IT201600076310A1 - Gruppo perforatore per macchine ribobinatrici di materiale in foglio - Google Patents

Description

“GRUPPO PERFORATORE PER MACCHINE RIBOBINATRICI DI MATERIALE IN FOGLIO”

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggeto un gruppo perforatore per macchine ribobinatrici di materiale in foglio, in particolare carta.

Nell’industria di trasformazione della carta, una macchina ribobinatrice trasforma una bobina di carta di grande diametro in una pluralità di bastoni o log di diametro ridotto, che vengono successivamente tagliati lungo piani perpendicolari al loro asse longitudinale per ottenere rotoli della lunghezza desiderata, per esempio, di carta igienica, carta da cucina, asciugatuto, e simili.

Il gruppo perforatore è ato a fornire linee di perforazione trasversali ed equidistanti lungo il nastro di materiale.

Ciascuna linea di perforazione è ottenuta dal contatto di una lama di taglio avente un bordo di taglio continuo, con una controlama che presenta una pluralità di incisioni sul suo bordo di taglio, cioè il suo bordo di taglio è interrotto ad intervalli regolari per fornire un taglio discontinuo del nastro di carta lungo la linea di perforazione.

La lama di taglio a bordo continuo è montata su un cilindro rotante, mentre la controlama è normalmente montata su un cilindro fisso, ovvero non rotante durante il funzionamento, sebbene possa essere previsto anche rotante.

La controlama è normalmente rettilinea nel senso trasversale della macchina, mentre la lama di taglio a bordo continuo ha un profilo elicoidale, in modo che il contato tra lama e controlama sia puntiforme e continuo per evitare forti sollecitazioni che porterebbero a una precoce rottura delle lame.

Naturalmente, il cilindro rotante porta più lame di taglio a profilo elicoidale, equidistanziate sul suo mantello.

Nel funzionamento normale è comune avere differenti distanze tra linee di perforazione adiacenti, che determinano la lunghezza dei fogli di carta a seguito dello strappo dal rotolo finale. Per esempio, per rotoli di carta igienica la distanza tra linee di perforazione varia normalmente da 70 mm a 200 mm, mentre per rotoli di carta da cucina o asciugatuto, da 190 mm a 400 mm, anche se recentemente sono state proposte distanze più ridote.

Il cilindro perforatore ha normalmente una lunghezza nominale tra linee di perforazione che corrisponde alla distanza tra le lame disposte su di esso, quando la sua velocità periferica è uguale alla velocità di avanzamento del nastro di carta.

Al fine di avere lunghezze tra linee di perforazione differenti, si può modificare la velocità periferica del cilindro perforatore, senza tutavia superare -50% del valore nominale. Infati, valori al di fuori di un tale intervallo causerebbero sollecitazioni eccessive sulla carta che tenderebbe a rompersi.

Pertanto, al fine di avere una variazione più ampia della lunghezza tra perforazioni è necessario installare fisicamente sul cilindro perforatore, o asportare da esso, alcune lame, o in alternativa modificare la posizione delle lame rispeto al cilindro perforatore, per evitare che alcune di esse vadano a contato con la carta.

Ad esempio, nel caso di un cilindro equipaggiato con sei lame, è possibile raddoppiare la lunghezza tra perforazioni smontando tre lame, in modo che raddoppi la distanza tra le lame rimanenti.

Questa operazione richiede almeno un’ora, cosicché una macchina ribobinatrice è nonnalmente equipaggiata con un doppio perforatore, ad evitare tempi morti.

Da quanto precede appare evidente Γ importanza di avere un cambio rapido delle lame per adatare il gruppo perforatore al prodoto da produrre.

Le soluzioni finora proposte, che normalmente richiedono interventi diretti sulle lame, non si sono rilevate soddisfacenti e comportano lunghi tempi per le modifiche.

Scopo dell’ invenzione è quello di eliminare gli inconvenienti della tecnica nota.

In particolare, uno scopo dell’invenzione è quello di tornire un gruppo perforatore per macchine ribobinatrici che consenta di avere un’ampia regolazione della distanza tra linee di perforazione senza dover intervenire fisicamente per l’asportazione o il montaggio delle lame.

Altro scopo dell’ invenzione è quello di fornire un tale gruppo perforatore che consenta una tale ampia regolazione in tempi estremamente brevi, e teoricamente senza dover interrompere il funzionamento della macchina.

Altro scopo ancora dell’ invenzione è quello di fornire un tale gruppo perforatore in cui la regolazione tra linee di perforazione possa essere eseguita in modo praticamente automatico, senza l’intervento manuale dell’operatore.

Ulteriore scopo dell’ invenzione è quello di fornire un tale gruppo perforatore che sia di semplice ed economica realizzazione.

Questi e altri scopi sono raggiunti dal gruppo perforatore secondo l’invenzione che presenta le caratteristiche dell’annessa rivendicazione indipendente 1.

Realizzazioni vantaggiose dell’ invenzione sono espresse nelle rivendicazioni dipendenti.

Sostanzialmente il gruppo perforatore per macchine ribobinatrici di materiale in foglio, in particolare carta, comprendente un cilindro perforatore rotante intorno al proprio asse, provvisto sul suo mantello di una pluralità pari di lame con bordo di taglio continuo e ad andamento elicoidale, e un contro cilindro normalmente fisso, con una controlama rettilinea con bordo di taglio discontinuo, tale che durante la rotazione del cilindro perforatore ci sia un contatto puntiforme continuo tra una lama e la controlama, determinando su un materiale nastriforme passante tra i cilindri linee di perforazione trasversali ad intervalli regolari dipendenti dalla distanza tra le lame e dalla velocità periferica del cilindro perforatore rispetto alla velocità di avanzamento del nastro, in cui dette lame sono montate sul cilindro perforatore in modo da poter essere portate da una posizione di lavoro in cui vanno a contatto con detta controlama per eseguire la perforazione del nastro, ad una posizione di riposo distanziata dalla controlama per far passare liberamente il nastro.

I vantaggi della soluzione proposta dall’invenzione rispetto alla tecnica nota appaiono evidenti dagli esempi qui di seguito riportati.

Si consideri un cilindro perforatore equipaggiato con sei lame: distanza nominale tra linee di perforazione 140 mm; distanze minima e massima tra linee di perforazione 80 mm e 200 mm, variando la velocità periferica del cilindro perforatore.

Supponendo che la macchina stia producendo prodotti con distanza tra linee di perforazione 100 mm e si voglia a passare a distanza di 250 mm, la tecnica attuale richiederebbe la rimozione di tre lame e tempi di circa un’ora.

Con il gruppo perforatore secondo l’invenzione è sufficiente far rientrare tre delle sei lame dall’area di lavoro, con tempi di pochi secondi.

Se si stanno producendo prodotti con distanza tra linee di perforazione di 250 mm e si vuole passare a distanze di 100 mm, secondo la tecnica attuale occorrerebbe installare tre ulteriori lame oltre alle tre già montate con tempi di circa due ore.

Con il gruppo perforatore secondo l’invenzione è sufficiente selezionare tre ulteriori lame nell’area di lavoro, con tempi di pochi secondi.

Se si stanno producendo prodotti con distanze tra linee di perforazione di 100 mm e si vuole passare a distanze di 900 mm, secondo la tecnica attuale occorre rimuovere cinque delle sei lame, con tempi di circa un’ora e mezza, o in alternativa rimuovere una lama, e installare una lama più lunga lasciando le altre cinque e arretrare il cilindro perforatore rispetto al contro cilindro in modo che solo la lama più lunga vada nell’area di lavoro, con tempi ancora superiori all’ora.

Con il gruppo perforatore secondo l’invenzione è sufficiente selezionare cinque delle sei lame al di fuori dell’area di lavoro, con tempi di circa venti secondi.

Ulteriori caratteristiche dell’invenzione appariranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita a sue forme puramente esemplificative, e quindi non limitative di realizzazione, illustrate nei disegni annessi in cui:

la Fig. 1 è una vista schematica dei componenti essenziali di una ribobinatrice per materiali in foglio comprendente un gruppo perforatore;

la Fig. 2 è una vista schematica in sezione di un cilindro perforatore a sei lame secondo l’invenzione, mostrante i dettagli ingranditi di tre lame in condizione di lavoro e tre lame inattive;

la Fig. 3 è una vista come quella di Fig. 2 con due lame in fase di lavoro e quattro lame inattive;

la Fig. 4 è un ingrandimento di un settore del cilindro perforatore delle Figg.

2 e 3 mostrante una lama in posizione di lavoro;

la Fig. 5 è una vista come quella di Fig. 4, in cui la lama è in posizione inoperativa;

le Figg. 6 e 7 sono rispettivamente una vista in pianta e una vista assonometrica di una parte di estremità del cilindro perforatore delle figure precedenti;

le Figg. 8 e 9 sono viste simili alle Figg. 4 e 5 di un settore di un cilindro perforatore secondo una variante di realizzazione dell’invenzione;

le Figg. 10 e 11 sono viste simili alle Figg. 8 e 9 secondo un’ulteriore variante dell’invenzione.

Con riferimento alla vista schematica di Fig. 1, una ribobinatrice di materiale in foglio, in particolare carta, mostrata nei suoi componenti essenziali, è stata indicata con il numero di riferimento 1.

Essa comprende un gruppo perforatore 2 costituito da un cilindro rotante 5 provvisto di una pluralità di lame 31 a bordo tagliente continuo ad andamento elicoidale e un contro cilindro 3 normalmente fìsso, provvisto di una controlama rettilinea “discontinua” 33.

Un nastro N, passando tra i due cilindri 5 e 3 subisce perforazioni trasversali ad intervalli regolari in base alla distanza tra le lame 31 che lavorano e alla velocità periferica del cilindro perforatore 5 rispetto alla velocità di avanzamento del nastro di carta N.

Dopo la perforazione, il nastro N viene deviato intorno ad un rullo 7 e inviato in una culla formata da un rullo di avvolgimento superiore 10, un rullo di avvolgimento inferiore 11 e un rullo di controllo del diametro, o pressina 13, dove viene avvolto intorno ad un’anima A alimentata da un magazzino di anime 6, per formare un log R, che una volta raggiunto il diametro stabilito viene espulso dalla culla di avvolgimento per andare alle lavorazioni successive, in particolare taglio trasversale per ottenere i rotolini della larghezza desiderata.

Con il rullo di avvolgimento superiore 10 coopera un rullo controrotante 21, e entrambi i rulli 10 e 21 sono provvisti di lame cooperanti 25, 23 per il taglio del nastro al temine dell’ avvolgimento di ogni log.

Ovviamente, la struttura di ribobinatrice precedentemente descritta è da intendersi come puramente esemplificativa, potendo essa variare sotto numerosi aspetti.

Così, ad esempio, anziché avere le lame 25 e 23 sui rulli controrotanti 10 e 21 per eseguire il taglio del nastro al termine dell’ avvolgimento di ogni log, il taglio può avvenire per strappo agendo sulle velocità differenziali dei rulli di avvolgimento ad ogni temine ciclo.

Con riferimento ora alle Figg. da 2 a 7 viene descritto un cilindro perforatore secondo una prima foma di realizzazione dell’invenzione, indicato ancora con il numero di riferimento 5.

Nell’esempio riportato, il cilindro 5 è a sei lame 31, ma è evidente che esso può comportare, compatibilmente con le sue dimensioni, un qualsiasi numero pari di lame.

I dettagli da A a F mostrano la disposizione delle varie lame. In particolare nella configurazione di Fig. 2 tre lame, e precisamente la A, la D e la E, sono in posizione di lavoro, che chiameremo chiusa, e si alternano alle rimanenti tre che sono in posizione inoperativa, ovvero aperta.

Nella configurazione di Fig. 3, due lame in posizione diametralmente opposte, la A e la F sono in posizione di lavoro, mentre le rimanenti quattro sono in posizione inoperativa.

Naturalmente, oltre a quelle illustrate nelle Figg. 2 e 3, con un cilindro a sei lame sarebbero possibili altre configurazioni, e in particolare tutte e sei le lame chiuse, oppure una lama chiusa e cinque aperte.

Si fa notare che lo spostamento radiale delle lame per passare dalla posizione inoperativa aperta alla posizione di lavoro chiusa è millimetrico.

Con riferimento ora in particolare alle Figg. 4 e 5 vengono descritti i mezzi che consentono l’attuazione della lama 31 secondo la prima forma di realizzazione dell’invenzione.

La lama 3 1 è montata su un portalama 40, sul quale è disposto uno strato di gomma 41, per un effetto ammortizzante della lama. Un fermalama 42 disposto sopra la lama 31, provvisto di un ulteriore strato di gomma 45 serve a bloccare la lama sul portalama 40.

Il portalama 40 è montato su un blocchetto 43 di fissaggio al cilindro 5. Secondo questa prima realizzazione, il portalama 40 è montato oscillante sul blocchetto 5 intorno ad un perno di supporto 44.

Per la movimentazione del portalama basculante 40 vengono utilizzati rispettivi tubi o manicotti gonfiabili in materiale flessibile, quale gomma o simile, 46, 47 agenti rispettivamente in chiusura e apertura del portalama 40, quando riempiti con apposito fluido.

Il tubo 46 alloggia in una corrispondente sede 48 del blocchetto di fissaggio 43 e agisce contro l’estremità anteriore o più esterna del portalama 40 per portarlo in chiusura ovvero in condizione di lavoro sulla traiettoria L che indica il percorso della lama in posizione di lavoro (Fig. 4).

Il tubo 47 è alloggiato invece in una sede 49 del cilindro 5 e agisce sulla parte posteriore o più interna del portalama 40 per azionarlo in apertura, ovvero per portare la lama 31 in posizione di riposo lungo la traiettoria indicata con R.

La distanza tra le due traiettorie L ed R, e cioè lo spostamento che deve subire la lama 31 per portarsi alla condizione di lavoro a quella di riposo e viceversa può essere inferiore al millimetro, ad esempio 0,45 mm.

Le Figg. 6 e 7, che sono valide anche per le altre realizzazioni che si descriveranno in seguito, mostrano una parte di estremità del cilindro perforatore 5, per far vedere come gli elementi precedentemente descritti, e cioè il blocchetto di fissaggio 43, il portalama 40, il fermalama 42 ed eventualmente anche la lama 31, sono realizzati in più pezzi separati per coprire l’intera larghezza del cilindro 5, seguendo l’andamento elicoidale della lama 31.

Il fluido utilizzato per il gonfiaggio alternativo dei tubi 48, 49 è convenientemente aria, ma potrebbe essere anche acqua o olio.

Le posizioni di lavoro e di riposo della lama 31 sono determinate da apposite battute di fine corsa del movimento basculante del portalama 40 con il blocchetto 43 o corrispondenti spallamenti nel cilindro 5.

In alternativa a quanto illustrato, entrambe le sedi 48, 49 dei tubi di chiusura e apertura 46 e 47 potrebbero essere previste nel blocchetto 43, se questo fosse diversamente conformato rispetto a quanto illustrato, oppure direttamente nel cilindro 5, qualora il blocchetto 43 fosse assente.

Si preferisce tuttavia prevedere i blocchetti di fissaggio 43 per motivi di semplicità realizzativa.

La seconda forma di realizzazione illustrata nelle Figg. 8 e 9 opera sullo stesso principio della realizzazione precedente, per cui sono stati utilizzati gli stessi numeri di riferimento per contraddistinguere parti uguali o corrispondenti.

In questo caso il portalama 40 alloggia in modo guidato nel blocchetto di fissaggio 43, ma potrebbe alloggiare anche direttamente nel cilindro 5, e i tubi o manicotti 46, 47 provocano rispettivamente la chiusura e l’apertura della lama 31 agendo in traslazione orizzontale sul portalama 40, che è guidato su apposite guide orizzontali 50 del blocchetto 43.

Le Figg. 8 e 9 mostrano la lama 31 rispettivamente in posizione di lavoro e di riposo.

Anche la terza realizzazione illustrata nelle Figg. 10 e 11 opera sullo stesso principio delle precedenti, con l’unica differenza che in questo caso i tubi o manicotti 46 di chiusura e 47 di apertura, agenti tra il portalama 40 e il blocchetto di fissaggio 43 o direttamente il cilindro 5, determinano un movimento verticale verso l’alto e verso il basso del portalama 40, provocando la fuoriuscita e il rientro della lama 31.

Nelle Figg. 10 e 11, che mostrano la lama 31 rispettivamente in posizione di lavoro e di riposo, sono mostrate due coppie di tubi o manicotti 46, 47 operanti come anzideto, per provocare uno spostamento verticale guidato e lungo le guide 50 previste nel blocchetto 43.

Nelle realizzazioni precedenti sono stati previsti dei tubi o manicoti che, opportunamente gonfiati, determinano la fuoriuscita e il rientro della lama 31 secondo diverse modalità di spostamento.

E’ tutavia evidente che in luogo dei manicotti gonfiati a fluido possono essere previsti altri mezzi per provocare la fuoriuscita delle lame 31 in posizione di lavoro e il loro rientro in posizione di riposo, quali meccanismi a vite, magneti, pistoni o altro.

Da quanto esposto appaiono evidenti i vantaggi del gruppo goffratore secondo Einvenzione che consente di selezionare in modo semplice e rapido, le lame che di volta in volta devono lavorare, in base alla particolare produzione, senza dover intervenire fisicamente sulle stesse.

Naturalmente l’invenzione non è limitata alle particolari forme di realizzazione precedentemente descrite e illustrate nei disegni annessi, ma ad essa possono essere apportate numerose modifiche di detaglio alla portata del tecnico del ramo, senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione stessa, come definito dalle rivendicazioni annesse.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo perforatore (2) per macchine ribobinatrici (1) di materiale in foglio, in particolare carta, comprendente un cilindro perforatore (5) rotante intorno al proprio asse, provvisto sul suo mantello di una pluralità pari di lame (31) con bordo di taglio continuo e ad andamento elicoidale, e un contro cilindro (3) normalmente fisso, con una controlama (33) rettilinea con bordo di taglio discontinuo, tale che durante la rotazione del cilindro perforatore (5) ci sia un contatto puntiforme continuo tra una lama (31) e la controlama (33), determinando su un materiale nastriforme (N) passante tra i cilindri (5) e (3) linee di perforazione trasversali ad intervalli regolari dipendenti dalla distanza tra le lame (31) e dalla velocità periferica del cilindro perforatore (5) rispetto alla velocità di avanzamento del nastro (N), caratterizzato dal fatto che dette lame (31) sono montate sul cilindro perforatore (5) in modo da poter essere portate da una posizione di lavoro in cui vanno a contatto con detta controlama (33) per eseguire la perforazione del nastro (N), ad una posizione di riposo distanziata dalla controlama (33) per far passare liberamente il nastro (N).
2. 2. Gruppo perforatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascuna di dette lame (31) è montata su un rispettivo portalama (40), azionabile per portare la lama (31) lungo una traiettoria di lavoro (L) o una traiettoria di riposo (R) mediante tubi o manicotti gonfiabili (46), (47) rispettivamente.
3. 3. Gruppo perforatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti tubi o manicotti gonfiabili (46), (47) agiscono su detto portalama (40) per farlo basculare intorno ad un perno di supporto (44).
4. 4. Gruppo perforatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti tubi o manicotti gonfiabili (46), (47) agiscono su detto portalama (40) per spostarlo in traslazione orizzontale.
5. 5. Gruppo perforatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti tubi o manicotti gonfiabili (46), (47) agiscono sul detto portalama (40) per spostarlo in traslazione verticale verso l’alto o verso il basso.
6. 6. Gruppo perforatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 5, caratterizzato dal fatto che è previsto un fermalama (42) atto a bloccare la lama (31) sul portalama (40), strati di gomma (41), (45) essendo previsti rispettivamente sul portalama (40) e sul fermalama (42) per andare a contatto con la lama (31).
7. 7. Gruppo perforatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 6, caratterizzato dal fatto che detto portalama (40) alloggia almeno parzialmente in un blocchetto (43) di fissaggio al cilindro (5).
8. 8. Gruppo perforatore secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto portalama (40), detto fermalama (42), detto blocchetto di fissaggio (43) ed eventualmente detta lama (31) sono realizzati in più pezzi separati per coprire la larghezza del cilindro (5) seguendo Γ andamento elicoidale della lama (31).
9. 9. Gruppo perforatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il movimento di dette lame (31) è comandato da meccanismi a vite, magneti, pistoni o simili.
10. 10.Macchina ribobinatrice di materiale in foglio, in particolare carta, per la produzione di rotoli di carta igienica, carta da cucina e simili, comprendente un gruppo perforatore (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, per eseguire linee di perforazione trasversali equidistanziate su un nastro di carta (N).