IT9021329A1 - Dispositivo uniformatore della tensione del filo in dipanatura in una unita' di roccatura - Google Patents

Description

Descrizione

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo uniformatore della tensione di dipanatura del filo in una unità di roccatura, che è predisposta ad avvolgere filo ad alta velocità dipanandolo da una spola sottostante e raccogliendolo in una rocca sovrastante in formazione.

Alcune lavorazioni tessili consistono in primo luogo nel trasferimento del filo, alla massima velocità possibile, da una confezione ad un'altra: Ad esempio, un filo prodotto in un filatoio, particolarmente in un filatoio continuo ad anelli, viene normalmente avvolto su una bobina, o rocca. Il filo, quindi, viene trasportato ed alimentato come spola di filatura ad una fase di stracannaggio. Nella roccatura si ha il trasferimento (stracannatura) dalla spola di partenza alla rocca di raccolta, con una dipanatura a defilare, ovvero con estrazione assiale del filo dalla spola ferma. La confezione di partenza è spesso una spola proveniente dal filatoio ad anello. A causa delle limitazioni meccaniche di un filatoio continuo ad anello, le spole di filatura hanno una quantità relativamente piccola di filo fino ad alcune centinaia di grammi al massimo: Di conseguenza, dette spole vengono stracannate in rocche nelle quali la quantità di filo ed il profilo sono adatti all'uso in una operazione successiva e per inciso sulla singola rocca viene raccolto in successione il filo proveniente da più spole. Lo scopo è sempre quello di ottenere confezioni più adatte per le successive lavorazioni quali tintura, orditura, inserimento trama, ecc .

Durante tali operazioni di trasferimento, il filo viene eventualmente migliorato eliminando tratti con difetti di vario tipo. Con il continuo aumento della velocità di dette operazioni (espressa dalla lunghezza di filo trasferita nell'unità di tempo) per ridurre i costi di produzione, si generano tensioni sempre più grandi nel filo e, quindi, più frequenti rotture, che provocano una riduzione non trascurabile del rendimento operativo della roccatura e della produttività.

Per inciso la rottura del filo interviene sotto una tensione che è maggiore della resistenza a trazione del filo.

Il filo su ciascuna spola di filatura, che è stata alimentata ad una predeterminata posizione di una unità di roccatura, viene tirato verso l'alto con una valore di tensione man mano crescente fra inizio e fine spola in fase di dipanatura, come il tutto è ben noto ai tecnici del finissaggio tessile. Quando lo strato di filo, infatti, su ciascuna spola di filatura diminuisce con il pregredire della operazione di avvolgimento dell'unità di roccatura, lo strato di filo in questo modo diminuito si torce soltanto attorno alla parte terminale inferiore della spola ed il filo, da essa tirato fuori, viaggia verso l'alto ritorcendosi attorno alla superficie della spola. In questo caso, diminuisce l'angolo di separazione dello strato di filo per cui viene applicata tensione al filo viaggiante a causa dell'attrito tra i tratti di filo, oppure il contatto di filo con la spola e ciò può portare alla rottura del filo. Questo fenomeno si verifica più facilmente nelle unità di roccatura ad alta velocità di avvolgimento. Nelle unità di roccatura più recenti si raggiungono velocità di trasferimento filo di 20-30 m/s.

Inoltre, poiché la tensione all'inizio dello svolgimento di filo da una singola spola di filatura è bassa, il filo viene avvolto in rocca con una bassa tensione ed in questo modo lo stratto avvolto di filo in bassa tensione può venire espanso all'esterno di una faccia terminale della rocca a causa della pressione del sovrastante strato di filo. Poiché di solito per ottenere una rocca vengono adoperate diverse spole di filatura la parte espansa compare entro ogni determinato periodo dando in questo modo la formazione di una rocca ad avvolgimento difettoso che può dar luogo a produzioni inaccettabili per le successive lavorazioni.

In un simile processo operativo è necessario un dispositivo che regolarizzi la tensione di avvolgimento del filo tra inizio e fine spola riducendo, così, la tensione di dipanatura al termine della spola in alimentazione.

Sono noti nella tecnica elementi che intervenendo sul percorso del filo in posizione fissa lo guidano in precise forme di dipanatura che consentono di limitare i valori massimi di tensione in corrispondenza dei quali frequentemente si innescono le rotture del filo in avvolgimento.

Detti elementi noti, che fungono da acceleratori di svolgimento (rompiballon) si presentano, come ben noto ai tecnici del ramo, di forme giometriche svariate. Essi, però, nel migliore dei casi attenuano unicamente il fenomeno, ma non portano un risultato ottimale di uniformità della tensione di dipanatura tra l'inìzio e la fine dello svolgiimento del filo dalla spola in alimentazione. E' stato, pure, proposto, come contromisura, dei mezzi di controllo della velocità di roccatura, cioè della velocità di avvolgimento, per mantenere la tensione del filo su livelli praticamente costanti dall'inizio alla fine della spola dalla quale il filo viene svolto, come il tutto descritto nella pubblicazione del brevetto US 4805846.

Per ottenere una tensione di filo all 'incirca costante si utilizza, nella pubblicazione detta, l'influenza della velocità di roccatura sulla tensione del filo. Riducendo, infatti, sensibilmente la velocità di roccatura nell'intervallo di tempo in cui il filo viene svolto nella parte inferiore della spola di filatura, la tensione è mantenuta ad un livello pressoché uniforme per tutta la durata del processo di roccatura. Siffatta soluzione ridurrà sensibilmente il rendimento lavorativo delle unità di roccatura in quanto per un certo intervallo di tempo la velocità di dipanatura viene sensibilmente ridotta e, quindi, si ottiene una minore quantità di filo trasferito (avvolto) nell'unità di tempo. Tutto ciò si rivela praticamente non utilizzabile, o scarsamente utilizzabile, per il fatto che si assiste ad un peggioramento sensibile nel rendimento operativo della roccatrice e di conseguenza la diminuizione della sua produttività. Lo scopo della presente invenzione è quello di eliminare gli inconvenienti sopracitati della tecnica nota fornendo un dispositivo mediante il quale la tensione del filo in alimentazione nell'unità dì roccatura si mantiene sostanzialmente di valore costante durante la dipanatura dell'intera spola di filatura e che presenti i seguenti vantaggi: - consente di essere applicato per qualsiasi tipo di filo a titolo fino, medio e grosso;

- consenta di essere installato su unità di roccatura presistenti;

- permette di far assumere il filo in elevata velocità di trasferimento una configurazione giometrica di contenuta dissipazione energetica tutt'altro che trascurabile nelle soprariferite applicazioni di tecnica nota.

Questi ed altri vantaggi ancora vengono raggiunti dal dispositivo della presente invenzione in grado di uniformare il valore della tensione di dipanatura in una unità di roccatura, che è predisposta ad avvolgere filo ad alta velocità dipanandolo da una spola sottostante la quale alimenta il filo alla rocca sovrastante in formazione e detto dispositivo include:

- un elemento mobile che funge da acceleratore di svolgimento e che abbraccia alla sommità l'asse della spola e lungo detto asse esso scende e trasla in posizione sostanzialmente concentrica fra inizio e fine spola durante la dipanatura del filo avvolto; e detto elemento mobile è a forma sostanzialmente quadrata e presenta, pure, una fessura laterale di introduzione del filo che avviene ad ogni sostituzione di spola in alimentazione;

- un cinematismo che attiva la detta traslazione dell'elemento mobile lungo l'asse della spola in fase di dipanatura, e detto cinematismo è una cremaglia che ingrana con un pignone dentato che è mosso in rotazione da un motorino elettrico passo a passo, quest'ultimo è attivato in modo tale da assicurare una distanza sostanzialmente costante tra il punto scendente di stracannatura dall'inizio alla fine della spola dalla quale il filo viene svolto e il sovrastante elemento mobile che funge da acceleratore di svolgimento;

- un elemento in grado di rilevare la posizione assiale di svolgimento del filo dalla spola, ossia la posizione di dipanatura in atto fino al termine di stracannatura del filo stesso, e detto elemento rilevatore è una fotocellula, o qualsivoglia sensore ottico di tecnica nota, reso solidale ad un telaio di supporto comune sia dell'elemento mobile che funge da acceleratore di svolgimento e sia, pure, del motorino elettrico passo-passo, quest'ultimo è attivato ed è pilotato dai segnali elettrici generati dalla detta fotocellula, che rileva dall'inizio alla fine della spola in dipanatura la posizione del punto di stracannatura del filo.

Il dispositivo uniformatore del valore della tensione di dipanatura del filo dalla spola della presente invenzione si concretizza nella sua applicazione pratica da un telaio di supporto comune sia dell'elemento mobile, che funge da acceleratore di svolgimento, sia del motorino passo-passo e sia, pure, della fotocellula e detto supporto scorre ed è guidato lungo un albero a cremagliera e detto albero è pressoché parallelo all'asse della spola in dipanatura.

L'invenzione sarà descritta dettagliatamente in appresso in base all'esempio di realizzazione rappresentato schematicamente nei disegni delle figure allegate, e saranno chiarite ulteriori particolarità e caratteristiche, al quale proposito deve essere ben inteso, che eventuali variazioni di posizioni reciproche degli elementi e le conseguenti semplificazioni che ne potrebbero derivare devono ritenersi comprese nella protezione che si richiede come variazioni costruttive incluse nell'idea generale.

Nei disegni allegati abbiamo che:

- la fig. 1 è una vista schematica in prospettiva assonometrica del dispositivo della presente invenzione unitamente al percorso del filo dalla spola sottostante in dipanatura alla rocca sovrastante in formazione e detta vista illustra l'istante di inizio stracannatura del filo avvolto sulla spola, che è posta in alimentazione all'unità di roccatura;

- la fig. 2 è una vista schematica in prospettiva assonometrica del dispositivo della presente invenzione nell'istante in cui la spola è piena di filo avvolto ed è, quindi, l'istante di inizio della dipanatura del filo per trasferirlo alla rocca sovrastante;

- la fig. 3 è una vista schematica in prospettiva assonometrica del dispositivo della presente invenzione nell'istante in cui la spola presenta nella sua parte terminale un limitato accumulo di filo avvolto ed è, quindi, l'istante prossimo al termine della dipanatura del filo dalla spola per trasferirlo alla rocca sovrastante. Nelle figure elementi uguali riportano riferimenti uguali.

Nelle figure, altresì, a scopo di chiarezza dell'insieme le parti non necessarie per la comprensione dell'invenzione, quali i gruppi operativi e funzionali lungo il percorso del filo, il centro di motorizzazione del rullo guidafilo, il braccio portarocca, le varie strutture di supporto e i mezzi di alimentazione, di supporto e di espulsione spole, sono omessi.

In dette figure allegate abbiamo che:

1 è l’elemento mobile di forma quadrangolare che funge da acceleratore di svolgimento ed esso presenta vantaggiosamente una fessura laterale di introduzione del filo ad ogni sostituzione di spola 3 in alimentazione. La sua posizione è sostanzialmente concentrica e perpendicolare all'asse del tubetto 23 e, quindi alla spola 3 di filo avvolto. Detto elemento 1 è posto con il suo profilo inferiore, ad inizio stracannatura del filo 4 dalla spola 3 piena di filo avvolto ad una distanza dalla sommità di punta del tubetto 23 sostanzialmente oscillante intorno a 20 mm (in accordo con i risultati sperimentali della proponente); 2 è un albero fissato al piatto di supporto 21, quest'ultimo fissato come corpo unico al telaio (non illustrato) dell'unità di roccatura. Detto albero 2 è costituito in modo tale che lungo un tratto della sua generatrice si presenta dentato per costituire un elemento a cremagliera 20; 3 è la spola di filo avvolto confezionata in un filatoio ad anello; 4 è la traccia, linea e punto, del filo che viene svolto dalla spola sottostante 3 e che scorre verso l'alto per avvolgersi a spire incrociate attorno alla rocca in formazione 14; 5 è un telaio di supporto scorrevole assialmente lungo l'albero 2. Detto telaio 5 sostiene in modo fisso e come corpo unico l'elemento quadrangolare 1, il motore 8 è sia, pure, il sensore 9 in modo tale che durante la sua traslazione di discesa secondo la freccia 7 anche i detti elementi 1, 8 e 9 traslano in perfetta sincronia ed in identica misura; 8 è un motorino elettrico passo-passo, che attiva e pilota precise rotazioni angolari del pignone dentato 18, il quale ingrandando con la fascia dentata a cremagliera 20 fa avanzare verso l'alto, o verso il basso il telaio 5 e, quindi, gli elementi 1 e 9; 9 è una fotocellula, o qualsivoglia elemento fotoelettrico, in grado di riconoscere la presenza frontale del cono 24 di filo avvolto presente nella parte superiore della spola 3. Man mano che detto cono 24 con il procedere della stracannatura del filo dalla spola 3 scende gradualmente verso il basso, detta fotocellula 9 rilevando tale discesa invia, attraverso il cavo 19, dei segnali elettrici, che vengono, nella scheda elettronica 16, amplificati ed elaborati al fine di far sorgere all'uscita della stessa scheda 16 dei segnali elettrici, che attraverso il cavo 15 sono in grado di attivare limitate rotazioni angolari del motorino 8 e, quindi, del pignone dentato 18. Quest'ultimo ingranando con la cremagliera 20 fa scendere gradualmente il telaio di supporto 5 secondo la freccia 7 in modo tale che la fotocellula 9 segua costantemente l'abbassamento del cono superiore di filo avvolto 24; 12 è il cilindro alimentatore che porta in rotazione la rocca 14 e guida, imprimendo una traslazione alternata di andirivieni, il filo sulla rocca 14 stessa; 10 è la traccia del profilo schematico di lato della struttura della singola unità di roccatura; 14 è la rocca che si presenta come confezione di filo a forma tronco-conica, o a forma cilindrica e detta confezione è il prodotto della singola unità di roccatura destinato per le successive lavorazioni (tintura, orditura, tessitura, ecc . ); 23 è il tubetto di avvolgimento del filo, cioè è il supporto del filo avvolto con l'operazione di incannatura in un filatoio ad anello per formare una spola di filato 3; 24 è il cono di filo avvolto e la sua forma tronco-conica deriva dal noto metodo di incannatura del filo sul tubetto 23 nel fuso del filatoio ad anello. Il funzionamento del dispositivo uniformatone del valore della tensione di dipanatura in una unità di roccatura posto in risalto nelle tavole allegate è facilmente intuibile ad una tecnico del ramo .

Una spola 3 piena di filo avvolto viene posta sul piolo porta spole (non illustrato) in posizione di alimentazione. Il suo filo 4, con mezzi e dispositivi noti, viene portato ad avvolgersi sulla rocca in formazione 14 ed inizia la stracannatura del filo, cioè il trasferimento del filo 4 dalla spola sottostante 3 alla rocca sovrastante 14. Il dispositivo della presente invenzione si trova fermo in posizione limite superiore (v. fig.2). La fotocellula 9 rileva frontalmente la presenza della forma tronco-conica superiore di filo avvolto e l'elemento quadrangolare 1 si trova posizionato ad una distanza precisa dalla sommità di punto di tubetto 23. Il filo 4 richiamato verso l'alto dal cilindro alimentatore 12 genera svolgendosi dalla spola 3 un graduale e continuo abbassamento del cono 24. Detto abbassamento viene rilevato dalla fotocellula 9, che attiva, attraverso la scheda elettronica 16, il motorino elettrico passo-passo 8.

Quest'ultimo imprimendo delle rotazioni angolari al pignone dentato 18 obbliga, attraverso la cremagliera 20, il telaio di supporto 5 a scendere gradualmente secondo la freccia 7 fino ad occupare la posizione limite inferiore come risulta chiaramente dalla figura 3. Durante tale traslazione di discesa la fotocellula 9, il motore 8 e l'elemento quadrangolare 1 scendono in misura identica essendo essi solidali, come corpo unico, allo stesso telaio di supporto 5. L'elemento mobile di forma quadrangolare 1 verrà sempre ad avere una distanza sostanzialmente costante dal punto di stracannatura del filo 4 dalla spola 3. Per inciso il punto di stracannatura del filo 4 dalla spola 3, cioè il punto in cui il filo 4 svolgendosi si distacca separandosi dalla spola 3, è localizzato esclusivamente nella fascia ristretta tronco-conica 24, come il tutto è ben noto ai tecnici del ramo. La detta distanza sostanzialmente costante tra l'elemento quadrangolare 1 e il punto sottostante di stracannatura durante l'intero svolgimento del filo 4 dalla spola 3 porta ad uniformare attorno ad un valore costante la tensione del filo 4 dall'inizio alla fine della spola 3, dalla quale il filo stesso viene svolto per trasferirlo sulla rocca sovrastante 14 in formazione. In tal modo la tensione del filo 4 è mantenuta ad un valore sostanzialmente uniforme per tutta la durata del processo di roccatura grazie alla presenza operativa del dispositivo in oggetto, che eviterà di conseguenza la maggior parte delle rotture del filo 4 nel suo trasferimento dalle spole 3 in alimentazione alla rocca 14.

Tutto ciò ha riscontri estremamente salienti in particolare nel caso di unità di roccatura ad alta velocità in cui la velocità di trasferimento del filo 4 dalla spola 3 alla rocca 14 è dell'ordine di 200 m/min. ed oltre.

Poiché la tensione del filo rimane pressoché uniforme è possibile conseguire, per mancanza di frequenti rotture accidentali, elevati miglioramenti nel rendimento operativo delle unità di roccatura e, di conseguenza, della loro produttività.

Non è che a titolo di esempio, che è stato previsto la coppia di trasmissione pignone dentato e cremagliera in quanto possono essere previste consimili coppie cinematiche in grado di traslare assialmente l'elemento di forma quadrangolare 1, che funge da acceleratore di svolgimento; possono, altresì, essere previste diverse modifiche di dettaglio apportate alla forma del telaio di supporto e il suo modo di fissaggio sia all'elemento di rilevamento del punto di stracannatura del filo dalla spola e sia, pure, all'elemento motore senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione .

Claims (5)

1. Rivendicazioni 1. Dispositivo uniformatore del valore della tensione di dipanatura in una unità di roccatura, che è predisposta ad avvolgere filo ad alta velocità dipanandolo da una spola sottostante, la quale alimenta il filo alla rocca sovrastante in formazione, e detto dispositivo è caratterizzato dal fatto di presentare : un elemento mobile che funge da acceleratore di svolgimento e che abbraccia alla sommità l'asse della spola e lungo detto asse scende e trasla in posizione sostanzialmente concentrica fra inizio e fine spola durante la dipanatura del filo avvolto; un cinematismo che attiva la detta traslazione dell'elemento mobile lungo l'asse della spola in fase di dipanatura; un elemento in grado di rilevare. istante per istante, la posizione assiale di svolgimento del filo dalla spola, ossia la posizione di dipanatura in atto fino al termine di stracannatura del filo stesso che si trasferisce dalla spola sottostante alla rocca sovrastante .
2. 2. Dispositivo uniformatore del valore della tensione di dipanatura del filo da una spola in una unità di roccatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'elemento che funge da acceleratore di svolgimento contenendo e limitando la centrifugazione del filo è a forma sostanzialmente quadrangolare e con fessura laterale di introduzione del filo che avviene ad ogni sostituzione di spola in alimentazione.
3. 3. Dispositivo uniformatore del valore della tensione di dipanatura del filo da una spola in una unità di roccatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il cinematismo di traslazione lungo l'asse della spola del detto elemento mobile è una cremagliera, la quale ingrana con un pignone dentato che è mosso in rotazione da un motorino elettrico passo passo, quest’ultimo è attivato in modo tale da assicurare una distanza sostanzialmente costante tra il punto discendente di stracannatura dall'inizio alla fine della spola alla quale il filo viene svolto e il sovrastante elemento mobile, che funge da acceleratore di svolgimento.
4. 4. Dispositivo uniformatore del valore della tensione di dipanatura del filo da una spola in una unità di roccatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'elemento che rileva la posizione assiale di svolgimento del filo dalla spola è una fotocellula, o qualsivoglia sensore ottico, reso solidale al telaio di supporto comune sia dell’elemento mobile che funge da acceleratore di svolgimento e sia, pure, del motorino elettrico passo-passo, quest'ultimo è attivato ed è pilotato dai segnali elettrici generati dalla detta fotocellula, che rileva dall'inizio alla fine della spola in dipanatura la posizione del punto di stracannatura del filo.
5. 5. Dispositivo uniformatore del valore della tensione di dipanatura del filo dalla spola in una unità di roccatura secondo le rivendicazioni 1 e 4, caratterizzato dal fatto che il telaio di supporto, comune sia all'elemento mobile che funge da acceleratore di svolgimento, sia al motorino passo-passo e sia, pure, alla fotocellula, è scorrevole lungo un albero a cremagliera e detto albero è pressoché parallelo all'asse della spola in dipanatura .