IT201800004487A1 - Dispositivo anulare per alberi per bobinatrici e albero con esso - Google Patents

Description

Descrizione della domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo "Dispositivo anulare per alberi per bobinatrici e albero con esso"

La presente invenzione si riferisce ad un innovativo dispositivo per il blocco e l’avvolgimento di bobine di nastro in macchine di avvolgimento multiple. L’invenzione si riferisce anche ad un albero con una pluralità di tali dispositivi. Nella tecnica delle macchine avvolgitrici multiple sono ben conosciuti alberi con una pluralità di dispositivi anulari affiancati che permettono il rapido inserimento e bloccaggio delle anime delle bobine da avvolgere.

Tali dispositivi comprendono due anelli concentrici fra i quali sono inseriti elementi di impegno che sporgono dall’anello più esterno per innestare le anime che vengono calzate sull’albero.

L’anello esterno può essere ruotato sull’anello interno fra una posizione operativa e una di riposo per bloccare o consentire un movimento radiale degli elementi di impegno tale da innestare o rilasciare la superficie interna delle anime infilate su di essi.

Quando l’anello esterno è nella posizione angolare di riposo, le anime delle bobine possono scorrere agevolmente lungo l’albero per poterle infilare o sfilare. Nella posizione operativa, le anime delle bobine sono invece bloccate dagli elementi di impegno in modo da ruotare assieme all’albero.

Nei dispositivi noti, gli elementi di impegno sono solitamente delle sfere perché con esse si ha un facile scorrimento assiale delle anime lungo l’albero quando i dispositivi sono in posizione di riposo. Per contro, le sfere forniscono solo una piccola superficie di contatto con le anime quando i dispositivi sono nella posizione di blocco e ciò porta a vari svantaggi. Per esempio, per evitare che l’anima si disponga obliqua sull’albero è necessario avere almeno due file di sfere parallele per ciascuna anima. Inoltre, nel caso di anime delicate, la superficie interna dell’anima viene intaccata della sfere e può anche cominciare a ruotare in modo incontrollato su di esse anche se il dispositivo è in posizione di blocco.

Inoltre, poiché le sfere devono comunque rimanere con sicurezza entro la loro sede nell’anello, il diametro del foro dal quale esse sporgono dall’anello esterno deve necessariamente essere molto più piccolo del diametro delle sfere. Per avere una sporgenza soddisfacente delle sfere quando il dispositivo è nella posizione di blocco, le sfere devono perciò essere di diametro relativamente grande. Ciò si scontra con il desiderio di avere ad esempio dispositivi di piccolo spessore.

Per ovviare ad alcuni dei problemi provocati dall’uso di sfere sono stati proposti dispositivi nei quali gli elementi di innesto sono formati da cilindri con asse parallelo all’asse degli anelli. Ciò però migliora solo l’estensione della superficie di contatto con le anime, ma non risolve gli altri svantaggi che si avevano con le sfere e che rimangono sostanzialmente invariati. Al contrario, l’uso di cilindri aggiunge alcuni altri svantaggi. Ad esempio, le superfici di contatto fra cilindro ed anima devono essere perfettamente parallele all’asse dell’albero rotante. Ciò non consente ad esempio di assorbire piccole irregolarità sulla superficie interna delle anime. Inoltre, i bordi spigolosi delle due basi dei cilindri possono ostacolare lo scorrimento assiale delle anime durante le fasi di inserimento o sfilamento delle anime sull’albero e rovinano ancora di più l’interno delle anime.

Scopo generale della presente invenzione è ovviare a svantaggi della tecnica nota, fornendo un migliorato dispositivo anulare per macchine avvolgitrici.

In vista di tale scopo si è pensato di realizzare, secondo l'invenzione, un dispositivo anulare di blocco per l’avvolgimento di bobine, destinato ad essere affiancato ad una pluralità di dispositivi anulari uguali per realizzare un albero di avvolgimento in una macchina avvolgitrice, comprendente un anello interno e un anello esterno concentrici ed elementi di impegno che si affacciano attraverso asole sulla superficie periferica dell’anello esterno, l’anello esterno essendo ruotabile rispetto all’anello interno fra una prima posizione angolare di riposo, nella quale gli elementi di impegno possono rientrare nell’anello esterno di una prima quantità, e una seconda posizione angolare, nella quale gli elementi di impegno possono rientrare meno che nella prima posizione angolare di riposo, caratterizzato dal fatto che gli elementi di impegno sono in forma di cilindri con basi arrotondate.

Sempre secondo l’invenzione è anche descritto un assieme di albero per l’avvolgimento di bobine su anime di bobina in una macchina di avvolgimento multipla, comprendente un albero sul quale è infilata una pluralità di dispositivi anulari realizzati secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, disposti coassialmente affiancati lungo l’albero per accogliere su di sé anime di bobine da avvolgere.

Per rendere più chiara la spiegazione dei principi innovativi della presente invenzione ed i suoi vantaggi rispetto alla tecnica nota si descriverà di seguito, con l'aiuto dei disegni allegati, una realizzazione esemplificativa applicante tali principi. Nei disegni:

-figura 1 rappresenta una vista schematica in prospettiva di un dispositivo anulare secondo l’invenzione;

-figura 2 rappresenta una vista schematica in prospettiva di un albero di macchina avvolgitrice con i dispositivi anulari di figura 1;

-figura 3 rappresenta una vista schematica in sezione trasversale del dispositivo di figura 1;

-figura 4 rappresenta una vista schematica in sezione del dispositivo di figura 1, presa lungo la linea IV-IV di figura 3;

-figura 5 rappresenta una vista schematica in prospettiva di un anello interno del dispositivo di figura 1;

-figura 6 rappresenta una vista schematica ingrandita di una sezione trasversale prossima ad un elemento di impegno del dispositivo di figura 1.

Con riferimento alle figure, in figura 1 è mostrato un dispositivo anulare di blocco, indicato genericamente con 10, destinato ad essere montato su un albero di avvolgimento di una nota macchina avvolgitrice (qui non mostrata o descritta nei dettagli essendo in sé ben conosciuta e facilmente immaginabili dal tecnico esperto).

Il dispositivo 10 comprende un anello interno 11 e un anello esterno 12 fra loro coassiali. Elementi di impegno 13 si affacciano dalla superficie periferica 15 dell’anello esterno attraverso asole sagomate 14 disposte ad intervalli, preferibilmente equidistanti, attorno alla circonferenza dell’anello.

Come sarà chiaro dal seguito, gli elementi di impegno 13 sono mobili radialmente agli anelli a seconda della posizione angolare reciproca dei due anelli, reciprocamente ruotabili fra una prima posizione angolare di riposo e una seconda posizione angolare di blocco. Nella prima posizione angolare di riposo gli elementi di impegno 13 sono radialmente rientrati o elasticamente rientrabili, mentre nella seconda posizione angolare gli elementi di impegno 13 sono rientrabili o rientrati meno che nella prima posizione angolare di riposo. In tale modo, nella prima posizione, le anime 18 sui dispositivi 13 possono essere fatte scorrere assialmente lungo l’albero mentre nella seconda posizione sono vincolate a ruotare assieme ai dispositivi anulari.

In figura 2 è mostrato schematicamente un assieme di albero 29 di una macchina avvolgitrice il quale comprende un albero 17 sul quale sono infilati una pluralità di dispositivi anulari 10 accostati assialmente. Tali dispositivi anulari 10 sono montati sull’albero per essere preferibilmente ruotabili a frizione sull’asse dell’albero stesso, secondo sistemi noti nel campo e perciò non mostrati essendo facilmente immaginabili dal tecnico esperto.

Con tale rotazione a frizione è possibile compensare variazioni nel tiro fra le singole bobine in avvolgimento anche se viene impiegato uno stesso albero di avvolgimento.

In figura 2 è anche mostrata a titolo di esempio, parzialmente sezionata, una anima 18 di una bobina da avvolgere nella macchina avvolgitrice. L’uso de dispositivi ad anello su una tale macchina è in sé noto è non sarà perciò ulteriormente descritto o mostrato.

In figura 3 è mostrata in sezione una possibile realizzazione di un dispositivo 10. Come si vede in tale figura, il dispositivo 10 può avere l’anello interno 11 con una superficie periferica che realizza per ciascun elemento di impegno 13 una superficie di scorrimento 19 con una variazione di altezza rispetto all’anello esterno in modo che ad un estremo 20 della superficie di scorrimento (corrispondente alla posizione angolare di riposo) l’elemento 13 può rientrare maggiormente che all’opposto estremo 21 della superficie di scorrimento. Vantaggiosamente, un fermo permette una rotazione reciproca degli anelli solo per un angolo limitato, corrispondente allo scorrimento degli elementi di impegno 13 fra la prima e la seconda estremità della superficie di scorrimento 19.

Ad esempio, il fermo può essere realizzato con un perno 22 che sporge internamente all’anello esterno 12 per inserirsi e scorrere in una cava circonferenziale 23 di opportuna lunghezza e ricavata sulla superficie periferica dell’anello interno. Per permettere il montaggio e lo smontaggio reciproco dei due anelli 11 e 12, la cava circonferenziale 23 può avere un passaggio 24 verso un lato dell’anello interno, come si vede bene in figura 5, in modo da permettere il passaggio dell’estremità del perno 22 con un movimento reciproco dei due anelli in direzione assiale.

Gli anelli sono vincolati per ruotare senza sfilarsi. Ad esempio, l’anello interno può avere da un lato una spalla 25 sporgente radialmente e contro la quale si appoggia scorrevolmente una corrispondente faccia laterale dell’anello esterno. Una corona circolare 26 può poi essere fissata sulla faccia opposta dell’anello interno. La corona circolare 26 può ad esempio essere fissata in posto mediante viti 27, come mostrato in figura 1. In alternativa, può anche essere pensato di impiegare altri mezzi noti, come ad esempio un anello elastico accolto in una opportuna cava fra gli anelli.

Altri sistemi noti di montaggio ruotabile degli anelli possono comunque essere impiegati.

Come ben visibile nelle figure, gli elementi di impegno 13 hanno la forma di un corpo cilindrico a basi arrotondate, con l’asse principale parallelo all’asse 16 di rotazione degli anelli.

In particolare, gli elementi di impegno hanno vantaggiosamente una forma realizzata dalla composizione geometrica di un cilindro e due semisfere che sporgono dalle due basi del cilindro per raccordarsi con la parele laterale del cilindro. In particolare, il raggio delle semisfere può essere vantaggiosamente uguale al raggio del cilindro.

Come si vede bene anche nella figura 6, ciascun elemento di impegno 13 è accolto in una sede 28 nell’anello esterno che è aperta radialmente all’anello, in modo che l’elemento di impegno possa sporgere esternamente dalla superficie periferica 15 dell’anello esterno attraverso l’asola 14 e si possa anche appoggiare contro la superficie di scorrimento 19 dell’anello interno.

L’asola 14 ha un perimetro che è vantaggiosamente ottenuto come intersezione fra la superficie periferica 15 dell’anello esterno e l’elemento di impegno disposto con asse principale parallelo all’asse 16 dell’anello ma sfalsato verso l’interno dell’anello. In tale modo l’elemento di impegno è accolto nella sede 28 senza poter fuoriuscire attraverso l’asola 14.

Come si vede sempre in figura 6, la sede 28, almeno agli estremi arrotondati dell’elemento di impegno 13, può vantaggiosamente essere raccordata con il bordo dell’asola 14 sulla superficie periferica 15 dell’anello esterno per permettere una inclinazione dell’elemento di impegno rispetto alla superficie periferica 15 dell’anello esterno.

In particolare, la sede 28 può avere vantaggiosamente larghezza traversale all’anello che è sostanzialmente uguale o leggermente maggiore della lunghezza dell’elemento di impegno, con un restringimento verso l’apertura dell’asola 14 che è arrotondato con un raggio sostanzialmente prossimo al raggio delle corrispondenti estremità arrotondate dell’elemento di impegno, con solo un piccolo gioco.

In tale modo, gli elementi di impegno oltre che ruotare nella sede attorno al loro asse possono leggermente ruotare nella sede anche in un piano longitudinale all’elemento di impegno e radiale all’anello, come mostrato a tratteggio in figura 6, e preferibilmente attorno ad una delle due estremità, così da inclinarsi. Ciò permette di meglio adattare la superficie di appoggio alla superficie interna dell’anima e facilita inoltre l’inserimento e l’estrazione delle anime dall’albero. E’ a questo punto chiaro come si siano raggiunti gli scopi dell’invenzione.

Grazie alla innovativa forma cilindrica ad estremità arrotondate, lo scorrimento, l’appoggio e il blocco delle anime sono facilitati e maggiormente affidabili rispetto alle soluzioni note. Inoltre, la sporgenza e la superficie di innesto degli elementi di impegno può essere aumentata a parità di dimensioni del dispositivo rispetto ai dispositivi di tecnica nota. Lo spessore radiale del dispositivo può anche essere mantenuto molto ridotto e ciò facilita ad esempio la realizzazione di dispositivi adatti a montare anime di piccolo diametro o comunque con piccola differenza di diametro rispetto all’albero rotante.

Naturalmente, la descrizione sopra fatta di realizzazioni applicanti i principi innovativi della presente invenzione è riportata a titolo esemplificativo di tali principi innovativi e non deve perciò essere presa a limitazione dell'ambito di privativa qui rivendicato.

Ad esempio, possono essere previsti noti mezzi elastici per spingere radialmente verso l’esterno gli elementi di impegno, in modo che nella posizione di riposo gli elementi di impegno possano rientrare elasticamente contro l’azione di tali mezzi elastici. Ciò riduce ad esempio il libero movimento degli elementi di impegno e, di conseguenza, il rumore, quando i dispositivi in posizione di riposo ruotano con l’albero di avvolgimento.

I mezzi elastici possono essere ad esempio lamine elastiche poste sopra le superfici di scorrimento dell’anello interno, come facilmente immaginabile dal tecnico esperto.

Claims (9)

1. Rivendicazioni 1. Dispositivo anulare (10) di blocco per l’avvolgimento di bobine, destinato ad essere affiancato ad una pluralità di dispositivi anulari uguali per realizzare un albero di avvolgimento in una macchina avvolgitrice, comprendente un anello interno (11) e un anello esterno (12) concentrici ed elementi di impegno (13) che si affacciano attraverso asole (14) sulla superficie periferica dell’anello esterno, l’anello esterno essendo ruotabile rispetto all’anello interno fra una prima posizione angolare di riposo, nella quale gli elementi di impegno (13) possono rientrare nell’anello esterno di una prima quantità, e una seconda posizione angolare, nella quale gli elementi di impegno (13) possono rientrare meno che nella prima posizione angolare di riposo, caratterizzato dal fatto che gli elementi di impegno (13) sono in forma di cilindri con basi arrotondate.
2. 2. Dispositivo anulare secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che gli elementi di impegno (13) sono geometricamente formati dalla composizione di un cilindro e di due semisfere sporgenti dalle basi del cilindro.
3. 3. Dispositivo anulare secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’asola (14) ha un perimetro con andamento costituito dalla intersezione fra la superficie periferica (15) dell’anello esterno e l’elemento di impegno (13) disposto con un asse principale sfalsato verso l’interno dell’anello esterno.
4. 4. Dispositivo anulare secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’elemento di impegno (13) è accolto in una sede (28) nell’anello esterno che, almeno agli estremi arrotondati dell’elemento di impegno (13), è raccordata con il bordo dell’asola (14) sulla superficie periferica (15) dell’anello esterno per permettere una inclinazione dell’elemento di impegno rispetto alla superficie periferica (15) dell’anello esterno.
5. 5. Dispositivo anulare secondo rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la sede (28) ha larghezza traversale all’anello che è sostanzialmente uguale o leggermente maggiore della lunghezza dell’elemento di impegno (13), con un restringimento verso l’apertura dell’asola (14) che è arrotondato con un raggio sostanzialmente prossimo con piccolo gioco al raggio delle corrispondenti basi arrotondate dell’elemento di impegno.
6. 6. Dispositivo anulare secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’anello interno (11) comprende superfici (19) con una variazione di altezza per lo scorrimento degli elementi di impegno (13) durante il movimento fra la prima e la seconda posizione angolare.
7. 7. Dispositivo anulare secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che fra anello interno (11) ed anello esterno (12) è presente un fermo per una limitata rotazione reciproca degli anelli.
8. 8. Dispositivo anulare secondo rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il fermo comprende una cava (23) estesa circonferenzialmente sull’anello interno (11) e un perno (22) che sporge in tale cava (23) da una superficie interna dell’anello esterno.
9. 9. Assieme di albero (29) per l’avvolgimento di bobine su anime di bobina (18) in una macchina di avvolgimento multipla, comprendente un albero (17) sul quale è infilata una pluralità di dispositivi anulari (10) realizzati secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, disposti coassialmente affiancati lungo l’albero per accogliere su di sé anime di bobine da avvolgere.