvolgimento (1) di un filo su un fuso secondo la rivendicazione 1 oppure 2, in cui detto gruppo elettronico di controllo (4) comprende, inoltre, una sorgente luminosa (15) disposta per inviare un segnale ottico ad un operatore, o a un sistema di supervisione ottico, per indicare una condizione operativa di detto gruppo di torsione e avvolgimento (5).
4. 4. Dispositivo di torsione e avvolgimento (1) di un filo su un fuso secondo la rivendicazione 3, in cui detta sorgente luminosa (15) comprende una prima sorgente luminosa (16) ed una seconda sorgente luminosa (17) ciascuna delle quali disposta per emettere una rispettiva luce di colore differente l?una rispetto all?altra, detta prima sorgente luminosa (16) e detta seconda sorgente luminosa (17) essendo alimentate in maniera alternativa da detta scheda elettronica (10).
5. 5. Dispositivo di torsione e avvolgimento (1) di un filo su un fuso secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto gruppo elettronico di controllo (4) e detto gruppo di torsione e avvolgimento (5) possono essere montati in modalit? plug-and-play su una banchina (2) di un filatoio.
6. 6. Dispositivo di torsione e avvolgimento (1) di un filo su un fuso secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto gruppo elettronico di controllo (4) comprende, inoltre, un sistema di adduzione di aria pressurizzata (45) ricavato in un corpo (8) di detto gruppo elettronico di controllo (4) disposto per alimentare aria compressa a detta pista di rotolamento per detta pluralit? di corpi volventi (33).
7. 7. Banchina (2) per un filatoio dotato di almeno un dispositivo di torsione e avvolgimento (1) di un filo su un fuso, detta banchina (2) essendo realizzata in alluminio estruso e comprendendo almeno una apertura circolare (3) per alloggiare un fuso di detto filatoio, una parete laterale esterna (7) e una pluralit? di alette di raffreddamento (6) sporgenti da detta parete laterale esterna (7) verso un ambiente esterno in modo da aumentare una superficie radiante di detta banchina (2).
8. 8. Banchina (2) secondo la rivendicazione 7, in cui detto dispositivo di torsione e avvolgimento ? un dispositivo di torsione e avvolgimento (1) secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6 in cui detto anello esterno (31) ? calzato su detta apertura circolare (3).
9. 9. Banchina (2) secondo la rivendicazione 8, e comprendente, inoltre, una sede longitudinale (26) percorrente l?intera lunghezza di detta banchina (2) e alloggiante una linea di alimentazione (24) disposta per alimentare detta scheda elettronica (10) di detto dispositivo di torsione e avvolgimento (1).
10. 10. Banchina (2) secondo la rivendicazione 8 oppure 9, e comprendente, inoltre, un condotto (46) ricavato in uno spessore di detta banchina (2) per consentire il passaggio di aria compressa da immettere in un sistema di adduzione di aria pressurizzata (45) di detto dispositivo di torsione e avvolgimento (1).