ITBS20090077A1 - Cilindro strappatore per pettinatrice - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un cilindro strappatore di una pettinatrice per lavorazioni tessili.
In una linea di lavorazione di fibre per la produzione di un filato, dopo le fasi iniziali di apertura e pulizia della fibra, Ã ̈ prevista una lavorazione di cardatura ad opera di macchine cardatrici, a seguito della quale la fibra si presenta sotto forma di un nastro.
Dopo una eventuale lavorazione su uno stiro-riunitore, in cui più nastri separati sono uniti ad ottenere una tela, il nastro o la tela à ̈ pettinato da una pettinatrice, al fine di ottenere un velo in cui le fibre sono altamente parallelizzate e pulite.
Le operazioni fondamentali di pettinatura, che nelle macchine di più recente realizzazione si susseguono al ritmo di 450 - 500 colpi al minuto, sono.
- alimentazione intermittente della tela;
- pettinatura, mediante un pettine rotativo, della testa della ciocca entrante, tenuta ferma per mezzo di due mascelle;
- sovrapposizione e congiunzione della testa della ciocca al velo già pettinato nel ciclo precedente, opportunamente retrocesso, tramite cilindri strappatori durante la loro rotazione indietro;
- pettinatura della coda mediante un pettine rettilineo;
- avanzamento della ciocca pettinata ad opera dei cilindri strappatori durante la loro rotazione avanti. La lavorazione à ̈ quindi alternata e le sollecitazioni delle parti in movimento, che sono sottoposte a ripetuti arresti e ripartenze costituiscono uno degli aspetti critici di progettazione delle pettinatrici. In particolare, i cilindri strappatori sono sottoposti a picchi di accelerazione che raggiungono l'ordine di decine di migliaia di rad/s<2>ed il loro azionamento ed arresto à ̈ particolarmente oneroso per i dispositivi di azionamento e di comando della macchina.
Solitamente, il cilindro strappatore, motorizzato, à ̈ disposto inferiormente, presenta una superficie rigata ed à ̈ realizzato in un materiale metallico; superiormente à ̈ invece disposto un cilindro di pressione, folle, in gomma.
Per una semplificazione della pettinatrice, i cilindri strappatori motorizzati sono uniti fra loro a formare una unica barra, azionata da un unico organo di azionamento. Pertanto, si assiste ad una moltiplicazione del carico inerziale che l'unico organo di azionamento si trova a contrastare.
Alcune soluzioni note prevedono cilindri strappatori cavi, per ridurre il carico inerziale, realizzati in alluminio o altra lega leggera. Un siffatto cilindro strappatore à ̈ descritto nel documento EP-A1-1726692 a nome della Richiedente.
Scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un cilindro strappatore di una pettinatrice che superi ancora più efficacemente i problemi sopra descritti. Tale scopo à ̈ raggiunto da un cilindro strappatore realizzato in accordo con la rivendicazione 1. Le rivendicazioni da questa dipendenti descrivono varianti di realizzazione.
Le caratteristiche ed i vantaggi del cilindro strappatore secondo la presente invenzione saranno evidenti dalla descrizione di seguito riportata, data a titolo esemplificativo e non limitativo, in accordo con le figure allegate, in cui:
- la figura 1 illustra una vista schematica di una testa di pettinatura di una pettinatrice, comprendente un cilindro strappatore secondo la presente invenzione; - la figura 2 mostra una vista prospettica di un cilindro strappatore secondo la presente invenzione, in una forma di realizzazione;
- la figura 2a mostra una vista in sezione del cilindro strappatore della figura 2;
- la figura 3 mostra una vista prospettica del cilindro strappatore della figura 2, privo di boccola.
Con riferimento alle figure allegate, con 1 si à ̈ complessivamente indicata una testa di pettinatura di una pettinatrice di una linea di lavorazione tessile. La testa di pettinatura 1 comprende, ad esempio, una pinza 2 munita di una mascella inferiore 4 ed una mascella superiore 6, e di un cilindro alimentatore 8. Inoltre, la testa di pettinatura 1 comprende un pettine circolare 10, munito di un segmento circolare 12, ed un pettine rettilineo 14.
A valle del pettine rettilineo, la testa 1 comprende almeno un cilindro strappatore 100 ed un rispettivo cilindro di pressione 98, accoppiato a pressione a questo.
Il cilindro strappatore 100 si estende lungo un asse di rotazione X e comprende una porzione attiva 102, destinata al contatto con la porzione attiva del rispettivo cilindro di pressione.
Preferibilmente, la superficie laterale della porzione attiva 102 Ã ̈ rigata, ossia provvista di righe sporgenti rispetto alla superficie di fondo.
Preferibilmente, inoltre, le righe presentano un andamento elicoidale. Secondo una variante di realizzazione, hanno invece andamento dritto, ossia assiale.
Secondo una forma di realizzazione preferita, la porzione attiva 102 comprende a sua volta due porzioni di estremità , aventi una superficie dotata di una lieve conicità , ed una porzione centrale, disposta fra le porzioni di estremità , di forma cilindrica.
La porzione attiva 102 del cilindro strappatore 100 à ̈ piena, ossia priva di una cavità interna passante, e realizzata in un materiale metallico leggero, ossia un materiale metallico avente una densità inferiore o uguale, nei normali limiti delle tolleranze di misurazione, a 5 Kg/dm<3>, ad esempio scelto nel gruppo dell'alluminio e sue leghe (2,7 - 2,8 Kg/dm<3>), titanio e sue leghe (4,5 - 4,4 Kg/dm<3>), magnesio e sue leghe (1,7 - 1,8 Kg/dm<3>).
Ad esempio, fra le leghe di alluminio, definite secondo la normativa EN 573-1, sono preferite per la presente invenzione le leghe della serie 7 (zinco), ed in particolare la lega EN AW 7075. Una composizione di una lega EN AW 7075 prevede (% in peso): 0.18 - 0.28 Cr; 1.2 - 2 Cu; 0.5 max Fe; 2.1 - 2.9 Mg; 0.3 max Mn; 0.4 max Si; 0.2 max Ti; 5.1 - 6.1 Zn.
Ulteriori leghe di alluminio preferite sono EN AW 7175 e EN AW 7039.
Quale ulteriore esempio, fra le leghe di titanio à ̈ preferita per la presente invenzione la lega denominata TiAl6V4 (normativa UNI 10221), contenente alluminio al 6% e vanadio al 4%.
In particolare, la lega TiAl6V4 prevede: 0,05 max N; 0,20 max O; 0,015 max H; 0,10 max C; 0,40 max Fe; 5,5 -6,75 Al; 3,5 - 4,50 V.
Preferita à ̈ anche, ad esempio, la lega di titanio TiAl5Sn2,5, contenente alluminio al 5% e stagno al 2,5%.
Quale esempio ancora ulteriore, fra le leghe di magnesio sono preferite per la presente invenzione le leghe:
- ZK60A (ASM Handobook), che prevede 93,05 - 95,2 Mg; 4,8 - 6,2 Zn; 0,45 max Zr;
- AZ80A (ASM Handbook), che prevede 89,04 - 91,88 Mg; 7,8 - 9,2 Al; 0,1 max Si; 0,12 - 0,5 Mn; 0,005 max Fe; 0,005 max Ni; 0,05 max Cu; 0,2 - 0,8 Zn.
Ulteriori leghe di magnesio preferite sono le leghe WE54A, ZK61A oppure AZ91D.
Secondo una ulteriore forma di realizzazione, la porzione attiva del cilindro strappatore à ̈ realizzata in un materiale metallico leggero lavorato meccanicamente e/o trattato termicamente al fine di incrementare le proprietà meccaniche.
Ad esempio, la porzione attiva del cilindro strappatore à ̈ realizzata in una lega di alluminio che ha subito una lavorazione plastica a freddo dopo ricottura (o dopo lavorazione plastica a caldo) o una combinazione di lavorazione plastica a freddo e ricottura parziale o ricottura di stabilizzazione, allo scopo di ottenere le caratteristiche meccaniche desiderate.
In particolare, la porzione attiva del cilindro strappatore à ̈ realizzata in una lega di alluminio della serie 2(rame) oppure 3 (manganese) oppure 5 (magnesio) oppure 6 (Magnesio e silicio) oppure 7 (zinco), allo stato incrudito, con un indice di incrudimento da H1 a H4 (secondo normativa EN 515), ossia soltanto incrudita, incrudita e ricotta parzialmente, incrudita e stabilizzata, incrudita e laccata o verniciata.
Preferibilmente, la porzione attiva del cilindro strappatore à ̈ realizzata in una lega di alluminio che ha subito un trattamento termico di solubilizzazione, con o senza incrudimento supplementare, per produrre stati metallurgici stabili.
In particolare, la porzione attiva del cilindro strappatore à ̈ realizzata in una lega di alluminio trattata termicamente secondo un trattamento Tx, con x variabile fra 1 e 9 (secondo normativa EN 515), quale EN AW 7075 T6 oppure T5, EN AW 7175 T66, EN AW 7039 T64.
Ad esempio, inoltre, la porzione attiva del cilindro strappatore à ̈ realizzata in una lega di titanio bonificata (ossia temprata e invecchiata).
Quale ulteriore esempio, inoltre, la porzione attiva del cilindro strappatore à ̈ realizzata in una lega di magnesio trattata termicamente.
In particolare, la porzione attiva del cilindro strappatore à ̈ realizzata in una lega di magnesio solubilizzata ed invecchiata artificialmente, ad esempio una lega ZK60A-T6 oppure T5, oppure AZ80A-T5. Secondo una forma di realizzazione ancora ulteriore, la porzione attiva del cilindro strappatore à ̈ realizzata in un materiale metallico leggero sottoposto ad un ulteriore trattamento superficiale di indurimento o protezione.
Ad esempio, la porzione attiva del cilindro strappatore à ̈ realizzata in una lega di alluminio, una lega di titanio (ad esempio, la lega di titanio denominata TiHard) o una lega di magnesio, sottoposte ulteriormente ad una ossidazione anodica, detta anche anodizzazione (UNI 7796 per le leghe di alluminio), ossia un processo elettrochimico mediante il quale uno strato protettivo di ossido si forma sulla superficie della porzione attiva.
Nel seguito della descrizione, si deve intendere:
i) il metodo di esecuzione di prove di microdurezza Vickers definito secondo la normativa ISO 4516;
ii) lo spessore locale in cui si risente del trattamento di indurimento o protezione definito secondo la normativa ISO 2064 e misurato secondo la normativa ISO 1463; e
iii) il metodo di esecuzione delle misurazioni della rugosità definito secondo ISO 4287.
Nell'esecuzione delle misurazioni ricorrenti, si intende che debba essere presa in considerazione:
i) come "superficie significativa", là ove ricorra tale definizione nei testi normativi citati, l'intera superficie laterale della porzione attiva del cilindro strappatore, che va a contatto con il cilindro di pressione; e
ii) come "superficie di misura" la sommità delle rigature presenti sulla porzione attiva del cilindro strappatore, secondo ISO 2064.
Preferibilmente, l'ulteriore trattamento superficiale di indurimento o protezione à ̈ adatto a realizzare una durezza superficiale maggiore o uguale a 400 HV.
Secondo una forma di realizzazione, la porzione attiva del cilindro strappatore realizzata in lega di alluminio à ̈ ulteriormente sottoposta ad un procedimento di indurimento e protezione, ad esempio consistente in un rivestimento elettrolitico di cromo duro a spessore per impieghi funzionali, ad esempio una anodizzazione, ad esempio secondo ISO 6158.
In tale forma di realizzazione, il trattamento à ̈ tale che la lega di alluminio di cui la porzione attiva à ̈ composta esibisce:
- un intervallo di durezza fra 500 - 1400 HV e di preferenza un intervallo fra 700 - 800 HV;
- un intervallo di spessore locale fra 5 e 200 micrometri e di preferenza fra 8 e 10 micrometri;
- una rugosità minore o uguale a Ra 0,8, preferibilmente minore o uguale a 0,6, ad esempio dopo finitura.
Secondo una forma di realizzazione, la porzione attiva del cilindro strappatore realizzata in lega di alluminio à ̈ ulteriormente sottoposta, ad esempio, ad un procedimento di indurimento e protezione consistente in un rivestimento elettrochimico con trasformazione della superficie in uno strato ceramico (procedimento di nano-ceramicatura).
In tale forma di realizzazione, il trattamento à ̈ tale che la lega di alluminio di cui la porzione attiva à ̈ composta esibisce:
- un intervallo di durezza fra 500 - 1600 HV;
- un intervallo di spessore locale fra 20 e 100 micrometri;
- una rugosità minore o uguale a Ra 0,8, preferibilmente minore o uguale a 0,6, ad esempio dopo finitura.
Secondo una forma di realizzazione, la porzione attiva del cilindro strappatore realizzata in lega di alluminio à ̈ ulteriormente sottoposta, ad esempio, ad un procedimento di indurimento e protezione consistente in un deposito superficiale al plasma di ossidi di magnesio o di alluminio.
Secondo una forma di realizzazione, la porzione attiva del cilindro strappatore realizzata in lega di alluminio à ̈ ulteriormente sottoposta, ad esempio, ad un procedimento di indurimento e protezione consistente in una anodizzazione con impregnazione di particelle di PTFE.
Secondo una forma di realizzazione, la porzione attiva del cilindro strappatore realizzata in lega di alluminio ovvero in lega di titanio à ̈ ulteriormente sottoposta, ad esempio, ad un procedimento di indurimento e protezione consistente in un rivestimento auto-catalitico di nichel-fosforo, secondo ISO 4527.
In tale forma di realizzazione, il trattamento à ̈ tale che la lega di alluminio o la lega di titanio di cui la porzione attiva à ̈ composta esibisce:
- un intervallo di durezza fra 450 - 1200 HV e di preferenza un intervallo fra 700 - 800 HV;
- un intervallo di spessore locale fra 5 e 100 micrometri e di preferenza fra 15 e 50 micrometri.
Secondo una variante di detta forma di realizzazione, la porzione attiva del cilindro strappatore realizzata in lega di alluminio ovvero in lega di titanio ulteriormente sottoposta ad un rivestimento autocatalitico di nichel prevede il deposito di nichel chimico con inglobate particelle di PTFE o carburo di silicio o altre polveri ceramiche o materiali duri.
Secondo una variante di realizzazione, la porzione attiva del cilindro strappatore à ̈ realizzata in lega di titanio ulteriormente sottoposta ad un procedimento di indurimento e protezione consistente nella deposizione fisica (PVD) di nitruri di titanio ovvero in una anodizzazione e trattamento al laser con formazione di nitruri di titanio.
In tale forma di realizzazione, il trattamento à ̈ tale che la lega di titanio esibisce:
- una durezza fino a 1600 HV;
- un intervallo di spessore locale fra 20 e 120 micrometri.
Secondo una forma di realizzazione, la porzione attiva del cilindro strappatore realizzata in lega di magnesio à ̈ ulteriormente sottoposta, ad esempio, ad un procedimento di indurimento e protezione consistente in una anodizzazione in grado di trasformare le superfici della lega di magnesio in una matrice ceramica complessa, ad esempio trasformandola in un ossido ceramico duro e denso (spinello o MgAl2O4).
Ad esempio, un siffatto procedimento à ̈ noto come Keronite®. Ulteriori procedimenti utilizzabili sono denominati Mag-Oxide® o Tagnite®.
Il trattamento di indurimento cui la lega di magnesio à ̈ sottoposta à ̈ tale che la lega esibisce:
- una durezza fra 400 e 600 HV;
- un intervallo di spessore locale fra 5 e 50 micrometri.
Secondo una forma preferita di realizzazione, il cilindro strappatore 100 comprende, inoltre, codoli laterali 110, affiancati assialmente alla porzione attiva 102, ad esempio lisci.
Preferibilmente, i codoli laterali 110 sono in un unico pezzo con la porzione attiva 102 e realizzati insieme a questa secondo le modalità dell'invenzione sopra descritte.
Preferibilmente, uno di detti codoli 110 presenta una cavità interna 112 per il collegamento ad un ulteriore cilindro strappatore, affiancato assialmente, così formando una barra.
Secondo una forma di realizzazione preferita, inoltre, il cilindro strappatore 100 comprende una boccola 120, per il supporto in rotazione del cilindro strappatore, accoppiata ad uno dei codoli laterali 110.
Preferibilmente, la boccola 120 à ̈ realizzata in materiale metallico, ad esempio in acciaio, ad esempio del tipo C48 (secondo normativa UNI 7847), indurito superficialmente, per esempio temprato ad induzione. Secondo una forma di realizzazione preferita, la boccola à ̈ incollata all'estremità della porzione attiva 102 ovvero al codolo laterale 110 (figura 2).
Il codolo 110 comprende quindi un tratto di supporto 112 destinato a supportare la boccola 110; detto tratto di supporto 112 presenta una superficie lavorata, ad esempio con creste e valli, per agevolare l'azione dell'adesivo (figura 3).
Ad esempio, la superficie à ̈ lavorata in modo da realizzare una pluralità di risalti circonferenziali 114, disposti in successione assiale, in modo che nelle valli fra questi si disponga l'adesivo.
Secondo una variante di realizzazione, la boccola 120 à ̈ avvitata all'estremità della porzione attiva 102 ovvero al codolo laterale 110.
Secondo una ulteriore forma di realizzazione, la boccola à ̈ calettata all'estremità della porzione attiva 102 ovvero al codolo laterale 110.
Secondo una forma di realizzazione ancora ulteriore, la boccola à ̈ applicata all'estremità della porzione attiva 102 ovvero del codolo laterale 110 e successivamente sottoposta ad un'ultima lavorazione di finitura insieme a questo per garantire la coassialità con la porzione attiva del cilindro strappatore.
Innovativamente, il cilindro strappatore sopra descritto consente di ridurre notevolmente il carico inerziale, con notevole diminuzione della potenza richiesta all'azionamento della pettinatrice e dei fenomeni vibratori.
Vantaggiosamente, inoltre, la porzione attiva piena consente di eseguire un processo di fabbricazione semplificato.
Inoltre, vantaggiosamente, le boccole applicate assicurano una elevata affidabilità , resistendo all'usura da rotolamento.
Secondo un ulteriore aspetto vantaggioso, i trattamenti di indurimento sono eseguiti sulla porzione attiva già formata, evitando lavorazioni di difficile esecuzione. E' chiaro che un tecnico del settore, al fine di soddisfare esigenze specifiche, potrebbe apportare modifiche al cilindro strappatore sopra descritto.
Ad esempio, secondo una variante di realizzazione, la porzione attiva del cilindro strappatore à ̈ internamente cava, ossia provvista di vani interni per alleggerimento, ad esempio di un unico vano passante fra i due codoli laterali, disposti assialmente ad una estremità e all'altra della porzione centrale.
Tale porzione attiva à ̈ realizzata secondo le varianti strutturali, i procedimenti ed i materiali sopra descritti per la variante a sezione piena.
Secondo un'ulteriore variante, la porzione attiva e/o i codoli laterali sono realizzati in fibra di carbonio.
Claims (18)
- RIVENDICAZIONI 1. Cilindro strappatore (100) di una pettinatrice (1) comprendente una porzione attiva (102) piena realizzata in materiale metallico leggero.
- 2. Cilindro strappatore secondo la rivendicazione 1, in cui il materiale metallico leggero ha una densità uguale o inferiore a 5 Kg/dm<3>.
- 3. Cilindro strappatore secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il materiale metallico leggero à ̈ scelto nel gruppo dell'alluminio e sue leghe, del titanio e sue leghe, del magnesio e sue leghe.
- 4. Cilindro strappatore secondo la rivendicazione 3, in cui il materiale metallico leggero à ̈ lavorato meccanicamente o trattato termicamente per migliorare le proprietà meccaniche.
- 5. Cilindro strappatore secondo la rivendicazione 4, in cui il materiale metallico leggero ha subito una lavorazione plastica a freddo dopo ricottura (o dopo lavorazione plastica a caldo) o una combinazione di lavorazione plastica a freddo e ricottura parziale o ricottura di stabilizzazione
- 6. Cilindro strappatore secondo la rivendicazione 4, in cui il materiale metallico leggero ha subito un trattamento termico, ad esempio di solubilizzazione, con o senza incrudimento supplementare, per produrre stati metallurgici stabili.
- 7. Cilindro strappatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il materiale metallico leggero à ̈ sottoposto ad un procedimento di indurimento e/o protezione superficiale.
- 8. Cilindro strappatore secondo la rivendicazione 7, in cui il procedimento di indurimento e/o protezione superficiale realizza una durezza superficiale maggiore o uguale a 400 HV.
- 9. Cilindro strappatore secondo la rivendicazione 8, in cui il procedimento di indurimento e/o protezione à ̈ un rivestimento elettrolitico di cromo duro a spessore per impieghi funzionali, oppure un rivestimento elettrochimico con trasformazione della superficie in uno strato ceramico (procedimento di nanoceramicatura), oppure un deposito superficiale al plasma di ossidi di magnesio o di alluminio, oppure una anodizzazione con impregnazione di particelle di PTFE, oppure un rivestimento auto-catalitico di nichelfosforo, eventualmente con deposito di nichel chimico con inglobate particelle di PTFE o carburo di silicio o altre polveri ceramiche o materiali duri, oppure una deposizione fisica (PVD) di nitruri di titanio, oppure una anodizzazione e trattamento al laser con formazione di nitruri di titanio, oppure una anodizzazione con formazione di un ossido ceramico duro (spinello o MgAl2O4), ad esempio del tipo Mag-Oxide®, Tagnite® o Keronite®.
- 10. Cilindro strappatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la porzione attiva (102) presenta una rigatura superficiale, ad esempio elicoidale.
- 11. Cilindro secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una coppia di codoli laterali (110) affiancati assialmente, ad una estremità e all'altra, alla porzione attiva (102), ad esempio lisci.
- 12. Cilindro strappatore secondo la rivendicazione 11, in cui i codoli (110) sono in un sol pezzo con la porzione attiva (102).
- 13. Cilindro strappatore secondo la rivendicazione 12, in cui uno di detti codoli presenta una cavità interna per il collegamento ad un ulteriore cilindro strappatore, affiancato assialmente.
- 14. Cilindro strappatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una boccola (120) applicata ad una estremità assiale, ad esempio in acciaio.
- 15. Cilindro secondo la rivendicazione 14, in cui la boccola à ̈ incollata, ad esempio su una superficie di un tratto di supporto provvista di una lavorazione con creste e valli.
- 16. Pettinatrice di una linea tessile comprendente almeno un cilindro strappatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
- 17. Pettinatrice secondo la rivendicazione 16, provvista di una pluralità di detti cilindri strappatori, affiancati assialmente e collegati fra loro formando una unica barra.
- 18. Cilindro strappatore di una pettinatrice (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 15, in cui la porzione attiva à ̈ almeno parzialmente internamente cava.
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