BR0107360B1 - dispositivo para revirar corpos ocos. - Google Patents
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Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVOPARA REVIRAR CORPOS OCOS".
A invenção refere-se ao domínio dos dispositivos que permitemmanipular corpos ocos, notadamente dispositivos destinados a serem inte-grados em linhas de engarrafamento.
A invenção encontrará notadamente aplicação no domínio daslinhas de engarrafamento de recipientes plásticos, nas quais recipientesapresentam um gargalo de forma geométrica perfeitamente definida e pa-dronizada, de tal modo que a manipulação dos recipientes ao longo da linhade engarrafamento se faça de maneira preferencial pelo gargalo.
Este é notadamente o caso das linhas de engarrafamento desti-nadas a produzir, limpar, esterilizar e encher recipientes em polietileno te-reftalato (PET), esses recipientes podendo apresentar a forma de garrafasou de potes.
Com efeito, esses recipientes são fabricados, procedendo-seinicialmente à moldagem por injeção de uma pré-forma sensivelmente tubu-lar que é fechada em uma de suas extremidades e cuja outra extremidadeapresenta a forma definitiva do gargalo do recipiente. Esse gargalo apre-senta geralmente uma filetagem, permitindo parafusar uma tampa, e na basedessa filetagem, uma virola radial externa que forma uma superfície de apoioutilizada para o transporte da pré-forma, depois do recipiente.
A partir dessa pré-forma, o recipiente final é obtido em uma má-quina de moldagem por sopro.
Qualquer que seja para a manipulação da pré-forma, antes damoldagem por sopro, ou para a manipulação posterior dos recipientes sobrea linha de engarrafamento, utilizam-se, de maneira preferencial, sistemasnos quais o recipiente é preso pelo gargalo, geralmente por pinças elásticas.
Quando da manipulação das pré-formas ou dos recipientes pre-sos pelo gargalo, é, às vezes, necessário proceder a uma virada do corpooco ao longo de sua trajetória na linha de engarrafamento. Assim, se for evi-dentemente necessário que o recipiente se apresente gargalo para cimapara a operação de enchimento, é necessário que ele se apresente gargalopara baixo para outras operações, tais como o enxaguamento interno, isto afim de favorecer o escoamento do fluido de enxaguamento.
Notar-se-á que, por outro lado, em numerosas máquinas de so-pro, o aquecimento da pré-forma é efetuado, de maneira preferencial comuma pré-forma que se apresenta gargalo para baixo, enquanto que o soproda pré-forma se faz, introduzindo a pré-forma gargalo para cima no molde.
Dessa forma, há ainda a necessidade de virar o corpo oco.
A invenção tem, portanto, por finalidade propor um dispositivoque permite virar um corpo oco entre duas unidades de tratamento consecu-tivas de uma linha de engarrafamento.
Na técnica anterior, são conhecidas numerosas máquinas detratamento de corpo oco nas quais este sofre uma virada. Assim, nas má-quinas de enxaguamento, o recipiente é geralmente encaixado sobre umcarrossel munido de pinças de virada. O recipiente é encaixado com gargalopara cima, ele é virado por uma pinça para levá-lo gargalo para baixo acimade bocais de projeção, depois, antes de sair da máquina, a pinça de viradaleva o corpo oco em sua posição inicial gargalo para cima. Com efeito, aspinças de virada são geralmente concebidas, de tal modo que permitem oencaixe do recipiente radialmente do exterior para o interior em relação aoeixo de rotação do carrossel. Em posição viradas, essas pinças só permitiri-am o desencaixe da garrafa segundo a mesma direção, radialmente para ointerior.
Ora, nos sistemas de transporte clássicos de corpos ocos, oscorpos ocos são transferidos sucessivamente sobre sistemas rotativos quelhe imprimem trajetórias em arco de círculo, esses arcos de círculo sendotangentes pelo exterior. Assim, as pinças de virada do tipo daqueles utiliza-das nas enxaguadoras atuais não podem ser utilizadas, quando se deseja,sobre uma roda de transferência dos corpos ocos, proceder a uma virada docorpo oco para transferi-lo para essa posição virada para uma outra roda detransferência ou para um outro aparelho de tratamento de carrossel tangenteà roda considerada.
Para prevenir esse problema, a invenção propõe um dispositivode virada de corpos ocos presos pelo gargalo, caiacteriiíado pelo fato decomportar uma série de pinças que são montadas na periferia de uma roda eque estão, cada uma, aptas para prender um corpo oco pelo gargalo, pelofato de cada pinça ser montada sobre a roda, de maneira a poder oscilarentre pelo menos uma primeira e uma segunda posição, e pelo fato de cadapinça ser ajustada para prender o gargalo do corpo oco em dois lugaressensivelmente opostos de cada lado do eixo do gargalo, e pelo fato de a pin-ça ser ajustada para permitir que o gargalo do corpo oco seja encaixado napinça por um lado da pinça e que seja liberado pelo outro lado da pinça, se-gundo movimentos sensivelmente radiais em relação ao eixo do gargalo.
De acordo com outras características da invenção:
- cada pinça comporta garras de preensão que são previstaspara prender o gargalo do corpo oco em dois lugares sensivelmente opostosde cada lado do eixo do gargalo do corpo oco, e a pinça comporta duas ca-vidades, sensivelmente diametralmente opostas em relação ao eixo do gar-galo do corpo oco, que permitem que o gargalo do corpo oco seja encaixadona pinça radialmente através de uma das cavidades e que seja encaixadoradialmente através da outra cavidade;
- a primeira e a segunda posições da pinça são respectivamenteposições de encaixe e de liberação do corpo oco sobre a pinça;
- as garras da pinça são levadas por braços deformáveis elasti-camente de tal modo que o gargalo do corpo oco é encaixado e liberado dapinça por travamento;
- as garras são sustentadas por braços articulados que são co-mandados em direção a uma posição de preensão do gargalo de um corpo oco;
- os braços de cada pinça se estendem sensivelmente paralela-mente ao eixo do gargalo do corpo oco, quando do encaixe ou da liberação;
- as pinças são previstas para prender corpos ocos cujo gargaloé provido, em sua base, de uma virola radial de sustentação, a pinça sendoprevista para prender o gargalo acima da virola;
- os corpos ocos comportam, acima de sua virola, uma calhaanular na qual vêm se travar as garras da pinça;
- o dispositivo comporta uma roda de entrada, sobre a qual oscorpos ocos são suportados sob sua vi rola, de maneira a descrever umatrajetória circular tangente, em um ponto de entrada, àquela das pinçassustentadas pela roda de virada, e a roda de entrada, àquela das pinçassustentadas pela roda de virada, e a roda de entrada e a roda de virada sãosincronizadas, de tal modo que um corpo oco e uma pinça se apresentamsimultaneamente no ponto de tangência para que o corpo oco seja encaixa-do radialmente entre as garras de preensão da pinça;
- o dispositivo comporta uma roda de saída que comporta meiospara prender os corpos ocos uma vez virados, esses meios seguindo umatrajetória tangente àquela das pinças, em um ponto de saída, e as pinças devirada são osciladas de sua primeira posição para sua segunda posição en-tre o ponto de entrada e o ponto de saída;
- as pinças de virada são levadas de sua segunda posição parasua primeira posição entre o ponto de saída e o ponto de entrada;
- as trajetórias dos corpos ocos sobre a roda de entrada e sobrea roda de saída são tangentes pelo exterior à trajetória dos corpos ocos so-bre a roda de virada; e
- cada pinça de virada é realizada sob a forma de uma peça mo-nobloco em matéria plástica.
Outras características e vantagens da invenção aparecerão coma leitura da descrição detalhada que se segue, assim conforme visto nosdesenhos anexados, nos quais:
- a figura 1 representa uma vista esquemática lateral de um dis-positivo de virada, conforme os ensinamentos da invenção, interposto entreuma roda a montante e uma roda a jusante;
- a figura 2 representa uma vista esquemática acima de um dis-positivo da figura 1;
- a figura 3 representa uma vista detalhada ampliada da figura 1,ilustrando mais particularmente o encaixe de um recipiente sobre uma pinçade virada, conforme os ensinamentos da invenção;- a figura 4 representa uma vista em perspectiva com extraçãoparcial, ilustrando a situação da figura 3;
- as figuras 5 e 6 representam vistas similares àquelas respecti-vamente das figuras 3 e 4, ilustrando a liberação do recipiente em posiçãovirada.
Ilustrou-se nas figuras 1 e 2 um dispositivo de virada 10, confor-me os ensinamentos da invenção, interposta entre uma roda a montante detransferência 12 e uma roda a jusante 14 sobre a qual corpos ocos 16, pre-sos pelo gargalo em posição virada gargalo para baixo, vão, por exemplo,sofrer um tratamento de enxaguamento por pulverização de líquido no interi-or de cada corpo oco. No caso ilustrado, os corpos ocos 16 são garrafas emPET, mas a invenção poderá também ser aplicada para outros tipos de reci-pientes ou para pré-formas.
A roda a montante 12 comporta um prato com entalhes 18 sobreo qual os recipientes 16 são encaixados em um ponto não representado e, oprato horizontal 18 sendo acionado em rotação em torno de seu eixo verticalA2, os recipientes 16 são arrastados segundo uma trajetória em arco de círculo.
Para isto, o gargalo 20 do recipiente 16 é encaixado em um dos enta-lhes do prato 18, sua virola 41 apoiando-se verticalmente para baixo sobre aface superior do prato 18. A roda de transferência 12 comporta, por outrolado, um guia externo 22 que se estende em arco de círculo em torno doeixo A2, à mesma altura que o prato 18. O guia 22 é disposto de tal modoque sua borda radial interna fique a uma distância predeterminada do fundodos entalhes do prato 18, essa distância correspondendo ao diâmetro dogargalo 20.
De acordo com a invenção, o dispositivo de virada 10 comportano essencial uma roda 24 de eixo A1 vertical, portanto, paralela ao eixo A2.Em sua periferia, a roda 24 comporta uma série de pinças 26 que são desti-nadas a prender, cada uma, um recipiente 16 por seu gargalo. Cada pinça26 é montada sobre a roda 24 por intermédio de uma cabeça de rotação 28que, conforme se vê mais particularmente nas figuras 2 a 5, permite oscilar apinça 26 em torno de um eixo An sensivelmente tangente à trajetória circularda roda 24, entre uma primeira posição de preensão do recipiente, ilustradanas figuras 3 e 4, e uma segunda posição ilustrada nas figuras 5 e 6 na qualo recipiente 16 está virado. Naturalmente, em função da aplicação à qual édestinado o dispositivo de virada, as posições iniciais e finais das pinças po-5 derão ter posições diferentes das posições verticais.
A oscilação da cabeça de rotação 28 é, no caso, comandada porum sistema com carne e seguidores de carne. O carne se apresenta sob aforma de uma barra 30 de seção circular que se estende segundo um perfilpré-determinado em torno do eixo A1.
Cada cabeça de oscilação possui umseguidor de carne que se apresenta sob a forma de um grampo 32 em formade U que é ligado rigidamente à cabeça de oscilação 28 por uma alavanca33 que se estende em um plano perpendicular ao eixo An de oscilação dacabeça 28 considerada, portanto em um plano radial em relação ao eixo A1.O grampo 32 só pode, portanto, descrever uma trajetória em arco de círculoem torno do eixo An de oscilação da pinça 28 que ele comanda. Ele é, poroutro lado, encaixado em torno da barra de comando 30, cujo perfil provocao deslocamento angular do grampo em torno do eixo An, quando este sedesloca com a pinça 26 em rotação em torno do eixo A1.
Esse dispositivo de comando da oscilação das pinças é conhe-cido e é, por exemplo, amplamente utilizado nas máquinas de enxagua-mento.
No exemplo ilustrado nas figuras, as pinças 26 são realizadasem uma única peça em matéria plástica. Cada pinça 26 comporta assim umatravessa superior 34 sensivelmente paralela ao eixo An e pela qual a pinça26 é fixada sobre a cabeça de oscilação 28. De ambos os lados de um planoradial que contém o eixo A1 de rotação do dispositivo de virada, a pinça 26comporta dois braços 36 que, na posição ilustrada na figura 4, se estendemverticalmente para baixo. Em sua extremidade inferior, os braços 36 portam,cada um, uma garra de preensão 38 que se estende sensivelmente segundouma direção tangencial em relação ao eixo A1, em direção ao outro braço36. As duas garras 38 ficam frente a frente e apresentam superfícies decontato 40 adaptadas para poderem prender um corpo oco por seu gargalo.No caso das garrafas 16 em polietileno tereftalato do tipo daquelas ilustradasnas figuras, o gargalo 20 do corpo oco apresenta, acima da virola radial 41,uma calha anular 42 que se acha, portanto, disposta axialmente entre a vi-rola e a filetagem do gargalo. As superfícies de contato 40 das garras 38são, portanto, dispostas em arco de círculo para poder conter o gargalo dapré-forma em partes diametralmente opostas da calha 42 em relação ao eixodo gargalo.
É preferível que as garras 38, cujas superfícies de contato 40são de forma complementar daquelas da calha 42, exerçam sobre o gargalo20 um aperto suficiente para que os recipientes, assim presos, não possamvibrar.
De acordo com os ensinamentos na invenção, as duas garras 38sendo diametralmente opostas, são separadas uma da outra, de cada )ado,por duas cavidades 44 que são diametralmente opostas em relação ao eixodo gargalo do corpo oco, quando este é encaixado sobre a pinça 26. Deacordo com a invenção, essas duas cavidades 44 permitem que o corpo ocoseja encaixado radialmente de um lado da pinça 26, através de uma primeiradas duas cavidades 44, e que seja liberado pelo outro lado da pinça, atravésda outra cavidade. Eventualmente, as duas cavidades 44 serão idênticas, demaneira a permitir indiferentemente a entrada ou a saída do corpo oco sobrea pinça. Observa-se, por outro lado, que as cavidades ilustradas nas figurascomportam chanfraduras de entrada 48, para facilitar o encaixe do corpo ocosobre a pinça.
O tamanho das cavidades 44 que separam as duas garras 38será naturalmente ajustado em função do diâmetro do gargalo do corpo ocopara prender. Essas cavidades deverão ser suficientemente pequenas paraque, quando o corpo oco seja encaixado sobre a pinça, ele não possa seliberar radialmente. Todavia, elas deverão ser suficientemente grandes paraque o encaixe à força do gargalo na pinça não provoque nem uma deforma-ção do gargalo, nem uma deformação muito considerável da pinça.
No exemplo ilustrado, a pinça é monobloco 26, de modo que oencaixe do gargalo na pinça se faz pela simples deformação elástica dosbraços 36.Todavia, poder-se-ia também prever que os braços 36 fossemarticulados sobre a travessa superior 34, e comandados em direção a umaposição de preensão, permitindo-lhes prender o gargalo do corpo oco. Osmeios de comando dessa pinça podem ser seja meios positivos, por exem-plo um macaco, ou meios elásticos, tais como uma mola.
Graças à invenção, pode-se ver, nas figuras, que o corpo oco 16é encaixado sobre a pinça 26 radialmente do exterior para o interior, quandoa pinça 26 se acha na posição baixa ilustrada nas figuras 3 e 4. Esse encai-xe se faz no ponto de entrada do dispositivo de virada que corresponde aoponto de tangência entre a trajetória seguida pelos corpos ocos sobre a rodaa montante 12, e a trajetória das pinças 26 sobre o dispositivo de virada emtorno do eixo A1. Essas duas trajetórias são tangentes uma a outra pelo ex-terior. Uma vez carregado pela pinça 26, o corpo oco deixa a roda a mon-tante 12, o que é permitido pelo fato de o guia externo 22 não se prolongaralém do ponto de entrada. Observar-se-á que o movimento de encaixe rela-tivo ao corpo oco em relação à pinça 26 é sensivelmente um movimento pu-ramente radial, embora o corpo oco, por um lado, e a pinça 26, por outro,sejam dotados, cada um, de um movimento circular em torno dos eixos, res-pectivamente A1 e A2, esses eixos sendo paralelos.
Uma vez o corpo oco arrastado além do ponto de entrada pelomovimento circular do dispositivo de virada em torno do eixo A1, o carne 30provoca a oscilação da pinça 26 e do corpo 16 que, no exemplo ilustrado, seacha então oscilado de 180° em posição vertical gargalo para baixo.
Nessa posição, o corpo oco 16 chega ao ponto de tangênciacom a trajetória de garras de preensão fixas 46 portadas pela roda a jusante14. Essas garras 46 são previstas para prender o gargalo do recipiente exa-tamente acima do nível da virola 41, quando se considera o recipiente 16gargalo para baixo. Isto corresponde naturalmente à zona do gargalo que seacha exatamente embaixo da virola 41, quando o recipiente está em posiçãonormal gargalo para cima, isto é, do lado do corpo do recipiente.
No ponto de tangência, o gargalo do recipiente 16 se acha entãopreso, por um lado, pela pinça 16 e, por outro, por uma das garras 46 daroda a jusante 14. Essas garras 46 podem ser garras elásticas ou garrascomandadas. Se as garras 46 forem elásticas, será previsto, de preferência,conforme ilustrado nas figuras, um outro guia externo fixo 50, em arco decírculo em torno do eixo A3 da roda a jusante 14 para forçar a saída do cor-po oco das pinças 26 do dispositivo de virada. Naturalmente, o guia externode saída 50 fica situado verticalmente no mesmo nível que as garras 46 daroda a jusante 14, de modo que não corre o risco de interferir com as pinças26 do dispositivo de virada.
Conforme se pode ver, comparando-se as figuras 4 e 6, o corpooco 16 se libera da pinça 26 através da cavidade 44 oposta em relação àcavidade 44 pela qual foi encaixado sobre a pinça 26.
Além do ponto de saída, e antes de chegar de novo ao ponto deentrada, o carne 30 leva as pinças 26 à sua posição inicial baixa.
Assim, graças à invenção, propôs-se um dispositivo de virada decorpos ocos presos pelo gargalo que é, ao mesmo tempo, simples, com-pacto e confiável.
Claims (13)
1. Dispositivo de virada de corpos ocos presos pelo gargalo, ca-racterizado pelo fato de comportar uma série de pinças (26) que são monta-das na periferia de uma roda (24) e que estão, cada uma, aptas para pren-der um corpo oco (16) pelo gargalo (20), pelo fato de cada pinça (26) sermontada sobre a roda (24), de maneira a poder oscilar entre pelo menosuma primeira e uma segunda posição, e pelo fato de cada pinça ser ajustadapara prender o gargalo do corpo oco em dois lugares sensivelmente opostosde cada lado do eixo do gargalo, e pelo fato da pinça ser ajustada para per-mitir que o gargalo do corpo oco seja encaixado na pinça por um lado dapinça e que seja liberado pelo outro lado da pinça, segundo movimentossensivelmente radiais em relação ao eixo do gargalo.
2. Dispositivo de virada, de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizado pelo fato de cada pinça (26) comportar garras de preensão (38)que são previstas para prender o gargalo do corpo oco em dois lugares sen-sivelmente opostos de cada lado do eixo do gargalo do corpo oco (16), epelo fato da pinça (26) comportar duas cavidades (44), sensivelmente dia-metralmente opostos em relação ao eixo do gargalo do corpo oco, que per-mitem que o gargalo do corpo oco seja encaixado na pinça (26) radialmenteatravés de uma das cavidades e que seja liberado radialmente através daoutra cavidade.
3. Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2,caracterizado pelo fato das primeira e segunda posições da pinça (26) seremrespectivamente posições de encaixe e de desencaixe do corpo oco (16)sobre a pinça (26).
4. Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações 2 ou 3,caracterizado pelo fato das garras (38) da pinça (26) serem portadas porbraços (36) deformáveis elasticamente, de tal modo que o gargalo (20) docorpo oco (16) é encaixado e liberado da pinça (26) por travamento.
5. Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações 2 ou 3,caracterizado pelo fato das garras (38) serem portadas por braços articula-dos que são comandados em direção a uma posição de preensão do gar-galo (20) de um corpo oco (16).
6. Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações 4 ou 5,caracterizado pelo fato dos braços (36) de cada pinça (26) se estenderemsensivelmente paralelamente ao eixo do gargalo do corpo oco (16), quandodo encaixe ou da liberação.
7. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato das pinças (26) serem previstas paraprender corpos ocos (16), cujo gargalo (20) é provido, em sua base, de umavirola radial de sustentação (41), a pinça (26) sendo prevista para prender ogargalo (20) acima da virola (41).
8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 7, caracterizado pelo fato dos corpos ocos (16) comportarem, acima desua virola (41), uma calha anular (42) na qual vêm se travar as garras (38)da pinça (26).
9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de comportar uma roda de entrada (12),sobre a qual os corpos ocos (16) serem suportados sob sua virola (41), demaneira a descrever uma trajetória circular tangente, em um ponto de entra-da, àquela das pinças (26) sustentadas pela roda de virada (24) e pelo fato da roda de entrada (12) e a roda de virada (24) serem sincronizadas, de talmodo que um corpo oco (16) e uma pinça (26) se apresentem simultanea-mente no ponto de tangência para que o corpo oco seja encaixado radial-mente entre as garras de preensão (38) da pinça (26).
10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de comportar uma roda de saída (14) que comporta meios (46)para prender os corpos ocos uma vez virados, esses meios (46) seguindouma trajetória tangente àquela das pinças (26) em um ponto de saída, e pelofato das pinças de virada (26) serem osciladas de sua primeira posição parasua segunda posição entre o ponto de entrada e o ponto de saída.
11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato das pinças de virada (26) serem levadas de sua segunda posiçãopara sua primeira posição entre o ponto de saída e o ponto de entrada.
12. Dispositivo, de acordo com uma das reivindicações 10 ou 11,caracterizado pelo fato das trajetórias dos corpos ocos (16) sobre a roda deentrada (12) e sobre a roda de saída (14) serem tangentes pelo exterior àtrajetória dos corpos ocos (16) sobre a roda de virada (24, 26).
13. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de cada pinça de virada (26) ser reali-zada sob a forma de uma peça monobloco em matéria plástica.
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