PT747308E

PT747308E - LIGHT BAND WINDING APPARATUS

Info

Publication number: PT747308E
Application number: PT96830316T
Authority: PT
Inventors: Marco Celli; Piero Celli
Original assignee: Celli Spa
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-06-04
Publication date: 2000-07-31
Also published as: ATE189443T1; ES2143170T3; DK0747308T3; GR3032699T3; ITFI950130A0; ITFI950130A1; IT1278698B1; EP0747308A1; EP0747308B1; DE69606461D1; DE69606461T2

Abstract

The apparatus serves for forming reels of lightweight paper intended for paper processing plant (rolls of toilet paper, paper towels and the like and for other products, such as nonwovens) where control of the density of the reel is critical. The tubular core or mandrel on which the paper is to be wound is held by driven mating centres 14 mounted on blocks 12 that travel up and down generally vertical guides 9; driven threaded columns 18 slowly raise the blocks 12 as a function of the instantaneous diameter of the developing reel. The load of the reel on the underlying rolls 3 is thus limited. <IMAGE>

Description

30$$ 30

DESCRIÇÃODESCRIPTION

APARELHO PARA ENROLAMENTO DE BANDA LEVE A invenção refere-se a um aparelho para enrolamento de material em banda leve para formar rolos.The invention relates to an apparatus for winding lightweight material to form rollers.

Mais particularmente, a invenção refere-se a um aparelho de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. Tal aparelho é conhecido a partir de EP-A-0640 544. O objectivo da invenção é aperfeiçoar o aparelho conhecido com vista a resolver o problema de como produzir bobinas normais, não ovalizadas com compactamento do papel uniforme e limitado a todas as distâncias do eixo da bobina, em instalação para enrolar banda de papel leve e formar bobinas destinadas a instalação de processamento de papel - para formar rolos de papel higiénico, rolos de cozinha, toalhas de papel e semelhantes, ou outros produtos, tais como não urdidos, e em qualquer local em que o controlo da bobina é crítico - ou para instalações equivalentes.More particularly, the invention relates to an apparatus according to the preamble of claim 1. Such apparatus is known from EP-A-0640 544. The object of the invention is to improve the known apparatus in order to solve the problem of how to produce normal, non-oval coils with uniform paper compaction and limited to all distances of the coil axis, in an installation for rolling lightweight paper web and forming coils for the installation of paper processing - to form rolls of toilet paper, rolls kitchenware, paper towels and the like, or other products such as non-woven, and wherever coil control is critical - or for equivalent facilities.

Outro objectivo da invenção é o de fornecer um aparelho compacto capaz de funcionar mesmo a muito altas velocidades. Estes e outros objectivos e vantagens ficarão claros a partir do texto seguinte.Another object of the invention is to provide a compact apparatus capable of operating even at very high speeds. These and other objectives and advantages will be clear from the following text.

Estes objectivos são atingidos com um aparelho de acordo com a reivindicação 1. O aparelho da presente invenção inclui cubos conjugados accionados para o mandril ou núcleo tubular no qual o papel deve ser enrolado e um par de rolos de transporte nos quais repousa a bobina a desenvolver, carros ou blocos que movem para cima e para baixo guias geralmente verticais e transportando os cubos conjugados e os seus motores de accionamento; meios mecânicos rígidos, tais como colunas roscadas accionadas para levantar lentamente os ditos carros ou blocos; e um programa para o levantamento da bobina em desenvolvimento e para uma consequente limitação da carga da bobina nos rolos, de modo a dar uma carga geralmente constante nos pontos de contacto entre a bobina em desenvolvimento e os dois rolos de transporte. 1These objects are achieved with an apparatus according to claim 1. The apparatus of the present invention includes driven hubs for the mandrel or tubular core in which the paper is to be wound and a pair of transport rolls on which the coil to be developed , cars or blocks that move up and down generally vertical guides and carrying the hubs and their drive motors; rigid mechanical means, such as threaded columns driven to slowly raise said carriages or blocks; and a program for lifting the developing coil and for consequent limitation of the coil load on the rollers so as to give a generally constant load at the points of contact between the developing coil and the two transport rollers. 1

Numa forma de execução ou realização vantajosa, os cubos conjugados são accionados de modo a providenciar uma velocidade de rotação que depende do diâmetro instantâneo da bobina em desenvolvimento e da velocidade de alimentação do papel (ou semelhante) a ser enrolado, e um binário não excedendo um limite pré fixado.In an advantageous embodiment the conjugated hubs are driven so as to provide a rotational speed which depends on the instantaneous diameter of the developing coil and the feed rate of the paper (or the like) to be wound, and a torque not exceeding a fixed limit.

Os accionamentos para levantar os blocos e para os cubos conjugados são programados em função da espessura aparente do papel da banda a ser enrolada e do comprimento progressivamente acumulado desta banda na bobina em desenvolvimento.The drives for lifting the blocks and the conjugated cubes are programmed depending on the apparent thickness of the paper of the web being rolled and the progressively accumulated length of this web in the developing reel.

Na prática o aparelho pode compreender, para as duas colunas roscadas para levantar os carros ou blocos dos cubos conjugados, um comando lento para enrolar e um comando rápido para manobras auxiliares.In practice the apparatus may comprise, for the two threaded columns for lifting the carriages or blocks of the conjugated hubs, a slow winding command and a quick command for auxiliary maneuvers.

Ambas as guias para os blocos e as colunas roscadas são vantajosamente de construção de circulação com rolamento de esferas, com vista a assegurar a agilidade de manobras mesmo sob cargas pesadas.Both the guides for the blocks and the threaded columns are advantageously of ball-and-spoke construction, in order to ensure the agility of maneuvers even under heavy loads.

Uma compreensão esclarecedora da invenção pode ser obtida da descrição seguinte e do desenho junto, o último figurando um exemplo prático não restritivo da invenção. No desenho: A Fig. 1 mostra uma secção longitudinal através de uma instalação de formação de bobina na qual o aparelho em questão é utilizado; A Fig. 2 é uma vista em corte geralmente segundo o plano referenciado ll-ll na Fig. 1; A Fig. 3 é um corte horizontal geralmente segundo o plano referenciado lll-lll na Fig. 1;An enlightening understanding of the invention may be obtained from the following description and the accompanying drawing, the latter showing a non-restrictive practical example of the invention. In the drawing: Fig. 1 shows a longitudinal section through a coil forming installation in which the apparatus in question is used; Fig. 2 is a cross-sectional view generally along the plane 11--11 in Fig. 1; Fig. 3 is a horizontal section generally taken along the plane 11--11 in Fig. 1;

As Figs. 4 e 5 mostram um detalhe local indicado pela seta IV na Fig. 2 mas visto na direcção oposta à da Fig. 2, e um avista segundo o plano referenciado V-V na Fig. 4;FIGS. Figures 4 and 5 show a local detail indicated by the arrow IV in Figure 2 but viewed in the opposite direction to that of Figure 2, and a sighted plane according to the referenced plane V-V in Figure 4;

As Figs. 6 e 7 mostram um detalhe local indicado pela seta VI na Fig. 2 numa vista diagramática em corte parcial segundo o plano referenciado VII-VII na Fig. 6; e A Fig. 8 mostra um diagrama demonstrando o programação. 2FIGS. 6 and 7 show a local detail indicated by the arrow VI in Fig. 2 in a partial sectional diagrammatic view along the plane VII-VII in Fig. 6; and Fig. 8 shows a diagram showing the programming. 2

Como se figura no desenho, 1 indica uma armação para a posição de formação da bobina B, que é seguida por uma unidade para acolher as bobinas completas e entregá-las. A parte inferior da estrutura da armação 1 contem dois rolos adjacentes 3 que proporcionam um apoio no qual a bobina em desenvolvimento B repousa e é rolada, sendo a bobina formada em torno de um núcleo ou mandril M que inicialmente está na posição M1 na Fig. 1 e sobe gradualmente à medida que a bobina é formada com a alimentação de banda de papel N e que o diâmetro da bobina aumenta gradualmente. Quando uma bobina está completa, equipamento esboçado no desenho e do tipo conhecido especificamente é utilizado para transferir a bobina para uma superfície inclinada de rolamento 5 para remoção e transferência para posições de estacionamento B1, B2, etc. Os dois rolos 3 são accionados de alguma maneira adequada pelos motores 7 que origina que os rolos rodem com uma velocidade periférica igual à velocidade de alimentação da banda N. O peso da bobina em desenvolvimento será normalmente suportado inteiramente pelos rolos 3, originando um grau de compressão variável das várias camadas ou voltas em função da progressivamente acrescida dimensão diametral da bobina e por isso da carga correspondentemente crescente pressionando para baixo nos rolos e comprimindo as camadas de papel. Esta condição é um percursor de outros problemas também, tais como em particular uma tendência da bobina para ovalizar e outras manifestações que podem ter repercussões provindo do grande peso da bobina rotativa e a possibilidade de vibração e outros problemas que podem resultar de um desequilíbrio da carga relativamente ao eixo da bobina.As shown in the drawing, 1 indicates a frame for the forming position of the coil B, which is followed by a unit for receiving the complete coils and delivering them. The lower part of the frame structure 1 contains two adjacent rollers 3 which provide a bearing on which the developing roll B rests and is rolled, the reel being formed around a core or mandrel M which is initially in position M1 in Fig. 1 and gradually rises as the bobbin is formed with the paper web feed N and the diameter of the bobbin gradually increases. When a spool is complete, equipment outlined in the drawing and of the known type is specifically used to transfer the spool to a slanted bearing surface 5 for removal and transfer to parking positions B1, B2, etc. The two rollers 3 are somehow driven by the motors 7 which cause the rollers to rotate with a peripheral speed equal to the feed speed of the web N. The weight of the developing roll will normally be fully supported by the rollers 3, giving a degree of variable compression of the various layers or turns depending on the progressively increased diametral dimension of the spool and hence the correspondingly increasing load by pressing down on the rollers and squeezing the layers of paper. This condition is a precursor to other problems as well, such as in particular a tendency of the coil to ovalize and other manifestations which may have repercussions stemming from the large weight of the rotating coil and the possibility of vibration and other problems which may result from a load unbalance relative to the axis of the coil.

Com vista a evitar este e outros problemas, de acordo com a invenção a bobina é pelo menos em parte suportada não pelos rolos 3 mas por cubos conjugados que sujeitam o núcleo no qual a bobina se está formando e são de preferência também accionados.In order to avoid this and other problems, according to the invention the coil is at least in part supported not by the rollers 3 but by conjugated hubs which fasten the core in which the coil is being formed and are preferably also driven.

Como mostra o desenho, ao longo dos pilares 1A da armação 1 e ao longo dos pilares auxiliares paralelos 1B estão guias geralmente verticais 9 (que podem ser feitas na forma de guias de circulação com rolamento de esferas) para o movimento de dois blocos 12 que se deslocam nas ditas guias e que transportam os mutuamente opostos cubos associados 14 preparados para se sujeitarem com possibilidade de rotação com o núcleo M no qual a bobina B é formada. Os blocos 12 são geralmente providos com os seus próprios motores 16, os quais estão preparados para rodar os seus respectivos cubos 3 conjugados 14, sendo os motores 16 correlacionados para a sua rotação não só com a velocidade periférica dos rolos 3 mas também com o peso instantâneo dos blocos 12, que é uma função do diâmetro progressivamente crescente da bobina em desenvolvimento B. Ao longo das guias 9 de cada lado da armação 1, para cada bloco 12 existe uma respectiva coluna roscada 18 que é convenientemente guiada pelos seus próprios suportes tais como 19 actuando também como extremidades de secção. Unidas a cada coluna 18 estão porcas correspondentes ligadas aos blocos 12 de modo que os blocos se movem à medida em que as suas respectivas colunas roscadas são rodadas. As duas colunas roscadas 18 são continuadas para cima por uma secção 18A para atingir um sistema para accionar as ditas colunas roscadas 18, 18A, que é comum a ambas as colunas roscadas, sendo estas vantajosamente do tipo de circulação com rolamento de esferas. As colunas 18, 18A entram em caixas de engrenagens 20, que são ligadas uma à outra por uma barra de transmissão horizontal 22; a dita barra 22 atravessa a armação 1 paralelamente ao eixo dos rolos 3 com vista a transmitir o movimento simultaneamente a ambas as colunas roscadas 18. A barra 22 e por isso as colunas roscadas 18, 18A podem ser accionadas por um accionamento lento indicado na generalidade por 24 (ver também as Figs. 4 e 5) e por um accionamento rápido indicado na generalidade por 26 (ver também Figs. 6 e 7). O accionamento lento 24 compreende um motor com redutor 24A, com uma embraiagem de garras 24B cujos dentes podem saltar quando o lado accionado é movido mais rapidamente que o veio de saída do motor com redutor, e uma correia de accionamento 24C para a barra de transmissão 22. O accionamento rápido 26 compreende um motor 26A e uma transmissão 26B que roda a barra 22 na extremidade oposta do accionamento 24C. Quando o movimento é rápido, a embraiagem 24B permite que os componentes situados entre a barra 22 e o veio de saída do motor com redutor 24A sejam desligados, de modo que o dito motor não é influenciado pela maior velocidade imposta pelo sistema 26. O sistema de accionamento lento 24 é coordenado por um programa que influencia os diversos controlos em função do diâmetro instantâneo do bobina em desenvolvimento B; consequentemente o dito accionamento 26 pode rodar as colunas roscadas 18, 18A de maneira a subir gradualmente os blocos 12 a passo com o diâmetro crescente da bobina em desenvolvimento, de modo que a carga da bobina nos rolos 3 é limitada a um valor pré ajustado que está abaixo de um certo limite. Da mesma maneira o programa leva os cubos conjugados no mandril ou núcleo da bobina em desenvolvimento a rodar com uma 4 velocidade angular conveniente para a dimensão diametral instantânea da bobina em desenvolvimento. Deste modo a montagem rígida, pela qual a bobina em desenvolvimento é suportada e movida, é sincronizada. O programa pode ser corrido em particular de modo que os cubos conjugados são rodados para produzir um binário constante adicionalmente à velocidade de rotação que é dependente do diâmetro instantâneo da bobina em desenvolvimento. A Fig. 8 é um diagrama explanando o princípio do programa de subida. Entre os centros das secções rectas dos rolos de transporte 3 de raio r e da bobina em desenvolvimento Bx de raio R é definido um triângulo isósceles com base 2a, altura H e lados inclinados R+r. ReH aumenta em função do número n de voltas e por isso em função do número n de espessuras s do produto enrolado N, de modo que R=ns. O valor de H que é obtido programando a subida dos blocos 12, é dado por H = (r+R)2 - a2. O programa para controlar as colunas roscadas 18 é por conseguinte muito fácil de efectuar. É útil dispor de um mecanismo de segurança para parar a máquina no caso de uma carga excessiva nas colunas roscadas 18. Isto pode ser providenciado por células de carga medindo a a carga axial nas colunas, com alguns meios de monitorização para assegurar que a carga não excede um limite pré ajustado.As shown in the drawing, along the pillars 1A of the frame 1 and along the parallel auxiliary pillars 1B are generally vertical guides 9 (which may be made in the form of ball-bearing circulation guides) for movement of two blocks 12 which are moved in said guides and carrying the mutually opposite associated hubs 14 ready to be rotatably secured with the core M in which the coil B is formed. The blocks 12 are generally provided with their own motors 16, which are arranged to rotate their respective hubs 3, the motors 16 being correlated for their rotation not only with the peripheral speed of the rollers 3 but also with the weight snapshot of the blocks 12, which is a function of the progressively increasing diameter of the developing coil B. Along the guides 9 on each side of the frame 1, for each block 12 there is a respective threaded post 18 which is conveniently guided by its own supports as also acting as the section ends. Attached to each column 18 are corresponding nuts attached to the blocks 12 so that the blocks move as their respective threaded columns are rotated. The two threaded columns 18 are continued upwardly by a section 18A to achieve a system for driving said threaded columns 18, 18A, which is common to both threaded columns, these advantageously being of the ball bearing type of circulation. The columns 18, 18A enter gearboxes 20, which are connected to one another by a horizontal transmission bar 22; the said rod 22 traverses the frame 1 parallel to the axis of the rollers 3 in order to transmit the movement simultaneously to both the threaded columns 18. The rod 22 and therefore the threaded columns 18, 18A can be driven by a slow drive generally indicated by 24 (see also Figures 4 and 5) and by a fast drive generally indicated by 26 (see also Figures 6 and 7). The slow drive 24 comprises a motor with a reducer 24A, with a clutch clutch 24B whose teeth can bounce when the driven side is moved faster than the output shaft of the motor with a reducer, and a drive belt 24C for the transmission bar 22. The quick drive 26 comprises a motor 26A and a transmission 26B rotating the rod 22 at the opposite end of the drive 24C. When the movement is rapid, the clutch 24B allows the components located between the bar 22 and the output shaft of the geared motor 24A to be turned off, so that said motor is not influenced by the higher speed imposed by the system 26. The system of slow drive 24 is coordinated by a program that influences the various controls as a function of the instantaneous diameter of the developing coil B; consequently said drive 26 can rotate the threaded columns 18, 18A so as to gradually raise the blocks 12 by step with the increasing diameter of the developing coil, so that the load of the coil on the rollers 3 is limited to a preset value which is below a certain limit. In the same manner the program takes the conjugated hubs in the mandrel or core of the developing coil to rotate with a suitable angular velocity for the instantaneous diametral dimension of the developing coil. In this way the rigid assembly, by which the developing coil is supported and moved, is synchronized. The program can be run in particular so that the conjugated hubs are rotated to produce a constant torque in addition to the rotational speed which is dependent on the instantaneous diameter of the developing coil. Fig. 8 is a diagram explaining the principle of the climb program. Between the centers of the straight sections of the transport rolls 3 of radius r and the developing coil Bx of radius R is defined an isosceles triangle with base 2a, height H and inclined sides R + r. ReH increases as a function of the number n of turns and therefore as a function of the number n of thicknesses of the coiled product N, so that R = ns. The value of H that is obtained by programming the rise of blocks 12 is given by H = (r + R) 2 - a2. The program for controlling the threaded columns 18 is therefore very easy to perform. It is useful to provide a safety mechanism to stop the machine in the event of an excessive load on the threaded columns 18. This can be provided by load cells measuring the axial load on the columns with some monitoring means to ensure that the load does not exceed preset limit.

Deve entender-se que o desenho mostra apenas um exemplo dado meramente por meio de uma demonstração prática da invenção, sendo possível para a invenção ser variada quanto a formas e disposições sem com isso se afastar do âmbito da invenção como reivindicado. A presença de quaisquer números de referência nas reivindicações juntas é meramente com o propósito de facilitar a leitura das reivindicações com referência à descrição e desenho e não limita o âmbito de protecção representado pelas reivindicações.It is to be understood that the drawing shows only one example given merely by way of a practical demonstration of the invention, it being possible for the invention to be varied in shapes and arrangements without departing from the scope of the invention as claimed. The presence of any reference numerals in the claims together is merely for the purpose of facilitating the reading of the claims with reference to the description and design and does not limit the scope of protection represented by the claims.

Lisboa, 28 ABR. 2000 Por A. CFLI I S η ΔLisbon, 28 APR. 2000 By A. CFLI I S η Δ

Agente Oficio! co ^cpriedade industrial Arco da Conceição, 3,1?- 1100 LISBQA 5Agent Agent! industrial equipment Arco da Conceição, 3,1? - 1100 LISBQA 5

Claims

Apparatus for winding light band and forming coils for the installation of paper processing - to form rolls of toilet paper, kitchen rolls, paper towels and the like - comprising: driven conjugated hubs (14) for the tubular core or mandrel (M) in which the web (N) is to be wound, a pair of transport rollers (3) under the developing coil (B), carriages or blocks (12) moving in generally vertical guides (9) and carrying the conjugate hubs (14) and their drive motors (16); characterized by rigid mechanical means, such as driven threaded columns (18), for slowly raising said carriages or blocks; and a half program for raising the developing coil in the underlying rollers in order to give a generally constant load at the points of contact between the developing coil and the two transport rollers.

Apparatus according to Claim 1, characterized in that the conjugate hubs (14) are driven so as to provide a rotational speed which is dependent on the instantaneous diameter of the developing coil and the speed of the feed, and a torque not exceeding one limit setting.

Apparatus according to Claim 1 or 2, characterized in that the drives (24) for raising the blocks (12) and (16) for the conjugate hubs (14) are programmed as a function of the apparent thickness of the web paper to be rolled up and the progressively accumulated length of this band.

An apparatus according to at least one of the preceding claims, characterized in that for the two threaded columns (18) for raising the carriages or blocks (12) of the hubs, a slow drive (24) for winding and a rapid drive (26) for auxiliary maneuvers.

Apparatus according to at least one of the preceding claims, characterized in that the guides (9) for the blocks (12) and the threaded columns (18) are of ball-bearing circulation construction. 1

Apparatus according to at least one of the preceding claims, characterized in that it comprises means for monitoring the axial load on the threaded columns, such as load cells or the like, in order to stop the machine in the event of excessive loading. Lisbon, 2 8 APR. 2000 By A. CELLI S.p.A.

The apparatus is used to form light paper coils intended for the installation of paper processing (rolls of toilet paper, paper towels and paper towels). similar and for other products, such as non-woven) wherein control of coil density is critical. The tubular core or mandrel on which the paper is to be wound is supported by driven conjugated hubs 14 mounted in blocks 12 which move up and down generally vertical guides 9; driven threaded columns 18 slowly raise the blocks 12 as a function of the instantaneous diameter of the developing coil. The loading of the spool on the underlying rollers 3 is thus limited.