ITFI990112A1 - Metodo e dispositivo per la produzione di rotoli di materialenastriforme senza anima di avvolgimento - Google Patents

Description

Metodo e dispositivo per la produzione di rotoli di materiale nastriforme senza anima di avvolgimento

Descrizione

Campo tecnico

La presente invenzione riguarda una macchina ribobinatrice per la produzione di rotoli di materiale nastriforme, ad esempio rotoli di carta cosiddetta "tissue", per ottenere rotolini di carta igienica, asciugatutto e simili.

La presente invenzione riguarda anche un metodo per la produzione di rotoli privi di anima centrale di avvolgimento.

Stato della tecnica

Per la produzione di rotoli o log di materiale nastriforme avvolto vengono utilizzate comunemente macchine cosiddette ribobinatrici, in cui su un’anima di avvolgimento tubolare, normalmente di cartone, viene avvolta una lunghezza predeterminata di materiale nastriforme. Questi rotoli o log vengono successivamente tagliati in una pluralità di rotolini di minori dimensioni destinati alla vendita. In ciascun rotolino rimane uno spezzone di anima tubolare di avvolgimento.

Le macchine ribobinatrici di questo tipo si dividono in due categorie, a seconda del modo con cui viene fornito il movimento di avvolgimento. Un primo tipo di macchine ribobinatrici, cosiddette a mandrino centrale, prevedono che su un mandrino sostenuto su supporti fra una coppia di fiancate venga investita un'anima tubolare di avvolgimento, sulla quale viene formato il rotolo o log tramite rotazione del mandrino che è, a tale scopo, associato a mezzi di motorizzazione. Il moto di avvolgimento è quindi fornito centralmente dal mandrino.

rUn secondo tipo di macchine ribobinatrici, cosiddette periferiche, prevede che il movimento di rotazione dell 1anima tubolare su cui viene formato il rotolo o log venga fornito da organi periferici in forma di rulli o cilindri ruotanti e/o di cinghie, con i quali viene tenuto a contatto il rotolo o log in fase di formazione. Un esempio di macchina ribobinatrice periferica è descritto in WO-A—9421545.

In entrambi i casi il prodotto finale contiene un’anima tubolare di materiale diverso rispetto a quello formante il rotolo.

Nel tentativo di ottenere rotoli corredati di un foro assiale, ma privi di un’anima di avvolgimento di materiale diverso rispetto a quello formante il rotolo, sono stati studiati diversi sistemi. Nel brevetto italiano n.

1201390 è descritta una macchina ribobinatrice periferica in cui l'anima tubolare di avvolgimento di cartone è sostituita da un mandrino di avvolgimento riciclabile. A valle della zona di avvolgimento è previsto un sistema di estrazione del mandrino dal rotolo finito e di ricircolo del mandrino stesso verso la zona di inserimento nella ribobinatrice. Una macchina ribobinatrice basata sullo stesso concetto è descritta in US-A-5421536.

Una delle difficoltà di queste macchine e dei relativi metodi di avvolgimento consiste nella prima fase di avvolgimento, quando il lembo iniziale del materiale nastriforme deve essere fatto aderire al mandrino in modo da iniziare la formazione delle spire.

In US-A-3,869,095 è descritto un sistema in cui su un mandrino di avvolgimento viene inserita un'anima tubolare, sulla quale viene successivamente formato un rotolo di materiale nastriforme avvolto. Il rotolo con la sua anima di avvolgimento viene successivamente sfilato dal mandrino e l'anima tubolare rimane nel prodotto finito. In questa macchina conosciuta sia il mandrino che l'anima tubolare sono forati per poter aspirare il materiale nastriforme ed avvolgerlo attorno all’anima di avvolgimento. Il mandrino è costantemente in collegamento con i mezzi aspiranti che seguono il movimento del mandrino durante l'accrescimento del rotolo, che si forma su una culla definita da due rulli ad assi paralleli. Inoltre, il mandrino è supportato da slitte di supporto che scorrono in guide di scorrimento laterali e viene sollevato gradualmente durante l'avvolgimento.

In EP-A-0 618 159 è descritta una ribobinatrice a mandrino, dove i rotoli di materiale nastriforme vengono formati attorno ad un mandrino motorizzato, che viene successivamente estratto dal rotolo. Durante l’estrazione attraverso fori realizzati nel mandrino si immette un fluido stabilizzante per irrigidire le pareti del foro assiale del rotolo. In questa pubblicazione viene anche indicato, in termini generici, che i fori nel mandrino possono servire ad aspirare il lembo iniziale di materiale nastriforme. Non viene tuttavia descritto alcun sistema per applicare il vuoto al mandrino.

Nella domanda di brevetto italiano n. 9652Ά/78, del 1 Dicembre 1978 viene descritta una ribobinatrice periferica in cui vengono usate anime tubolari di cartone per l'avvolgimento, che rimangono nel rotolo finito. Viene anche descritto un sistema per perforare il cartone formante le anime tubolari. Attraverso questi fori si genera una aspirazione per far aderire il lembo iniziale di materiale nastriforme all'anima tubolare e consentire l'inizio dell'avvolgimento. La depressione all'interno dell'anima tubolare viene generato con uno o due condotti aspiranti che si trovano in posizione fissa. Questo dispositivo può, quindi, funzionare solo con metodi di avvolgimento particolarmente lenti, ed in cui l'asse dell 'anima tubolare non si sposta od esegue spostamenti minimi fino al completamento di uno o più giri di avvolgimento. E' inoltre necessario un sistema di ugelli soffianti per iniziare l'avvolgimento del lembo libero iniziale attorno all’anima tubolare.

Scopi e sommario dell'invenzione

Uno scopo della presente invenzione è la realizzazione di un metodo e di un dispositivo di avvolgimento periferico che consentano di produrre rotoli o log privi di anima tubolare, in cui la fase iniziale di adesione del lembo libero iniziale di materiale nastriforme al mandrino di avvolgimento sia efficiente, veloce e sicura e si adatti ad elevate velocità di produzione.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è la realizzazione di un metodo e di un dispositivo del tipo suddetto, in cui la fase di estrazione del mandrino dal rotolo o log finito risulti agevole e non pregiudicato dalle modalità con cui viene iniziato l'avvolgimento.

Questi ed ulteriori scopi e vantaggi, che appariranno chiari agli esperti del ramo dalla lettura del testo che segue, sono ottenuti con una ribobinatrice periferica del tipo comprendente una culla di avvolgimento per formare sequenzialmente rotoli di materiale nastriforme, un introduttore per introdurre nella culla di avvolgimento i mandrini di avvolgimento ed un percorso di introduzione per i mandrini di avvolgimento nella culla. Secondo l'invenzione in una ribobinatrice di questo tipo viene previsto un sistema di aspirazione cooperante con i mandrini lungo almeno una porzione del percorso di introduzione per generare una depressione all'interno dei mandrini, i quali presentano una parete permeabile all'aria, tipicamente corredata di una serie di fori, eventualmente anche di dimensioni microscopiche. Il sistema di aspirazione segue il movimento dei mandrini per una parte almeno del percorso di introduzione. Ciò consente di arrivare ad elevate velocità produttive.

Con questa disposizione, all'interno di ciascun mandrino viene generata una depressione durante il movimento di introduzione del mandrino nella culla di avvolgimento, nella fase di introduzione il lembo iniziale del materiale nastriforme viene a contatto con la superficie esterna del mandrino ed aderisce a questa per effetto dell'aspirazione attraverso i fori praticati nella parete del mandrino. I fori possono essere distribuiti in vario modo. Una possibilità consiste in una distribuzione casuale. In alternativa, i fori possono essere distribuiti secondo una o più linee che si sviluppano elicoidalmente lungo l'intero mandrino. Oppure, possono essere previste distribuzioni secondo linee anulari disposte secondo un passo idoneo lungo lo sviluppo assiale. Un'ulteriore alternativa prevede che i fori siano distribuiti lungo uno o più allineamenti paralleli all'asse del mandrino.

In una pratica forma di attuazione dell'invenzione, il sistema di aspirazione può comprendere una bocchetta o preferibilmente due bocchette, una per ciascuna estremità del mandrino, mobili lungo una traiettoria operativa lungo la quale la o le bocchette si trovano in collegamento pneumatico con l'interno del mandrino mentre questo viene inserito nella culla di avvolgimento muovendosi lungo il percorso di introduzione.

Il movimento lungo la traiettoria operativa e la forma di quest'ultima dipendono dalla configurazione della macchina ribobinatrice. In linea generale la presente invenzione può essere applicata a qualunque ribobinatrice periferica, indipendentemente dalla configurazione della culla di avvolgimento. Quest'ultima può essere preferibilmente costituita ad esempio da tre rulli avvolgitori come descritto in WO-A-9421545. Tuttavia, la culla di avvolgimento può anche essere definita da organi avvolgitori diversi, ad esempio da sistemi di cinghie, combinazioni di cinghie e rulli o simili, come noto agli esperti del settore.

Benché in linea di principio sia possibile utilizzare una singola bocchetta di aspirazione in collegamento pneumatico con il mandrino ad una estremità di quest'ultimo, per ottenere una depressione uniforme e quindi un effetto di aspirazione uniforme lungo lo sviluppo assiale del mandrino, è preferibile l'impiego di due bocchette, una per ciascuna estremità del mandrino.

Quando la culla di avvolgimento comprende almeno un primo rullo avvolgitore attorno a cui viene alimentato il materiale nastriforme da avvolgere, si può prevedere che la traiettoria operativa della o delle bocchette sia sostanzialmente circolare, o più precisamente ad arco di cerchio, con il centro circa sull'asse di rotazione del primo rullo avvolgitore. Secondo la forma di attuazione preferita dell'invenzione, viene previsto che attorno al primo rullo avvolgitore si sviluppi una superficie di rotolamento (in modo di per sé conosciuto ad esempio da WO-A-9421545), sostanzialmente fissa rispetto all'asse di rotazione del primo rullo avvolgitore. La traiettoria operativa della o delle bocchette aspiranti si sviluppa lungo il canale definito tra il primo rullo avvolgitore e la superficie di rotolamento, mentre il mandrino rotola sulla superficie di rotolamento mantenendosi in contatto con quest'ultima e con la superficie del primo rullo avvolgitore, o più precisamente con il materiale nastriforme rinviato attorno a quest'ultima.

La o le bocchette di aspirazione sono portate, secondo una possibile forma di attuazione dell'invenzione, da una unità ruotante attorno all'asse del primo rullo avvolgitore. Viene inoltre previsto un dispositivo che controlla il movimento dell'unità attorno all'asse di rotazione del rullo in sincronia con il movimento dell'introduttore che provvede ad inserire sequenzialmente i mandrini nel percorso di introduzione.

In pratica, per evitare problemi di collisione delle bocchette con altri organi della macchina, il movimento delle bocchette è un movimento oscillatorio alternato, anziché rotatorio continuo. Durante la corsa in avanti le bocchette seguono il movimento del mandrino in fase di inserimento. Completata la loro funzione, le bocchette ritornano alla posizione iniziale con un movimento in senso inverso.

Il movimento di oscillazione dell'unità portante la o le bocchette attorno all'asse del primo rullo avvolgitore può essere ottenuto ad esempio tramite un sistema comprendente un motore ed una trasmissione a pignone e corona. Tuttavia, secondo una forma di attuazione particolarmente vantaggiosa dell'invenzione, viene previsto che l'unità ruotante porti un alberino con un asse ortogonale all'asse di rotazione del primo rullo avvolgitore, sul quale è supportata folle una rotella. Quest’ultima viene portata a rotolare su.una superficie non ruotante rispetto all'asse di rotazione del primo rullo avvolgitore e'su una superficie anulare del primo rullo avvolgitore, ortogonale al suo asse. In questo modo, come verrà chiarito in maggiore dettaglio nel seguito, l'unità portante la o le bocchette si muove con una velocità pari alla velocità di avanzamento dei singoli mandrini nel percorso di introduzione. Questa soluzione è particolarmente vantaggiosa perché meccanicamente semplice e facilmente sincronizzabile con il movimento del mandrino, senza necessità di particolari accorgimenti.

In pratica, l'aspirazione può essere mantenuta fino al completamento dell'avvolgimento della prima spira di materiale nastriforme sul mandrino.

Ulteriori vantaggiose caratteristiche della macchina ribobinatrice secondo l'invenzione sono indicate nelle allegate rivendicazioni dipendenti.

Il metodo di avvolgimento secondo l'invenzione prevede di usare fori aspiranti sul mandrino e di far aderire una porzione iniziale del materiale nastriforme al mandrino stesso tramite aspirazione attraverso detti fori ottenuta generando una depressione all'interno del mandrino. In pratica l'avvolgimento è di tipo periferico e l'aspirazione viene mantenuta all'interno del mandrino per un tratto del percorso di inserimento che esso compie nei mezzi di avvolgimento.

In una forma di attuazione del metodo secondo 1'invenzione il mandrino di avvolgimento viene introdotto in una culla di avvolgimento lungo un percorso di introduzione. Lungo tale percorso si genera temporaneamente una depressione nel mandrino di avvolgimento. Lungo il percorso di introduzione il mandrino può eseguire un movimento di rotolamento. La depressione all'interno del mandrino si può ottenere accostando ad una estremità di esso (o preferibilmente ad entrambe le estremità) una bocca aspirante che segue il movimento del mandrino per almeno una porzione del percorso di introduzione.

Ulteriori vantaggiose caratteristiche e forme di attuazione del metodo secondo l'invenzione sono indicate nelle allegate rivendicazioni.

Breve descrizione dei disegni

L'invenzione verrà meglio compresa dalla lettura della descrizione dettagliata che segue e con riferimento agli allegati disegni, che mostrano una pratica forma di attuazione dell'invenzione. Più in particolare, nei disegni, mostrano: la

Fig. 1 una sezione secondo la linea I-I di Fig. 4, in cui è visibile il dispositivo di aspirazione e la culla di avvolgimento; le

Figg. 2 e 3 sezioni analoghe a quella di Fig. 1 in due successive fasi del ciclo di avvolgimento; la Fig. 4 una sezione secondo la linea IV-IV di Fig. 1; la

Fig. 5 una vista laterale schematica della ribobinatrice con i mezzi di estrazione del mandrino; la

Fig. 6 una vista analoga alla vista di Fig. 1 in una seconda forma di attuazione; e la

Fig. 7 una vista secondo VII-VII di Fig.6.

Descrizione dettagliata della forma di attuazione preferita dell*invenzione

L’invenzione viene illustrata nel seguito con riferimento all’applicazione ad una ribobinatrice periferica del tipo descritto in WO-A-9421545. Ulteriori dettagli sulla macchina e sul metodo di avvolgimento possono essere trovati in detta pubblicazione internazionale. Nel seguito verranno descritte quelle caratteristiche necessarie alla comprensione della presente invenzione.

La ribobinatrice comprende una culla di avvolgimento formata da tre rulli avvolgitori, indicati con 1, 3 e 5. Il terzo rullo avvolgitore 5 è montato su un braccio oscillante 7 che ne consente il movimento secondo la freccia f5 per permettere l'accrescimento del diametro del rotolo o log L in fase di formazione. Come di per sé noto, il primo ed il secondo rullo avvolgitore 1, 3 formano una gola 9 attraverso cui passa il mandrino di avvolgimento nel modo appresso descritto.

A monte della gola 9 è disposta una superficie arcuata di rotolamento 11 definita da una struttura a pettine attraverso cui può passare un meccanismo di interruzione o taglio del materiale nastriforme indicato con 13. La superficie arcuata di rotolamento 11, che presenta uno sviluppo sostanzialmente cilindrico con asse circa coincidente con l'asse di rotazione A-A del primo rullo avvolgitore 1, definisce un canale 15 lungo cui si sviluppa il percorso di introduzione dei mandrini di avvolgimento.

Con 17 è indicato genericamente un introduttore che serve ad inserire i mandrini di avvolgimento M nel percorso di introduzione verso la culla di avvolgimento 1, 3 e 5. In questa forma di attuazione l'introduttore presenta un convogliatore 19 comprendente uno o più organi flessibili a catena o simile, rinviati attorno ad una ruota di rinvio 23, in corrispondenza della quale si trova uno spintore 25 ruotante attorno ad un asse coincidente con l'asse della ruota di rinvio 23. Al di sopra dello spintore 25 si trova una lamina elastica 27, che serve a trattenere il mandrino M in una posizione di predisposizione all'inserimento.

Il meccanismo sin qui descritto corrisponde a quanto già più dettagliatamente descritto in WO-A-9421545, al cui contenuto può essere fatto riferimento per ulteriori dettagli. La differenza consiste nel fatto che mandrini di avvolgimento M estraibili e riciclabili, realizzati ad esempio in plastica, sostituiscono le anime tubolari (usualmente di cartone) utilizzate tradizionalmente in questo tipo di macchina e destinate a rimanere nel prodotto finale.

Come visibile in particolare in Fig. 4, sull'albero 1A del primo rullo avvolgitore 1 (portato dalle fiancate 20 della macchina) è supportata una unità ruotante 31. In pratica saranno previste due unità 31 simmetriche montate sulle due estremità dell'albero 1A del primo rullo avvolgitore 1. Una sola di queste unità è illustrata in Fig. 4 e verrà nel seguito descritta.

L’unità 31 comprende un manicotto 33 supportato sull'albero 1A del rullo avvolgitore 1 tramite cuscinetti 35, 37. Il manicotto 31 presenta una gola anulare 39 definente un collettore di aspirazione in collegamento pneumatico con fori 41 radiali nell'albero 1A. Questi ultimi sono a loro volta in collegamento con un foro assiale 43 connesso ad un tubo aspirante 45 esterno alla fiancata 20 tramite un giunto ruotante 46. La gola anulare 39 definisce un volume di aspirazione delimitato da tenute 47 striscianti sulla superficie cilindrica dell'albero 1A. La gola anulare 39 è in collegamento pneumatico con un condotto 49 terminante con una bocchetta aspirante 51. Viene così definita una linea di aspirazione attraverso la bocchetta 51, il condotto 49, la gola anulare 39, i fori radiali 41, il foro assiale 43, il giunto ruotante 46 e il tubo 45.

Il manicotto 33 può essere registrato in direzione assiale sull'albero 1A agendo su grani di serraggio 53 che bloccano un anello 55 (su cui è fissato il cuscinetto 35) in corrispondenza di una scanalatura anulare 57 sull'albero 1A. La scanalatura anulare 57 ha una dimensione in direzione assiale tale da consentire la registrazione della posizione del manicotto 31. La registrazione è necessaria per gli scopi che verranno descritti nel seguito.

II manicotto 33 presenta un dente 32 (vedasi Fig. 1) che coopera con una battuta fissa ma registrabile 34 portata dalla fiancata della macchina. Un elemento elastico 36, costituito da una molla elicoidale di trazione vincolata in 36A alla struttura fissa ed in 36B al manicotto 33, sollecita il manicotto 33 e quindi l'intera unità 31 ad assumere la posizione di Fig. 1, in cui il dente 32 appoggia sulla battuta fissa 34.

Al manicotto 33 è solidale un albero 59 su cui è supportata folle una rotella 61. La posizione dell'albero 59 ed il diametro della rotella 61 sono tali per cui quest'ultima è in contatto con una superficie anulare 1B del rullo 1, ortogonale all'asse di quest'ultimo. In una posizione diametralmente opposta alla superficie anulare 1B, rispetto alla rotella 61, si trova una piastra 63 definente una superficie 65, non ruotante rispetto all'asse A-A del rullo avvolgitore 1. La piastra 63 è supportata da bussole di scorrimento 67 scorrevoli su guide 69 portate dalla fiancata 20 della macchina. La piastra 63 può traslare secondo la freccia f63 in una direzione parallela all'asse A-A del rullo avvolgitore 1 per accostarsi od allontanarsi rispetto alla rotella 61. Il movimento di traslazione secondo la freccia f63 è fornito da un attuatore cilindro-pistone 71 portato dalla fiancata 20. In Fig. 4 la piastra 63 è mostrata a tratto pieno nella sua posizione di massimo accostamento al rullo avvolgitore 1, in cui essa si trova in contatto con la rotella 61. A tratteggio è invece mostrata una posizione della piastra 63 in cui essa non tocca la rotella 61.

Quando la rotella 61 è in contatto con la superficie anulare 1B e con la superficie 65 della piastra 63, essa rotola su queste due superfici muovendosi su una circonferenza con centro giacente sull'asse A-A del rullo avvolgitore 1. L'asse C-C della rotella 61 possiede in questo movimento una velocità angolare attorno all'asse A-A pari a metà della velocità angolare del rullo avvolgitore 1. Il movimento di avanzamento della rotella 61 lungo la traiettoria circolare provoca una corrispondente rotazione dell'intera unità 31 attorno all’asse A-A del rullo avvolgitore 1. Durante questo movimento la molla elicoidale 36 viene tensionata.

Quando, viceversa, la piastra 63 è arretrata e non tocca la rotella 61, quest'ultima ruota attorno al proprio asse ma non avanza e l'unità 31 rimane, per effetto della molla 36, nella posizione di Fig. 1.

II funzionamento della macchina sin qui descritta è il seguente. Nell'assetto di Fig. 1, la macchina ribobinatrice ha pressoché completato 1'avvolgimento di un rotolo o log L nella culla di avvolgimento. Il log completato è già stato parzialmente allontanato dal primo rullo avvolgitore 1 e si trova in contatto con i rulli avvolgitori 3 e 5. Un nuovo mandrino di avvolgimento MI è stato portato dall’introduttore 17 in una posizione di inserimento dove viene trattenuto dalla lamina elastica 27. L'unità 31 si trova in una posizione angolare definita dal dente 32 e dalla battuta fissa 34. Il dispositivo di taglio od interruzione 13 del materiale nastriforme N si trova nella posizione pronta per effettuare l'interruzione del materiale nastriforme. In modo sincronizzato lo spintore 25 spinge il nuovo mandrino MI dentro il canale 15 definente il percorso di introduzione, forzando il mandrino stesso fra la superficie arcuata 11 e la superficie cilindrica del primo rullo avvolgitore 1, il materiale nastriforme N rimanendo tra il nuovo mandrino MI e la superficie del rullo avvolgitore 1.

II mandrino MI inizia a rotolare lungo la superficie arcuata 11 per effetto della rotazione del rullo avvolgitore 1. In questo movimento l'asse del mandrino MI avanza lungo una traiettoria circolare con una velocità pari a metà della velocità periferica del rullo avvolgitore 1.

Contestualmente alla spinta esercitata dallo spintore 25 sul nuovo mandrino MI, viene provocato anche il movimento di accostamento della piastra 63 alla rotella 61 per opera dell1attuatore cilindro-pistone 71, piastra che era rimasta sino a questo momento nella posizione arretrata illustrata a tratto e punto in Fig. 4. Di conseguenza, mentre il nuovo mandrino MI inizia ad avanzare lungo il percorso d’inserimento definito dal canale 15, le bocchette 51 portate dalle due unità 31 sulle estremità del primo rullo avvolgitore 1 iniziano a seguire lo stesso percorso del mandrino MI. Per quanto sopra detto, la velocità di avanzamento dell'asse del mandrino MI lungo il percorso di introduzione è uguale alla velocità di avanzamento della bocchetta 51. Di conseguenza ciascuna bocchetta 51 rimane affacciata verso la rispettiva estremità del mandrino MI, come visibile in Fig. 4.

Tra la superficie frontale della bocchetta 51 ed il bordo del mandrino MI vi può essere un leggero contatto od anche una distanza molto contenuta, in modo tale che l'aspirazione attraverso il condotto 49 crei una depressione all'interno del mandrino MI. Questa depressione provoca una aspirazione attraverso fori MF realizzati nel mantello cilindrico del mandrino MI. Questa aspirazione provoca l'adesione del materiale nastriforme N sulla superficie esterna del mandrino stesso. Di conseguenza quando il dispositivo di taglio od interruzione 13 ha provocato il taglio o lo strappo del materiale nastriforme, in modo di per sé conosciuto (vedasi WO-A-9421545), il lembo libero che si è generato dalla interruzione del materiale nastriforme inizia ad avvolgersi sul mandrino.

L'aspirazione viene mantenuta per una porzione del tratto del percorso di introduzione del mandrino tra le posizioni illustrate nelle Figg. 1 e 2. La posizione di Fig. 2 corrisponde alla situazione in cui il materiale nastriforme N è stato interrotto, generando un lembo terminale NT che finirà di avvolgersi sul log L in fase di scarico ed un lembo iniziale, che si sta avvolgendo sul nuovo mandrino MI. La posizione angolare raggiunta dalle bocchette aspiranti 51 costituisce la posizione di estremità, oltre la quale non è più richiesta l'aspirazione all'interno del mandrino Mi, poiché è già stata formata almeno una spira di materiale nastriforme attorno ad esso. Pertanto l'attuatore cilindro-pistone 71 può provocare un arretramento della piastra 63, che conseguentemente perde il contatto con la rotella 61. Quest'ultima non è così più forzata a rotolare tra la superficie 65 e la superficie 1B del rullo avvolgitore 1, con la conseguenza che la molla 36 richiama l'unità 31 nella posizione originaria, riportandola nell’assetto di Fig. 3.

Un nuovo mandrino M2 viene quindi posizionato per il successivo ciclo di avvolgimento. In Fig. 3 il mandrino MI si trova all'uscita della gola 9 e sta per entrare in contatto con il terzo rullo avvolgitore 5 che si abbassa dopo aver consentito l'espulsione del precedente log L.

Per smorzare l'urto tra il dente 32 e la battuta 34 nel movimento di ritorno nella posizione di Fig. 3, il dente 32 può essere rivestito di materiale elastomerico.

Poiché la rotella 61 è soggetta ad usura, per evitare che essa perda il contatto con la superficie anulare 1B, viene prevista la possibilità (sopra descritta) di registrare assialmente la posizione del manicotto 33. In alternativa, si può prevedere che l'albero 59 di supporto della rotella 61 sia montato sull'unità 31 in modo oscillante e che l’eventuale usura della rotella venga compensata con una oscillazione maggiore dell'albero 59 verso la superficie 1B sotto la spinta della piastra 63.

I mandrini M possono essere realizzati in un unico pezzo ed eventualmente suddivisi centralmente da un diaframma. In alternativa, ciascun mandrino può essere realizzato in due porzioni, ciascuna delle quali avente una lunghezza pari a metà del mandrino completo.

L’unità 31 può essere portata in movimento attorno all’asse A-A del rullo avvolgitore 1 anche con un diverso meccanismo. Ad esempio sul manicotto 33 può essere prevista una corona dentata ingranante con un pignone calettato su un albero di uscita di un motore portato dalla fiancata 20. Il motore può ruotare in entrambi i versi per provocare un movimento oscillatorio attorno all'asse A-A, oppure può ruotare sempre nello stesso verso per far effettuare all'unità 31 un movimento rotatorio continuo. Tuttavia questa seconda ipotesi comporta difficoltà progettuali per il rischio che le bocchette 51 urtino, nella rotazione completa, contro altri organi meccanici.

II log o rotolo L completato viene scaricato dalla culla di avvolgimento 1, 3 e 5 verso una stazione genericamente indicata con 80 in Fig. 5, dove il mandrino di avvolgimento su cui è stato formato viene estratto per essere successivamente riciclato verso l'introduttore 17. Il sistema di estrazione del mandrino dal rotolo o log presenta schematicamente una ganascia 82 la cui apertura e chiusura è comandata da un attuatore cilindro-pistone 84. La ganascia 82 è portata da una slitta 86 scorrevole su guide 88.

Quando il mandrino di avvolgimento è costituito in un solo pezzo viene prevista un'unica ganascia 82 che afferra la testa del mandrino di avvolgimento sporgente dal log L. La testa sporgente presenta un risalto anulare MR (visibile in Fig. 4) per consentire l'impegno da parte della ganascia 82. Se il mandrino è realizzato in due metà, ciascuna di esse presenta un risalto anulare sporgente dal log L, e una coppia di ganasce 82 verrà prevista ai due lati della macchina per estrarre le due porzioni del mandrino dalle due estremità del log.

In sostanza il meccanismo di estrazione del mandrino dal log L può essere realizzato come descritto nel brevetto italiano n. 1201390. In Fig. 5 è schematicamente indicato anche un percorso di riciclo 90 che porta i mandrini sfilati dai log completati verso una zona di prelievo da parte dell'introduttore 17. In questo modo i log prodotti dalla macchina presenteranno un foro assiale senza anima centrale di avvolgimento.

Le Figg. 6 e 7 mostrano due viste e parziali sezioni, analoghe alle Figg. 1 e 4, di una diversa forma di attuazione. Numeri uguali indicano parti uguali o corrispondenti. In questa forma di attuazione, la bocchetta aspirante è costituita in pratica da un condotto aspirante fisso 101 che presenta una imboccatura 101A sagomata lungo un arco di circonferenza di poco meno di 90°, come visibile in particolare in Fig. 6. L'imboccatura 101A segue il percorso di introduzione dei mandrini.

L'imboccatura 101A è chiusa da una parete 103 a forma di settore di cerchio, di lunghezza circa doppia rispetto alla lunghezza dell'imboccatura 101A. La parete 103 è mobile angolarmente attorno all'asse A-A del rullo avvolgitore 1. Il movimento è fornito (nell'esempio del disegno) da un motore 105 che porta in rotazione un pignone 107 ingranante con un settore di corona dentata 109 solidale alla parete 103. In alternativa può essere previsto un sistema di movimentazione analogo a quello descritto nel precedente esempio di attuazione per il movimento della bocchetta aspirante 51.

In una posizione intermedia della parete 103 è prevista un'apertura circolare 111. Tra la parete 103 e l’imboccatura 101A del condotto aspirante fisso 101 è disposta una tenuta 113 (Fig. 7).

Quando l'apertura 111 si trova (come nell'assetto mostrato in Fig. 6) all'esterno dell'imboccatura 101A del condotto aspirante 101, quest'ultima è chiusa dalla parete 103. Nel momento in cui un nuovo mandrino M deve essere inserito nel percorso di inserimento, ad esso viene assialmente allineata l'apertura 111 che inizia a spostarsi - per effetto della rotazione della parete 103 secondo la freccia fl03 attorno all'asse A-A del rullo avvolgitore 1 - seguendo il movimento del mandrino M. All'interno di quest'ultimo si genera quindi una depressione grazie alla comunicazione con il condotto aspirante fisso 101 attraverso l’apertura 111. Quando si è completato l'avvolgimento della prima spira di materiale nastriforme attorno al mandrino, l'aspirazione può essere interrotta e quindi la parete 103 con l'apertura 111 torna nella posizione iniziale.

.In pratica, il condotto aspirante fisso 101 e l'apertura mobile 111 formano una bocchetta aspirante che segue il mandrino nel percorso di inserimento.

Anche in questo caso possono essere previste due disposizioni simmetriche sulle due fiancate della macchina per generare una depressione bilanciata all'interno del mandrino M.

È inteso che il disegno mostra solo una pratica forma di attuazione dell'invenzione, la quale può variare nelle forme e disposizioni senza peraltro uscire dal concetto alla base dell'invenzione. L’eventuale presenza di numeri di riferimento nelle rivendicazioni che seguono hanno il solo scopo di facilitarne l'interpretazione alla luce della descrizione che precede e degli allegati disegni, ma non ne limitano l'ambito di protezione.

Claims (30)

1. RIVENDICAZIONI 1. Una macchina ribobinatrice periferica per la produzione di rotoli di materiale nastriforme avvolto, comprendente una culla di avvolgimento per avvolgere detto materiale nastriforme e formare sequenzialmente rotoli di materiale nastriforme avvolto; un introduttore per introdurre in detta culla di avvolgimento sequenzialmente mandrini di avvolgimento, su cui vengono formati detti rotoli; un percorso di introduzione di detti mandrini in detta culla di avvolgimento; caratterizzata da un sistema di aspirazione che segue detti mandrini lungo una porzione almeno di detto percorso di introduzione per generare una depressione all'interno di detti mandrini; detti mandrini avendo una parete permeabile all'aria.
2. 2. Macchina come da rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto sistema di aspirazione comprende almeno una bocchetta aspirante mobile lungo una traiettoria operativa lungo la quale essa è in collegamento pneumatico con 1'interno del mandrino che viene inserito in detta culla di avvolgimento.
3. 3. Macchina come da rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto di comprendere due di dette bocchette di aspirazione che, lungo detta traiettoria operativa, sono in collegamento pneumatico con due estremità contrapposte di' detto mandrino.
4. 4. Macchina come da rivendicazione 2 o 3, caratterizzata dal fatto che detta traiettoria operativa si sviluppa lungo un arco di circonferenza.
5. 5. Macchina come da rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detta culla di avvolgimento comprende almeno un primo rullo avvolgitore ruotante attorno al proprio asse e attorno al quale è alimentato detto materiale nastriforme, e che detta traiettoria operativa ha un centro sull'asse di detto primo rullo avvolgitore.
6. 6. Macchina come da rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto di comprendere una superficie di rotolamento definente, con detto primo rullo avvolgitore, detto percorso di introduzione di detti mandrini.
7. 7. Macchina come da rivendicazione 5 o 6, caratterizzata dal fatto che detta culla di avvolgimento comprende un secondo rullo avvolgitore definente, con detto primo rullo avvolgitore, una gola per il passaggio di detti mandrini durante l'avvolgimento.
8. 8. Macchina come da una o più delle rivendicazioni 2 a 7, caratterizzata dal fatto che detta almeno una bocchetta aspirante è mobile lungo detta traiettoria operativa di moto alternato tra una posizione iniziale ed una posizione finale.
9. 9. Macchina come da una o più delle rivendicazioni 5 a 7, caratterizzata dal fatto che detta almeno una bocchetta aspirante è portata da una unità ruotante attorno all'asse di detto primo rullo avvolgitore e che è previsto un dispositivo di movimentazione che controlla il movimento di detta unità attorno a detto asse in sincronia con il movimento di detto introduttore.
10. 10. Macchina come da rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che detto dispositivo di movimentazione comanda un primo movimento rotatorio di detta bocchetta di aspirazione nel verso di avanzamento dei mandrini lungo detto percorso di introduzione per seguire ciascuno di detti mandrini da una posizione di inserimento ad una posizione intermedia lungo detto percorso di introduzione, e successivamente un movimento in senso inverso per riportare detta almeno una bocchetta di aspirazione dalla posizione intermedia alla posizione di inserimento.
11. 11. Macchina come da rivendicazione 9 o 10, caratterizzata dal fatto che detto dispositivo di movimentazione comprende un motore ed una trasmissione a ruota dentata.
12. 12. Macchina come da rivendicazione 9 o 10, caratterizzata dal fatto che detto dispositivo di movimentazione comprende una rotella montata folle su un asse ortogonale all'asse di rotazione di detto primo rullo avvolgitore e supportato da detta unità ruotante, e mezzi che obbligano detta rotella a rotolare su una superficie non ruotante rispetto all'asse di rotazione di detto primo rullo avvolgitore e su una superficie anulare di detto primo rullo avvolgitore, ortogonale al suo asse di rotazione.
13. 13. Macchina come da rivendicazione 12, caratterizzata dal fatto che detti mezzi che obbligano detta rotella a rotolare comprendono un pressore mobile in una direzione parallela all'asse di rotazione di detto primo rullo avvolgitore.
14. 14. Macchina come da rivendicazione 13, caratterizzata dal fatto che detto pressore definisce detta superficie non ruotante. .
15. 15. Macchina come da rivendicazione 14, caratterizzata dal fatto che detto pressore si sviluppa per una porzione dello sviluppo circonferenziale di detto primo rullo avvolgitore.
16. 16. Macchina come da una o più delle rivendicazioni 12 a 15, caratterizzata dal fatto che detta unità ruotante è associata ad organi elastici di richiamo.
17. 17. Macchina come da una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere: a valle di detta culla di avvolgimento, un estrattore per estrarre i mandrini di avvolgimento da ciascun rotolo formato in detta culla di avvolgimento; ed un percorso di ricircolo per riportare detti mandrini verso detto introduttore.
18. 18. Macchina come da una o più delle rivendicazioni 2 a 8, caratterizzata dal fatto che detta bocchetta aspirante è formata da un condotto aspirante fisso e da un otturatore mobile disposto tra il condotto aspirante fisso ed i mandrini, il mezzo di otturazione seguendo detti mandrini lungo detta almeno una porzione del percorso di introduzione.
19. 19. Macchina come da rivendicazione 18, caratterizzata dal fatto che detto condotto aspirante fisso presenta uno sviluppo curvilineo.
20. 20. Macchina come da rivendicazione 18 o 19, caratterizzata dal fatto che detto mezzo di otturazione è costituito da una parete mobile adiacente a detto condotto aspirante fisso e presentante un'apertura di dimensioni minori di detto condotto aspirante fisso.
21. 21. Un metodo per produrre rotoli di materiale nastriforme avvolto, senza anima di avvolgimento, comprendente le fasi di: avvolgere con un avvolgimento periferico una porzione di lunghezza predeterminata di materiale nastriforme attorno ad un mandrino di avvolgimento per formare un rotolo; ed estrarre detto mandrino di avvolgimento da detto rotolo, caratterizzato dal fatto di: prevedere su detto mandrino fori di aspirazione; disporre almeno un mezzo aspirante cooperante con detto mandrino per generare al suo interno una depressione; mantenere detta depressione in detto mandrino mentre esso si sposta lungo un percorso di introduzione verso una culla di avvolgimento, muovendo detto mezzo aspirante lungo detto percorso di introduzione; far aderire una porzione iniziale di detto materiale nastriforme a detto mandrino tramite detta depressione all'interno di detto mandrino.
22. 22. Metodo come da rivendicazione 21, caratterizzato dal fatto di far rotolare detto mandrino lungo detto percorso .
23. 23. Metodo come da rivendicazione 21 o 22, caratterizzato dal fatto di generare detta depressione in detto mandrino accostando assialmente una bocchetta aspirante ad almeno una estremità di detto mandrino.
24. 24. Metodo come da rivendicazione 23, caratterizzato dal fatto di accostare una bocchetta aspirante a ciascuna estremità di detto mandrino.
25. 25. Metodo come almeno da rivendicazioni 22 e 23, caratterizzato dal fatto di far avanzare detta almeno una bocchetta lungo detto percorso nel verso di introduzione di detto mandrino.
26. 26. Metodo come da rivendicazione 25, caratterizzato dal fatto di muovere detta almeno una bocchetta lungo detto percorso di moto alternato.
27. 27. Metodo come da una o più delle rivendicazioni 21, 22, 26, caratterizzato dal fatto che detto percorso ha uno sviluppo sostanzialmente ad arco di cerchio.
28. 28. Metodo come da rivendicazione 27, caratterizzato dal fatto che detto percorso ha un centro giacente sull'asse di un primo rullo avvolgitore, attorno al quale viene rinviato detto materiale nastriforme.
29. 29. Metodo come da rivendicazione 28, caratterizzato dal fatto che detto mandrino viene fatto rotolare lungo detto percorso fra detto primo rullo avvolgitore ed una superficie di rotolamento circa cilindrica sviluppantesi attorno a detto primo rullo avvolgitore.
30. 30. Metodo come da una o più delle rivendicazioni 21 a 29, caratterizzato dal fatto che la depressione all'interno di detto mandrino viene mantenuta fino a che attorno ad esso è stata avvolta una spira di materiale nastriforme.