ITMI20011200A1 - Circuito oleodinamico di controllo per una macchina di trattamento tessuti di tipo jigger - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale

La presente invenzione sì riferisce ad un circuito oleodinamico di controllo per una macchina di trattamento tessuti di tipo Jigger.

Nel settore tessile, vengono utilizzate macchine di tipo Jigger, ad esempio, per tingere o candeggiare tessuto in rotolo in fibra naturale od artificiale.

Una macchina di questo tipo comprende essenzialmente una vasca per il contenimento di un bagno di trattamento sopra la quale sono disposti un aspo svolgitore ed un aspo avvolgitore.

Un tessuto, che si presenta avvolto a formare un rotolo cilindrico, viene caricato sull'aspo svolgitore della macchina attraverso un carrello. L'estremità iniziale del tessuto, svolgendosi dal carrello, viene poi fatta passare, attraverso un percorso obbligato definito da rulli e bilancieri, nella vasca di trattamento, ancora priva di bagno, fino ad essere avvolta sull'aspo avvolgitore.

Dopo questa prima operazione, la vasca viene riempita con il bagno di trattamento, costituito da prodotti chimici vari disciolti in un liquido.

Una volta riempita la vasca, si procede alla vera e propria fase di trattamento che consiste nello svolgere il tessuto dall'aspo svolgitore ed avvolgerlo sull'aspo avvolgitore. Attraverso il passaggio nel bagno, il tessuto in nastro si impregna delle sostanze presenti nel bagno.

Poco prima che l'aspo svolgitore rimanga privo di tessuto, è possibile fermare la macchina ed invertire il senso di rotazione dei due aspi. In tale maniera si effettua un secondo passaggio del tessuto nel bagno. Al termine del secondo passaggio, si può invertire ulteriormente il senso di rotazione per effettuare un terzo passaggio e così di seguito, fino ad arrivare ad un numero di passaggi che viene ritenuto sufficiente per il tipo di tessuto che viene trattato nella macchina.

Si procede poi ad una fase di evacuazione del bagno dalla vasca e alla successiva operazione di svolgimento del rotolo, normalmente riavvolgendolo sul carrello impiegato per l'operazione di carico.

Per l'ottenimento di buoni risultati di trattamento è necessario un controllo preciso delle rotazioni dei due aspi.

Anzitutto occorre una velocità lineare di passaggio del tessuto nel bagno il più possibile costante, in maniera da ottenere un'intensità di trattamento uniforme.

Anche la tensione del tessuto deve essere mantenuta costante, e tale da non danneggiare o addirittura strappare il tessuto, e tale da permetterne comunque il passaggio nel percorso definito dai rulli e bilancieri.

È inoltre importante un controllo delle inerzie, legate al diametro dei rotoli, durante le fasi di avvio, fermata e variazione della velocità lineare del tessuto.

Gli aspi di una macchina di trattamento tessuti di tipo Jigger sono azionati da motori elettrici od oleodinamici, calettati sui loro alberi, e la loro velocità è calcolata attraverso trasduttori o encoder di rotazione.

In particolare, nel caso di motori oleodinamici sono previsti circuiti oleodinamici aperti, comprendenti pompe a portata fissa.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un circuito oleodinamico di controllo, per una macchina di trattamento tessuti di tipo Jigger, che consenta un risparmio energetico rispetto alle soluzioni attuali.

Altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un circuito oleodinamico, per una macchina di trattamento tessuti di tipo Jigger, che permetta un agevole controllo, oltre che su velocità e tensione del tessuto, anche su inerzie legate alle condizioni operative della macchina.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un circuito oleodinamico di controllo particolarmente semplice e funzionale, con costi contenuti.

Questi scopi secondo la presente invenzione sono raggiunti realizzando un circuito oleodinamico, per una macchina di trattamento tessuti di tipo Jigger, di controllo come esposto nella rivendicazione 1.

Ulteriori caratteristiche sono previste nelle rivendicazioni dipendenti.

Le caratteristiche ed i vantaggi di un circuito oleodinamico, per una macchina di trattamento tessuti di tipo Jigger, secondo la presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali:

la figura 1 è una sezione in alzata laterale di una macchina di trattamento tessuti di tipo Jigger; la figura 2 mostra uno schema di un circuito oleodinamico di controllo della macchina di figura 1 realizzato secondo l'invenzione.

Con riferimento alla figura 1, viene mostrata una macchina 10 di trattamento tessuti di tipo Jigger. Tale macchina 10 comprende, su un fondo interno di una camera 11 chiusa, una vasca 12 di contenimento di un bagno di trattamento, disposta al disotto di un aspo svolgitore 14 e di un aspo avvolgitore 16.

Un tessuto in nastro continuo 18, avvolto in un rotolo 20 caricato sull'aspo svolgitore 14, è guidato, secondo una direzione 25, nella vasca 12 attraverso un percorso definito da rulli 22. Tale tessuto 18, dopo il passaggio nella vasca 12, viene poi avvolto sull'aspo avvolgitore 16 a formare un rotolo 21.

Con riferimento alla figura 2, si vede come i due aspi 16 e 14 siano dotati rispettivamente di un motore oleodinamico 26 e di un motore oleodinamico 24 che ruotano nello stesso senso. Questi due motori 26 e 24 agiscono alternativamente da traino del tessuto o da freno del tessuto stesso in relazione al fatto che la macchina 10 lavori nella direzione 25 o in una direzione opposta 25'.

I due motori oleodinamici 24 e 26 sono comandati da una pompa a cilindrata variabile 28, azionata da un motore 44. La pompa 28 può lavorare in pompaggio secondo due sensi opposti, per ottenere alternativamente le due direzioni 25 e 25' di lavorazione della macchina 10; ciò è realizzato mediante una commutazione elettrica, schematizzata in 45, applicata sulla pompa 28 stessa, e gestita da un elaboratore elettronico 50. Quando la pompa 28 lavora secondo il senso tale da realizzare la direzione 25, la pompa 28 ha mandata in 29 ed aspirazione in 30.

Il collegamento tra la pompa 28 e rispettivamente i motori oleodinamici 24 e 26, è realizzato, quando la macchina 10 lavora secondo la direzione 25, attraverso due rami 34 e 36 di un circuito oleodinamico, intercettati aprendo tre valvole 51, 52 e 53, e chiudendo tre valvole 51', 52', e 53'. In questa fase, il ramo 34 esce dal motore 24 in un nodo 39, e lo collega, dopo un nodo 37, ad una valvola di freno 40, dotata di vaschetta di spurgo 42.

Per ottenere invece la lavorazione della macchina 10 secondo la direzione 25', la pompa 28 è collegata rispettivamente ai motori 26 e 24, attraverso due rami 34' e 36' di un circuito oleodinamico, intercettati aprendo le tre valvole 51', 52' e 53', e chiudendo le tre valvole 51, 52, e 53. In questa fase, il ramo 34' esce dal motore 26 in un nodo 39', e lo collega, dopo il nodo 37, alla valvola di freno 40.

Più in particolare, il ramo 36 è chiuso ad anello: esso parte dalla mandata della pompa 28 in 29, raggiunge, attraverso l'apertura delle due valvole 51 e 52, il nodo 39'. Chiudendo la valvola 53', il ramo 36 porta al motore 26. All'uscita del motore 26, il ramo 36 ritorna, attraverso la chiusura della valvola 51', che così esclude un tratto di ramo 36' compreso tra le valvole 51' e 52', all'aspirazione della pompa 28 in 30.

Sulla mandata della pompa 28 in 29, si diparte il ramo 34. Dopo aver raggiunto il motore 24, il ramo 34 passa alla sua uscita per il nodo 39. Chiudendo la valvola 52' ed aprendo la valvola 53, il ramo 34 giunge al nodo 37. Chiudendo la valvola 53', il ramo 34 arriva alla valvola di freno 40.

Simmetricamente al ramo 36 è realizzato il ramo 36'. Anche tale ramo 36' è chiuso ad anello: esso parte dalla mandata della pompa 28 in 30, raggiunge, attraverso l'apertura delle due valvole 51' e 52', il nodo 39. Chiudendo la valvola 53, il ramo 36' porta al motore 24. All'uscita del motore 24, il ramo 36' ritorna, attraverso la chiusura della valvola 51, che così esclude un tratto di ramo 36 compreso tra le valvole 51 e 52, all'aspirazione della pompa 28 in 29.

Sulla mandata della pompa 28 in 30, si diparte il ramo 34'. Dopo aver raggiunto il motore 26, il ramo 34' passa alla sua uscita per il nodo 39'. Chiudendo la valvola 52 ed aprendo la valvola 53', il ramo 34' giunge al nodo 37. Chiudendo la valvola 53, il ramo 34' giunge alla valvola di freno 40.

L'elaboratore elettronico 50 gestisce il senso di pompaggio della pompa 28, individuato dalla commutazione 45, e la conseguente apertura o chiusura delle valvole 51, 52, 53, 51', 52' e 53. L'elaboratore 50 gestisce anche i parametri della pompa 28 e della valvola di freno 40.

In particolare ci si riferisce ora ad una prima fase di funzionamento in cui il tessuto 18 è trattato secondo una direzione 25; per quanto concerne la direzione opposta valgono considerazioni analoghe e inverse, essendo i rami 36 e 34, come si è visto, simmetrici ai rami 36' e 34'. In pratica i rami 36' e 34' sono un duplicato dei rami 36 e 34, e sono realizzati per rendere possibile il funzionamento della macchina 10 nelle due direzioni 25 e 25'.

In questa fase, il motore oleodinamico 26 collegato all'aspo 16 traina il tessuto 18 mentre il motore oleodinamico 24, collegato all'aspo 14, frena il tessuto 18.

La velocità lineare costante del tessuto 18 viene ottenuta tramite un confronto continuo di letture di impulsi generati dalla rotazione di due trasduttori encoder di rotazione (non mostrati) calettati direttamente sui motori oleodinamici 24 e 26.

Si può considerare, infatti, la relazione seguente, derivante dalla condizione di velocità lineare del tessuto 18 uguale tra uscita rotolo 20 dall'aspo svolgitore 14 e ingresso rotolo 21 sull'aspo avvolgitore 16:

dove coi e ω2 sono i numeri di impulsi degli encoder rispettivamente del motore 24 e 26, e dove di e d2 sono i diametri esterni istantanei dei rotoli di tessuto 18 avvolto sugli aspi svolgitore 14 ed avvolgitore 16.

Attraverso questa relazione, essendo noti di e d2, l'elaboratore elettronico 50 della macchina 10 è in grado di inviare alla pompa 28 e alla valvola 40 segnali di correzione al fine di ottenere una velocità lineare costante.

La pompa 28 e la valvola 40 provvedono anche a bilanciare automaticamente la tensione del tessuto 18 .

È nota la relazione secondo cui la coppia di esercizio è ottenuta tramite una pressione che agisce sulla cilindrata del motore oleodinamico. I motori 24 e 26, essendo entrambi collegati alla mandata della pompa 28 in 29, sono alimentati da una stessa pressione di esercizio. Nella fase in cui il tessuto 18 transita dall'aspo 14 verso l'aspo 16, si nota che il diametro del rotolo 21 avvolto sull'aspo 16, e quindi il braccio di leva, è minore del diametro del rotolo 20 avvolto sull'aspo 14. In tal maniera il motore 26 eroga una coppia di traino sufficiente al trascinamento del motore 24 attraverso il tessuto 18. Oltre a ciò la pressione di esercizio aiuta la rotazione del motore 24 che quindi prenderebbe a ruotare senza generare tensione sul tessuto 18.

Per questa ragione viene impiegata la valvola di freno 40 che genera una contro-pressione che si oppone alla pressione di esercizio e quindi crea, come effetto finale, una tensione tarabile sul tessuto 18. Questa tensione è legata al valore di differenza di pressione esistente fra pressione di esercizio e la contro-pressione generata dalla valvola 40.

Con il progressivo avvolgimento del tessuto 18 sull'aspo 16, si generano delle variazioni di diametro fra i rotoli 20 e 21. Quando il diametro del rotolo 21 aumenta, anche la pressione di esercizio sul motore 26 deve aumentare proporzionalmente, ma l'innalzamento della pressione d'esercizio genera anche una maggiore coppia di rotazione sul motore 24. In più, il motore 24, riducendosi nel frattempo il diametro del rotolo 20, necessita di minor coppia motrice. Quindi occorre che il rapporto tra pressione d'esercizio e coppia frenante, data dalla contropressione della valvola 40, sia costante.

Gli aspi 14 e 16 sono sottoposti a notevoli variazioni di carico, in dipendenza del diametro dei rotoli 20 e 21; è quindi necessario controllare le inerzie generate durante le fasi di avvio, fermo e correzione della velocità.

Come si vede dallo schema della figura 2, la portata inviata in 29 dalla mandata della pompa 28, ritorna, alla fine del ramo 36, in 30 all'aspirazione della pompa 28 stessa, generando un effetto frenante. Inoltre se si creassero, in fase di movimento, dei picchi di pressione causati da inerzie eccessive, la pompa 28 è in grado di scaricare tali picchi attraverso una propria valvola di sicurezza interna.

Ulteriormente, è necessario un conteggio della lunghezza del tessuto 18 da trattare che deve essere sufficientemente preciso per effettuare le inversioni senza che il tessuto si sfili dagli aspi 14 e 16. Questo conteggio viene controllato dall'elaboratore elettronico della macchina 10 tramite gli encoder calettati sui motori oleodinamici 24 e 26, gli stessi che permettono di gestire la velocità lineare.

In fase di carico del rotolo 20 sull'aspo 14, 1'encoder collegato al motore 24 registra il numero totale degli impulsi pervenuti, sotto la forma di un valore incrementale. A fine carico, dopo che l'estremità iniziale del tessuto 18 <‘ >è portata sull'aspo avvolgitore 16 ed esso inizia ad avvolgere il tessuto 18, il conteggio si riattiva a decrescere sino al raggiungimento di un valore minimo. Tale valore corrisponde al valore di riferimento per la fermata prima della successiva inversione.

Tutte le funzioni di governo della macchina 10 vengono gestite dall'elaboratore elettronico 50 che dialoga con schede periferiche, attuando le funzioni macchina sopra descritte.

Nella descrizione, esemplìcativa e non limitativa, si sono indicate valvole a due vie a comando elettrico, mentre per semplificare il sistema sono usate valvole elettriche a tre vie e valvole a pilotaggio idraulico comandate dalla pressione stessa del circuito.

Il circuito oleodinamico di controllo, per una macchina di trattamento tessuti di tipo Jigger, oggetto della presente invenzione ha il vantaggio di consentire un notevole risparmio energetico. Infatti, la pompa a cilindrata variabile, gestita dall'elaboratore elettronico di governo della macchina, eroga solo la portata e la pressione necessaria al funzionamento della macchina, seguendo fedelmente i parametri di lavoro impostati dall'operatore .

Un ulteriore vantaggio del circuito oleodinamico di controllo, oggetto della presente invenzione, è quello di conseguire un bilanciamento delle inerzie della macchina in maniera quasi automatica, sfruttando il principio della pompa a circuito chiuso.

Il circuito oleodinamico di controllo, per una macchina di trattamento tessuti di tipo Jigger, così concepito è suscettibile di modifiche e varianti, tutte rientranti nell'invenzione; inoltre tutti i dettagli sono sostituìbili da elementi tecnicamente equivalenti. In pratica i materiali utilizzati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze tecniche.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Circuito oleodinamico di controllo per una macchina (10) di trattamento tessuti di tipo Jigger, ove un rotolo (20) di tessuto (18) tessile viene svolto da un aspo svolgitore (14 o 16), ed ove il tessuto stesso (18) è guidato in una vasca (12) contenente un bagno di trattamento, prima di venire riavvolto, su un aspo avvolgitore (16 o 14), a formare un rotolo (21) di tessuto (18) trattato e viceversa, essendo detti aspi (14, 16) azionati da motori oleodinamici (24, 26), collegati attraverso rami (34, 36; 34', 36') del circuito oleodinamico ad una pompa (28), caratterizzato dal fatto che detto circuito oleodinamico è di tipo chiuso, essendo prevista una valvola di freno (40) che esercita una contro-pressione modificabile sul motore in frenatura (24 o 26).
2. 2. Circuito oleodinamico di controllo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che in ciascuno dei due rami (34, 36; 34', 36') è previsto un tratto chiuso ad anello (36, 36') che parte (in 29 o 30) da una mandata della pompa (28), alimenta almeno un motore (26 o 24) e rientra (in 30 o 29) ad una aspirazione della pompa (28) stessa, dove la pressione di detta pompa (28) viene modificata al crescere del diametro del rotolo (21 o 20) avvolto sull'aspo avvolgitore (16 o 14).
3. 3. Circuito oleodinamico di controllo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che in ciascuno dei due rami (34, 36; 34', 36') è previsto un ulteriore ramo (34 o 34') che comprende un tratto chiuso che parte (in 29 o 30) dalla mandata della pompa (28), alimenta almeno un motore (24 o 26) e lo collega a detta valvola di freno (40) che esercita una contro-pressione modificabile su di esso, commutando detto motore (24 o 26) in freno con coppia frenante regolata da detta contro-pressione.
4. 4 . Circuito oleodinamico di controllo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta pompa (28) è a cilindrata variabile.
5. 5. Circuito oleodinamico di controllo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta pompa (28) è dotata di una valvola di sicurezza per scaricare picchi di pressione.
6. 6. Circuito oleodinamico di controllo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti motori (24, 26) sono dotati di trasduttori di rotazione, ove detti trasduttori forniscono informazioni ad un elaboratore elettronico della macchina (10), che gestisce i parametri della pompa (28), per ottenere la velocità del tessuto (18) prescritta da un operatore e/o per ottenere la tensione del tessuto (18) prescritta da un operatore, ove ciò è realizzato mantenendo costante il rapporto tra pressione della pompa (28) e coppia frenante sul motore (24 o 26), generata dalla contro-pressione della valvola (40).
7. 7. Circuito oleodinamico di controllo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta macchina (10) realizza un funzionamento reversibile prevedendo in detti rami (36, 34; 34', 36') valvole (51, 52, 53, 51', 52', 53').