ITMI972752A1 - Dispositivo di laminazione e relativo cilindro - Google Patents

Description

dispositivo di laminazione è noto dal DE-A-3016 785.

In una tale soluzione nota è svantaggioso il fatto che i cilindri richiedono, in generale, una bombatura per assicurare il parallelismo delle loro superfici reciprocamente contrapposte e quindi una lavorazione uniforme per l'intera lunghezza di laminazione (ovvero larghezza di lavorazione) del materiale pastoso da laminare quale inchiostro da stampa, sapone,, ma, in particolare, masse di cioccolato. Dal momento però che la bombatura deve sempre venire calcolata e prevista per una prefissata pressione di laminazione, ad una regolazione nel senso dello stato della tecnica menzionato sono posti limiti molto stretti.

Sono noti invero anche cilindri con lina compensazione dell'inflessione, nei quali nell'interno di un mantello del cilindro sono disposti singolarmente elementi di pressione distribuiti lungo la lunghezza del cilindro. Per loro natura tali cilindri sono difficoltosi da progettare e fabbricare e pertanto molto costosi.

Al trovato si pone pertanto il compito di ampliare per un dispositivo di laminazione del tipo menzionato all'inizio le possibilità di regolazione senza perciò dover sopportare un aumento esagerato di costi. La soluzione di questo compito riesce, secondo il trovato, con le caratteristiche che contraddistinguono la rivendicazione 1.

Utilizzando un tale cilindro viene assicurato un parallelismo delle superfici di cilindri reciprocamente contrapposti anche qualora un solo cilindro sia configurato nel modo citato nella parte che caratterizza la rivendicazione 1.

A tal proposito nel quadro del trovato il dispositivo di regolazione può essere, ad esempio, un dispositivo di regolazione azionabile manualmente oppure anche parte di un circuito di regolazione. In quest'ultimo caso è preferita la configurazione secondo la rivendicazione 3.

Con una tale configurazione .si può mantenere un campo di regolazione molto ampio, essendo i cilindri di imbocco responsabili della regolazione vera e propria, mentre i cilindri disposti a valle garantiscono l'uniformità del materiale laminato influenzato in ogni caso da fluttuazioni di regolazione. Si riescono così a compensare anche forti variazioni nella granulometria e nella plasticità del materiale addotto. Qualora invece si richieda, per determinati scopi, un campo di regolazione ancora maggiore, si può ricorrere ad una regolazione in sequenza come previsto secondo la rivendicazione 6.

Il trovato si riferisce tuttavia anche ad un cilindro secondo il preambolo della rivendicazione 9. In effetti proprio qualora un tale cilindro debba venire assoggettato a condizioni diverse come succede nel caso di una regolazione secondo il trovato ma anche di un comando, ma eventualmente anche in condizioni normali, è particolarmente critico il problema della tenuta in guanto fra il mantello del cilindro e il cuore sono previsti soltanto gli elementi elastici. Secondo il trovato questo problema viene risolto con le caratteristiche che contraddistinguono la rivendicazione 9.

Per il fatto che al mezzo di raffreddamento si affida un doppio compito, la costruzione può essere poco complicata. D'altra parte si ottiene, in tal modo, anche un adattamento automatico a eventuali oscillazioni della pressione del mezzo refrigerante.

In sé questo principio può venire impiegato in maniera diversa, in quanto, ad esempio, il mantello presenta nelle estremità degli ispessimenti rivolti verso l'interno contro i quali viene premuta, in senso assiale, una guarnizione elastica. È tuttavia preferita una configurazione secondo la rivendicazione 10.

Sarebbe senz'altro possibile anche una disposizione in serie del circuito refrigerante e del circuito di carico, tuttavia è più vantaggiosa una configurazione nel senso della rivendicazione 11.

Altri particolari del trovato si hanno con l'ausilio della descrizione seguente e di esempi di esecuzione illustrati nel disegno. In essi:

la figura 1 mostra un esempio di un dispositivo di laminazione secondo il trovato, parzialmente in sezione; la figura 2 mostra un cilindro secondo il trovato in sezione assiale.

Secondo la figura 1 a valle di un dispositivo di laminazione sbozzatore e precisamente di un dispositivo di laminazione 1 a due cilindri con un cilindro 2 fisso e con un cilindro 3 mobile è disposto un dispositivo di laminazione 4 a cinque cilindri per triturare la massa di cioccolato ovvero di cacao alimentata tramite il cilindro di laminazione 1 sbozzatore. Secondo la rappresentazione il dispositivo di laminazione 1 sbozzatore è disposto al di sopra dei cilindri Wl, W2 di imbocco del dispositivo di laminazione 4 a cinque cilindri e in mezzo è previsto uno scivolo 7 che forma contemporaneamente il trogolo di riempimento per il dispositivo di laminazione 4. Non è tuttavia assolutamente necessaria una tale configurazione, e fra i dispositivi di laminazione 1 e 4 può essere previsto piuttosto un meccanismo di trasporto configurato a piacere. Sarà anche la regola che un dispositivo di laminazione 1 a due cilindri alimenti in parallelo diversi dispositivi di laminazione 4 a cinque cilindri.

Mentre il cilindro W2 del dispositivo di laminazione 4 a cinque cilindri è supportato fisso, i successivi cilindri W3, W4 e W5 ad attrito sono premuti, da un comune cilindro 10, contro il cilindro H2 di imbocco. Come succede normalmente per dispositivi di laminazione ad attrito, ogni cilindro successivo viene azionato con una velocità maggiore del cilindro precedente per cui il materiale da macinare viene triturato fra i cilindri.

Ognuno dei due cilindri 2, 3 del dispositivo di laminazione 1 sbozzatore è supportato su un braccio 5 ovvero 6 a forma di leva. Di questi bracci 5, 6 il braccio 5 è fissato ad un telaio 9 mediante una coppia di perni 8, mentre per il braccio 6 è previsto un unico perno 11 girevole. Nell'estremità superiore del braccio 6 è previsto un cilindro idraulico 12 nel quale è disposto un pistone 13. L'asta 14 di questo pistone 13 è collegata al braccio 5 fisso al telaio. Pertanto introducendo nel cilindro 12 attraverso un'apertura 15 del fluido idraulico, il cilindro 12 viene sollecitato a compiere un movimento verso destra (riferito alla figura 1). Tuttavia ad un tale movimento sono posti limiti da un pistone 16 di battuta, la cui asta 17 è dotata, nella sua estremità sinistra, di una filettatura 18. La filettatura 18 è avvitata in una boccola filettata 19 supportata girevole in un cuscinetto 20 sul lato esterno del cilindro 12 e collegata ad una ruota 21 per catena. Inoltre tramite spine 22 è previsto un collegamento con un albero 23 avente un volantino 25 previsto esternamente ad un corpo 24. Le spine 22 permettono un movimento relativo del cilindro 12 sul braccio 6b rispetto all'albero 23 del volantino. Ruotando la bussola 19 il pistone 16 di battuta può pertanto venire portato nella desiderata posizione, così da poter impostare un certo gioco minimo fra i due cilindri 2 ovvero 3.

Si capisce che la regolazione del gioco nel dispositivo di laminazione 1 può avvenire anche in altro modo, ad esempio in quel modo appartenente allo stato della tecnica per dispositivi di laminazione ad attrito, variando ad esempio la pressione, una velocità di imbocco, la viscosità e/o la temperatura .

Un'altra costruzione è prevista nei cilindri W1 e W2 del dispositivo di laminazione 4 a cinque cilindri ed è rappresentata soltanto schematicamente sotto forma di un cilindro 112 e di una coppia di pistoni 113. Pertanto se i pistoni 113 vengono messi sotto pressione tramite una tubazione 48, fra i cilindri Wl, W2 resta una luce determinata dal numero di giri e dalla viscosità della massa di cacao. La sua fluidità determina tuttavia anche la luce fra i cilindri ad attrito da W2 fino a W5, in quanto notoriamente fra questi cilindri si instaura un equilibrio fra la pressione esercitata tramite il cilindro 10 e la contropressione del materiale. Per sbloccare 'il cilindro Wl dal W2 la valvola 38 può venire portata nella posizione 38' nella quale la tubazione 48 viene scaricata di pressione e il mezzo in pressione viene lasciato defluire. In questo caso viene ad agire un accumulatore 49 di pressione che allontana uno dall'altro i due pistoni 113. Anche qui si capisce che questa esecuzione rappresenta soltanto un esempio fra i tanti per assoggettare a pressione i cilindri Wl, W2.

Dal momento che i cilindri Wl fino a W5 presentano una velocità di rotazione sempre maggiore, lo strato di materiale giacente su di essi viene assottigliato proporzionalmente alla velocità, il che porta con sé una corrispondente triturazione delle particelle. Si fa presente, a tal proposito, che il cilindro 112 agisce soltanto su un cilindro e precisamente sul cilindro Wl di imbocco e sulla luce formata insieme al cilindro W2. Il cilindro W2 è supportato preferibilmente fisso così da ottenere un migliore disaccoppiamento delle pressioni agenti sui cilindri W3 fino a W5 che si trovano sotto l'azione di un dispositivo 10 di compressione separato. In questo modo tramite la pressione agente sulla coppia dei cilindri di imbocco viene regolata la quantità della sostanza da macinare introdotta, mentre eventuali fluttuazioni ad essa dovute vengono compensate dalle condizioni costanti dei cilindri W3 fino a W5.

A causa della proporzionalità fra lo spessore dello strato e la velocità periferica dei cilindri da Wl a W5, si riesce a misurare lo spessore dello strato nell'ultimo cilindro W5 in qualsiasi punto, ad esempio nella luce fra il quarto e l'ultimo cilindro, ma eventualmente anche in ogni altro cilindro. La misura avviene, opportunamente, nel modo descritto nel WO 94/10530, il cui contenuto, in quanto qui se ne fa riferimento, deve valere come pubblicizzato. Qui è soltanto indicato schematicamente, davanti ad un raschiatore 37, un misuratore 36 .dello spessore dello strato nella zona dell'ultima luce fra i cilindri, la cui uscita è collegata all'ingresso di un amplificatore differenziale 27. Questo è collegato, con un ingresso, ad una resistenza Ri di riferimento che funge da indicatore del valore prescritto.

D'altra parte la pressione esercitata dal cilindro 112 viene regolata tramite una valvola 38 proporzionale alimentata tramite una pompa 39. In sé una regolazione della pressione non sarebbe opportuna per motivi noti in quanto i cilindri normali presentano una bombatura calcolata per una determinata pressione. I cilindri da W3 a W5 presentano opportunamente una tale bombatura in quanto essi vengono caricati tramite il dispositivo 10 di compressione con una pressione costante. Qualora tali cilindri venissero caricati con pressione differente, ciò determinerebbe una tale flessione dei cilindri che le particelle nel centro della loro lunghezza verrebbero macinate con una granulometria diversa che sul bordo il che ovviamente è indesiderato. Pertanto viene impiegato, opportunamente, un cilindro W1 e/o W2, in particolare quest'ultimo come rappresentato in sezione nella figura 2. Un tale cilindro W1 è costituito da un mantello 40, da un nucleo 41 e da una pluralità di elementi 42, 43 elastici interposti che sostentano il mantello 40 contro il nucleo 41. Con una tale configurazione il .cilindro resta sempre cilindrico in tutte le condizioni di pressione e può venire pertanto utilizzato per una regolazione della pressione. Il vantaggio di una tale configurazione del cilindro W2 consiste nel fatto che in questo modo le luci formate con i due cilindri W1 e W3 adiacenti vengono mantenute con certezza parallele.

Si fa notare, a questo proposito, che, qualora lo si desiderasse, anche tutti i cilindri da W1 fino a W5 potrebbero essere così configurati, tuttavia la configurazione sopra illustrata del dispositivo di laminazione 4 si è dimostrata particolarmente vantaggiosa sia per la macinazione di una massa di cioccolato (ma eventualmente anche per sapone o inchiostro) che per la qualità del prodotto.

Secondo una esecuzione preferita del dispositivo di regolazione il segnale di uscita dell'amplificatore differenziale 27 viene portato dapprima ad uno stadio 44 di multivibratore comandabile, ad esempio ad un flip-flop JK, e normalmente inviato trasversalmente alla sua uscita Q dove esso regola il magnete della valvola proporzionale 38 ovvero la sua posizione e pressione. Contemporaneamente tuttavia un interruttore a soglia 45 riceve il segnale di uscita dell'amplif icatore differenziale 27. Qualora lo scostamento sia troppo grande (in quanto ad esempio la valvola 38 è al limite della sua regolabilità) , il flip-flop 44 tramite il suo ingresso viene commutato sull'uscita Q cosicché la luce fra i cilindri del dispositivo di laminazione 1 sbozzatore viene regolata o corretta in aggiunta o al posto della valvola 38 che funge da elemento di regolazione, e precisamente, come già menzionato, in senso contrapposto al dispositivo di regolazione della luce fra i cilindri del dispositivo di laminazione 4 a cinque cilindri. Qui il circuito è scelto in maniera che si verifichi o l'una o l'altra regolazione, potendo tuttavia venire realizzate entrambe contemporaneamente. Potrebbe anche venire previsto un interruttore S (automatico o manuale) per variare contemporaneamente o in alternativa, tramite un morsetto K2, la potenza refrigerante nel cilindro W1 variando la temperatura e/o la velocità di passaggio attraverso il cilindro Wl, il che influenza a sua volta la viscosità della sostanza da macinare. Infine tramite un morsetto K3 e un circuito 46 di comando del motore (ad esempio con variatore di frequenza) può venire regolata la velocità di azionamento di un motore 47 per almeno uno dei cilindri W1 ovvero W2 di imbocco, come è in sé noto, per variare lo spessore dello strato.

Il segnale di uscita dell'amplificatore differenziale 27 può pervenire direttamente o indirettamente ad un circuito 31 di elaborazione formato opportunamente da un microprocessore. Tramite questo circuito 31 di elaborazione viene azionato un elettromotore, ad esempio un motore 32 passo passo, tramite il quale si può azionare una ruota dentata 21. Un potenziometro girevole 33 azionato tramite l'elettromotore 32 può fungere da indicatore di posizione, e il suo segnale di uscita viene ricondotto al circuito 31 di elaborazione. Ciò lo si può raccomandare anche nel caso di un motore passo passo. Eventualmente può venir previsto anche un rilevatore 34 di prossimità per misurare la distanza rispetto alla ruota dentata 21 e quindi, indirettamente, la posizione del cilindro 3. Questo rilevatore 34 può essere formato, ad esempio, da un trasduttore ad induzione, venendo ricondotto il segnale di uscita di questo trasduttore al circuito 31 di elaborazione. In questo modo può avvenire una regolazione dello spessore dello strato nel modo già pubblicizzato nel DE-A-37 07 745, e precisamente sotto forma di una regolazione contrapposta della luce nel dispositivo di laminazione 1 sbozzatore. Si fa pertanto espresso riferimento a questo DE-A- e il suo contenuto deve valere qui pertanto, nel quadro di questa descrizione, come pubblicizzato.

Configurando un cilindro Wl secondo il trovato nel senso della figura 2, fra il mantello 40 dei cilindri e il nucleo 41 si trovano due tipi di elementi.42 e 43 elastici. Di essi gli elementi 42 servono principalmente alla tenuta di estremità dove questo problema è più critico. Gli elementi intermedi non sono cosi critici per quando riguarda la tenuta anche se essi possono essere dotati, eventualmente, in maniera simile, di un attacco per il carico, come mostrato nel caso dei canali 50 che portano agli elementi 42 e che servono al carico. Questi canali 50 portano la pressione del fluido refrigerante ad anelli 51 elastici di copertura a cui aderiscono gli elementi 42 elastici. Gli anelli 51 assicurano così una pressione uniforme sulla superficie degli elementi 42 più teneri.

In parallelo corre il circuito refrigerante vero e proprio che presenta un foro 52 e un tubo 53 in esso infilato. La camera anulare fra il tubo 53 e la parte interna del foro 52 serve alla adduzione di un liquido refrigerante che viene addotto attraverso un ingresso 54 rotante e anche scaricato dopo essere ritornato tramite l'interno del tubo 53. Dal foro 52 si diramano fori 55 radiali (almeno uno) che sboccano nelle camere fra gli elementi 43 elastici. Nell'esempio di esecuzione rappresentato si ha soltanto un'unica camera che, come indicato con linea tratteggiata, si estende attorno al nucleo 41 del cilindro elicoidalmente fino a sfociare in un canale 56 radiale conducente all'esterno. Questo canale 56, tramite una bocca tubolare 57, è collegato al tubo 53 longitudinale. Conformemente allo stato della tecnica per la configurazione della camera ovvero delle camere possono essere realizzate altre varianti sotto forma, ad esempio, di canali refrigeranti estendentisi lungo la lunghezza del corrispondente cilindro con asse parallelo o più o meno elicoidalmente, eventualmente anche a forma anulare.

Come già menzionato il morsetto K2 (figura 1) può servire a realizzare una regolazione della potenza refrigerante. A questo scopo è prevista una riserva 58 di mezzo refrigerante a partire dalla quale una pompa 59 con velocità regolabile convoglia il mezzo refrigerante nel passaggio 54 girevole. La pompa 59 viene azionata da un motore 60 a monte del quale è inserito un regolatore 61 di frequenza influenzato dal segnale di regolazione dell'amplificatore differenziale 27. In alternativa o in aggiunta nella tubazione della pompa 59 può essere previsto un gruppo refrigerante con potenza regolabile.

Nel quadro del trovato sono pensabili numerose varianti e si capisce che il trovato può essere impiegato anche per dispositivi di laminazione con solo due cilindri anche se la configurazione mostrata è particolarmente vantaggiosa. Al posto di una camera elicoidale fra gli elementi 43 può essere prevista anche una pluralità di camere di forma, ad esempio, anulare o a sviluppo assiale. Per disaccoppiare la pressione il cilindro W3 potrebbe essere, volendolo, anche supportato fisso, tuttavia è più vantaggioso che un maggior numero di cilindri da W3 a W5 garantisca una omogeneizzazione del risultato della macinazione. Dalla descrizione sopra riportata si vede che l'interruttore 45 di soglia può essere eventualmente anche un processore, in quanto esso può provvedere non soltanto ad una commutazione ma può anche determinare che entrambi i circuiti di regolazione debbano lavorare oppure che debba lavorare soltanto uno di essi; a questo proposito, tuttavia, anche l'interruttore S può essere parte costitutiva di un tale processore. In tal caso la commutazione può avvenire in funzione del tempo, facendo sì che essa venga realizzata qualora il segnale di scostamento fornito dall'amplificatore 27 non venga regolato per un tempo prefissato, in quanto, ad esempio, l'attuatore scelto si trova ai limiti delle sue possibilità di regolazione.

Claims (12)

1. Rivendicazioni 1. Dispositivo di laminazione per la macinazione continua di sostanza pastosa, in particolare di masse di cioccolato, inchiostro o simili, con almeno due cilindri (W1-W5) e un dispositivo di pressione (112, 113), con un dispositivo (38) di regolazione per sollecitare a pressione variabile almeno uno dei cilindri (Wl) allo scopo di mantenere costante la larghezza della luce . fra questi cilindri (W1-W5), caratterizzato dal fatto che almeno uno dei cilindri (Wl) interagenti con il dispositivo (112, 113) di pressione è costituito da un mantello (40), da un nucleo (41) e da una pluralità di elementi (42, 43) elastici interposti che spingono il mantello (40) del cilindro contro il nucleo (41), essendo prevista almeno una camera fra il mantello (40) e il nucleo (41).
2. 2. Dispositivo di laminazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la camera è in collegamento con un dispositivo (55-59) refrigerante fornente un fluido refrigerante.
3. 3. Dispositivo di laminazione secondo la rivendicazione 1 o 2, presentante almeno quattro cilindri fra i primi due dei quali (Wl, W2), i cilindri di imbocco, è formata una luce di imbocco e ai cilindri (W3-W5) seguenti i cilindri (Wl, W2) di imbocco è associato un dispositivo 10 di pressione, caratterizzato dal fatto che almeno uno dei cilindri (Wl, W2) di imbocco, in particolare il secondo cilindro (W2) è realizzato con la suddetta pluralità di elementi (42, 43) elastici e su di esso agisce un secondo dispositivo (112, 113) variabile di pressione separato dal dispositivo (10) a pressione sostanzialmente costante, eventualmente regolabile, e associato ai cilindri (W3-W5) seguenti i cilindri (Wl, W2) di imbocco, al fine di premerlo contro l'altro cilindro (W2) di imbocco.
4. 4. Dispositivo di laminazione secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che fra il ovvero i cilindro/i (Wl, W2) di imbocco e i cilindri (W3-W5) sollecitabili con pressione costante da un dispositivo (10) di pressione è previsto un cilindro (W2) supportato fisso formato preferibilmente dal secondo cilindro (W2) di imbocco.
5. 5. Dispositivo di laminazione secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzato dal fatto che è previsto un dispositivo (36) di misura dello spessore dello strato ovvero della luce fra almeno una coppia di cilindri adiacenti uno all'altro o all'ultimo cilindro (W5) che determina la pressione del secondo dispositivo (112, 113) di pressione tramite un circuito di regolazione (27, 44, 45).
6. 6. Dispositivo di laminazione secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il circuito 'di regolazione presenta un dispositivo (44) che determina una soglia mediante la quale viene limitata una pressione massima ammissibile e/o una deformazione massima ammissibile della pluralità di elementi elastici e che è previsto almeno un secondo circuito di regolazione che viene attivato al raggiungimento o superamento della soglia.
7. 7. Dispositivo di laminazione secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il secondo circuito di regolazione comprende un dispositivo (47) di azionamento a velocità variabile per almeno uno .dei cilindri (Wl) di imbocco .
8. 8. Dispositivo di laminazione secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che il secondo circuito di regolazione è collegato ad un attuatore (14-25) per variare in senso contrapposto la luce di uscita di un dispositivo di laminazione (1) sbozzatore.
9. 9. Cilindro con un mantello (40), un nucleo (41) e una pluralità di elementi (42, 43) elastici interposti che spingono il mantello (40) contro il nucleo (41), essendo prevista almeno una camera fra il mantello (40) e il nucleo (41) per, in particolare, un dispositivo di laminazione secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che almeno una parte (42) degli elementi (42, 43) elastici può essere caricata dalla pressione di un mezzo refrigerante introdotto nella camera e proveniente da una riserva (58) di mezzo refrigerante nel senso di aumentare l'effetto di tenuta.
10. 10. Cilindro secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che almeno un canale (50) radiale interno conduce fluido in pressione contro una superficie posta radialmente all'interno del corrispondente elemento (42) elastico, e che questo elemento (42) elastico può essere spinto dal fluido refrigerante radialmente all'esterno contro il mantello (40) del cilindro.
11. 11. Cilindro secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che il canale (50) è in parallelo con almeno un canale (55) del mezzo refrigerante.
12. 12. Cilindro secondo una delle rivendicazioni da 9 a 11, caratterizzato dal fatto che il mezzo refrigerante che sollecita l'elemento (42) elastico può essere variato per quanto riguarda la pressione e/o l'effetto refrigerante con l'ausilio di un dispositivo (58-61) di regolazione.