ITFI20060201A1 - Arrotolatore con dispositivo di protezione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo:

Arrotolatore con dispositivo di protezione

Il presente trovato si riferisce ad un arrotolatore in bobine per materiali nastriformi continui comprendente un dispositivo di protezione dei componenti meccanici.

In questo settore sono noti arrotolatori comprendenti un cilindro di avvolgimento motorizzato sul quale è incernierato un supporto detto "braccio primario" che sostiene un'asta di avvolgimento posta a contatto con il cilindro.

L'asta, nella prosecuzione dell'avvolgimento, passa su un ulteriore supporto, detto "carro" o "braccio secondario" sui quale viene completata per avvolgimento una bobina di materiale nastriforme destinata allo stoccaggio od a successive lavorazioni.

Durante l'avvolgimento la bobina viene mantenuta con una pressione in contatto al cilindro; ed è proprio in funzione del valore della pressione di contatto che si determina lo "schiacciamento" ovvero la densità, e quindi la morbidezza e la qualità, della bobina in formazione.

Gli arrotolatori noti possono inoltre comprendere cinematismi per la movimentazione del braccio primario e/o del braccio secondario costituiti da una struttura di tipo rigido o semi rigido.

Nel presente testo per struttura rigida o semi rigida si intende una struttura di supporto dell’asta inadatta ad assorbire senza danni forze impulsive accidentali eccedenti il carico sopportato durante il normale ciclo di lavoro.

Gli arrotolatori noti non sono esenti da alcuni inconvenienti.

Un primo inconveniente si verifica nell'uso, quando corpi esterni di relativamente grandi dimensioni, come ad esempio un agglomerato di carta generato a causa di uno strappo accidentale del nastro di alimentazione, siano forzati a passare fra la bobina in avvolgimento ed il cilindro di avvolgimento.

In questa circostanza, il passaggio di un corpo estraneo di notevoli dimensioni provoca un repentino spostamento dell'asta di avvolgimento rispetto al cilindro, scaricando sull'intera struttura notevoli sollecitazioni che possono portare anche al verificarsi di fenomeni di rottura.

La rigidità o semi rigidità del supporto dell'asta comporta, pertanto, sia un impatto sulla bobina in formazione sia il rischio di una rottura del supporto stesso.

Scopo del presente trovato è pertanto quello di ovviare a questi inconvenienti mediante la realizzazione di un arrotolatore in bobine di materiale nastriforme comprendente mezzi per la movimentazione rigidi o semirigidi associati ad un dispositivo di protezione mediante il quale è possibile ovviare ad eventuali danni causati da picchi di sollecitazioni sui mezzi stessi.

In accordo con l’invenzione, tale scopo viene raggiunto da un arrotolatore di materiale nastriforme, comprendente mezzi di movimentazione rigidi o semirigidi ed un dispositivo di protezione dalle sollecitazioni. Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo il suddetto scopo, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate, ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:

la figura 1 illustra una vista laterale di un arrotolatore secondo la presente invenzione,

la figura 2 illustra una vista frontale dell'arrotolatore di figura 1, la figura 3 mostra una vista posteriore dell'arrotolatore delle figure precedenti e

la figura 4 mostra in dettaglio il cinematismo interposto fra l'asta di avvolgimento ed il cilindro.

Conformemente ai disegni allegati è descritto un arrotolatore 1 per materiale nastriforme continuo proveniente da un’unità di alimentazione comprendente: un cilindro di avvolgimento 13 di asse longitudinale "X", motorizzato, preferibilmente mediante almeno un motore elettrico, e fissato ad un basamento 5, ed una struttura porta-asta 4 di tipo rigido o semi rigido.

Nell'esempio descritto, la struttura 4 comprende una estremità di presa "f ' di un asta di avvolgimento 2 ed una estremità "g" incernierata rispetto al cilindro 13 per poter eseguire la rotazione del braccio 3 portante l'asta 2, almeno un elemento elastico 7 interposto fra l'estremità di presa "f ' e l'estremità incernierata "g" della struttura 4.

L'elemento 7, secondo l'invenzione, permette di proteggere la struttura 4 da eventuali pressioni di contatto di valore maggiore ad una pressione predefinita "P", provocate ad esempio da eventi accidentali o condizioni d'uso anomale.

In una soluzione preferita mostrata nelle figure da 1 a 4, la struttura porta-asta 4 è costituita da un braccio primario 3, fulcrato sul cilindro di avvolgimento 13 in corrispondenza dell'asse "X", ed un braccio oscillante 11 , collegati fra loro mediante un primo componente rigido 6 o comunque semirigido, come ad esempio un collegamento meccanismo o un martinetto idraulico, ed una cerniera "c".

In questa soluzione realizzativa il componente 6 è connesso rispettivamente al braccio primario 3 mediante un bilanciere 18 avente due cerniere "a" e "b", ed al braccio oscillante 11 tramite la cerniera "d".

Su una estremità del braccio oscillante 11, è montata una morsa di blocco\sblocco 12, sostanzialmente a forma di C, per trattenere o rilasciare l'asta di avvolgimento 2 nella fase di avvolgimento.

La morsa 12 è collegata al braccio oscillante 11 mediante un supporto rigido 15 cilindro-pistone, di apertura/chiusura della morsa 12 e il conseguente bloccaggio o rilascio dell'asta 2.

In questa soluzione realizzativa il braccio primario 3 è collegato in un punto 17 ad un secondo attuatore lineare 8 comandato preferibilmente da uno o più motori brushless 10 collegati ad uno o più riduttori 9, per portare in rotazione il braccio 3 portante l'asta 2.

In particolare riferimento alla figura 1 è mostrato una soluzione realizzativa la quale prevede che la struttura porta - asta sia un carro di avvolgimento 14 posto a valle del cilindro 13.

Vantaggiosamente in una zona determinata del braccio primario 3 sono ricavati un primo 19 ed un secondo riscontro 20, in modo tale da avere una interferenza rispettivamente il primo riscontro con l'elemento elastico 7 di protezione della struttura porta-asta 4, ed il secondo con una estremità libera del bilanciere 18, la quale risulta essere così, interposta fra l'elemento elastico 7 ed, appunto, il secondo riscontro 20.

Preferibilmente l'elemento elastico 7 di protezione è una molla ad aria, la quale ha il vantaggio di permettere all'utente di regolare esattamente la rigidezza della struttura 4 semplicemente aumentandone o diminuendone la pressione interna.

L'elemento elastico 7 è di fondamentale importanza sia per assorbire le vibrazioni generate nel normale utilizzo sia, in particolare, in tutte quelle situazioni critiche nelle quali si verificano picchi di sollecitazione, come ad esempio il passaggio di un corpo estraneo di notevoli dimensioni fra il cilindro 13 e la bobina in formazione che generando un repentino spostamento di quest'ultima provoca enormi picchi di sollecitazione a tutto l'arrotolatore.

La rigidezza della molla 7 dovrà essere valutata dall'utente in base al valore della sollecitazione di rottura del componente più debole, in modo tale da determinare una pressione di soglia.

Mediante la scelta di questa pressione di soglia si devono verificare due distinti funzionamenti della molla 7, in particolare quando quest'ultima è soggetta a pressioni inferiori a quella di soglia, la molla 7 deve avere un comportamento pressoché rigido, mentre per pressioni maggiori, si deve comprimere facendo seguire parzialmente alla struttura porta-asta 4 lo spostamento repentino della bobina in formazione.

Questo secondo funzionamento si verifica ad esempio in tutte quelle condizioni straordinarie nelle quali le sollecitazioni scaricate sulla struttura risultano maggiori del valore di rottura del componente più debole. Vantaggiosamente il braccio primario 3 è movimentato mediante un secondo componente a comportamento rigido 8, per lo meno a flessione, preferibilmente un martinetto idraulico comandato da uno o più motori brushless 10 collegati ad uno stesso numero di riduttori 9.

In riferimento alle figure 2 e 3 è mostrato un arrotolatore 1 secondo il presente trovato nel quale sono presenti almeno una barra di torsione 16 disposta inferiormente al cilindro di avvolgimento 13 e che interviene quando si vengono a generare sollecitazioni non equilibrate sull'arrotolatore 1.

La presente invenzione consegue importanti vantaggi.

Un primo vantaggio consiste nel fatto che mediante l'utilizzo dell'elemento elastico 7 è possibile ottenere una notevole protezione della struttura meccanica in situazioni critiche di funzionamento come ad esempio la rottura del nastro di alimentazione.

Infatti, è ampiamente noto che durante l'operazione di avvolgimento ad alte velocità di un materiale nastriforme, è molto probabile che si ve rifi -chi uno strappo del nastro di alimentazione e la conseguente generazione di un "malloppo" di materiale, il quale, trascinato dal moto della bobina in formazione viene schiacciato fra la bobina stessa ed il cilindro di avvolgimento 13.

Questo provoca un repentino allontanamento della bobina dal cilindro 13 che si ripercuote sull'intero arrotolatore 1 attraverso la struttura porta-asta 4 generando elevate sollecitazioni, le quali, a causa della rigidezza della struttura, non vengono assorbite ma scaricate sui singoli componenti.

Questo possibile inconveniente può generare ingenti danni alla struttura 4 dell'arrotolatore 1.

L'utilizzo di un elemento elastico 7 che reagisce comprimendosi ad un'eventuale repentino spostamento della bobina in avvolgimento, riesce ad evitare un eventuale picco di sollecitazione a tutto l'arrotolatore 1.

Questo vantaggio risulta essere maggiormente evidente se l'elemento elastico 7 è una molla ad aria, infatti mediante l'utilizzo di questa tipologia di elemento elastico 7, come precede l'utente può deciderne perfettamente la rigidezza.

Il trovato cosi concepito è suscettibile di evidente applicazione industriale; può essere altresì oggetto di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; tutti i dettagli possono essere sostituiti, inoltre, da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Arrotolatore (1) per materiale nastriforme continuo proveniente da una unità di alimentazione comprendente: un cilindro di avvolgimento (13) di asse longitudinale (e), motorizzato e fissato ad un basamento (5), detto cilindro (13) essendo la superficie di scorrimento del materiale nastriforme in arrivo, una struttura porta-asta (4) di tipo rigido o semi rigido comprendente una estremità di presa (f) per una asta di avvolgimento (2) ed una estremità (g) incernierata rispetto al cilindro (13) per portare a contatto detta asta (2) con detto cilindro di avvolgimento (13), almeno un elemento elastico (7) interposto fra detta estremità di presa (f) e detta estremità incernierata (g) di detto supporto (4) rigido o semirigido, per proteggere detta struttura (4) da eventuali pressioni di contatto di valore maggiore ad una pressione predefinita (P).
2. 2. Arrotolatore (1) secondo la rivendicazione 1 in cui detta struttura (4) porta-asta comprende un braccio primario (3) incernierato e da un braccio oscillante (11) porta-asta.
3. 3. Arrotolatore (1) secondo la rivendicazione 2 in cui detto braccio primario (3) e detto braccio oscillante (11 ) sono collegati fra loro mediante un primo componente rigido (6) vincolato ad un bilanciere (18) e ad una cerniera (c).
4. 4. Arrotolatore secondo la rivendicazione 2 o 3 in cui detto braccio oscillante (11) comprende inoltre una morsa di blocco (12) azionabile mediante un supporto rigido cilindro-pistone (15) fissato al braccio (11) stesso per trattenere detta asta di avvolgimento (2).
5. 5. Arrotolatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto braccio primario (3) è movimentato mediante un secondo componente rigido (8) comandato da uno o più motori brushless (10) collegati ad uno o più riduttori (9).
6. 6. Arrotolatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detta struttura porta-asta (4) è un carro di avvolgimento (14) posto a valle di detto cilindro (13).
7. 7. Arrotolatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto elemento elastico (7) è una molla ad aria.
8. 8. Arrotolatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto elemento elastico (7) è interposto fra un estremità di detto bilanciere (18) ed un riscontro (19) ricavato direttamente su una zona predeterminata del braccio primario (3).
9. 9. Arrotolatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detta motorizzazione di detto cilindro di avvolgimento (13) avviene mediante uno o più motori brushless.
10. 10. Arrotolatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendenti inoltre almeno una barra di torsione (16) per irrigidire l'arrotolatore (1).