BRPI0614286A2 - processo e sistema automático para o acondicionamento ordenado de pré-formas plásticas em caixas de papelão - Google Patents

Abstract

PROCESSO E SISTEMA AUTOMáTICO PARA O ACONDICIONAMENTO ORDENADO DE PRé-FORMAS PLáSTICAS EM CAIXAS DE PAPELãO. A invenção encontra aplicação no campo de sistemas para acondicionamento ordenado de pré-formas plásticas em caixas de papelão. O sistema compreende uma unidade manipuladora (6), tendo uma cabeça de contenção a vácuo (23) e uma ou mais unidades (1 O) para manipular e inserir separadores (12) na caixa de papelão (13) a ser preenchida. A cabeça (23) compreende uma multiplicidade de compartimentos (30) que se conformam à forma das pré-formas (2), ao passo que o separador (12) tem uma multiplicidade de partições (12a) paralelas a um de seus lados e espaçadas igualmente a uma distância correspondendo pelo menos ao comprimento da pré-forma (2).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invençãopara "PROCESSO E SISTEMA AUTOMÁTICO PARA OACONDICIONAMENTO ORDENADO DE PRÉ-FORMASPLÁSTICAS EM CAIXAS DE PAPELÃO"

A presente invenção refere-se a um processo e aum sistema automático para o acondicionamento ordenado de pré-formas plásticas em caixas de papelão.

Os recipientes plásticos, em especial as garrafasPET, são moldados por sopro a partir de pré-formas ou tubossemimanufaturados especialmente moldados.

As máquinas de moldagem de pré-formas nemsempre estão localizadas nas mesmas fábricas que as máquinas desopro, e tendo em vista que a velocidade de produção dessasmáquinas de moldagem de pré-formas muitas vezes é diferente davelocidade de produção das máquinas de sopro, é necessárioarmazenar as pré-formas e carregá-las em caixas de papelão emforma de paralelepípedo ou em forma prismática com uma baseoctagonal.

Como se conhece, as pré-formas plásticas sãomoldadas e, à medida que os moldes da máquina são abertos, elascaem sobre uma correia transportadora que as transportam paradentro da caixa de papelão.

Considerando que as pré-formas caem na caixapela ação da gravidade, elas são armazenadas numa disposiçãoempilhada.

As desvantagens da técnica anterior são:- altos custos de manuseio, o que aumenta ocusto unitário da pré-forma;

- as pré-formas caem uma sobre as outras, oque, em razão da altura considerável das caixas em relação aostamanhos das pré-formas, sujeita-nas a danos e rachaduras nasuperfície, o que acarreta altos índices de rejeição de recipientesou garrafas.

Numa tentativa de eliminar as citadasdesvantagens, foi proposto, na técnica anterior, um processo e umsistema, conforme descrito e ilustrado na Patente italiana1280729.

No processo para preencher caixas de papelão,conforme revelado na patente acima, um ou mais tubos oumangas de preenchimento são introduzidos na caixa de papelão, epodem ser manipulados e posicionados dentro dela.

Os tubos são preenchidos com pré-formas.

As caixas são mantidas em uma posiçãoinclinada, de modo que o preenchimento ocorra da parte inferior ede um lado da caixa de papelão, descarregando os tubospreenchidos com pré-formas.

A caixa de papelão é preenchida por operaçõessucessivas de manuseio do tubo na posição de preenchimentoatual, usando um controlador de lógica programável, o quepermite que o preenchimento ocorra com uma disposiçãosubstancialmente em matriz.Esse processo e sistema também apresentamcertas desvantagens, como por exemplo:

- todas as mangas precisam ser substituídasquando o tamanho da pré-forma é alterado;

- as pré-formas estão propensas a ficaremobstruídas nas mangas em razão da conformação dos gargalos daspré-formas, o que as fazem inclinar com respeito ao eixogeométrico da manga;

- as pré-formas são inseridas sempre na mesmadireção, com os gargalos de uma camada adjacentes aos gargalosda próxima camada, reduzindo assim o espaço disponível.

O objetivo da presente invenção é oferecer oacondicionamento rápido e seguro de pré-formas, seja qual for otamanho destas, e otimizar o espaço disponível nas caixas depapelão.

As vantagens obtidas graças ao processo esistema da presente invenção consistem em uma reduçãoconsiderável dos custos de manuseio e em índices reduzidos derejeição de pré-formas.

Esses objetivos e vantagens são alcançados peloprocesso e sistema para o acondicionamento ordenado de pré-formas plásticas em caixas de papelão de acordo com a presenteinvenção, que é caracterizado pelas reivindicações anexas.

Esse e outros aspectos transparecem nadescrição seguinte de uma concretização preferida, que é ilustradaa título exemplificativo e sem limitação nos desenhosacompanhantes, nos quais:

- A figura 1 é uma vista em perspectiva dosistema automático para paletização de pré-formas plásticas;

- A Figura 2 é uma vista isolada da unidade paraintroduzir separadores no sistema da Figura 1;

- A Figura 3 é uma vista isolada do manipuladorde pré-formas em sua configuração operacional;

- A Figura 3a ilustra um detalhe da unidademanipuladora da Figura 3;

- A Figura 4 ilustra várias posições possíveis dacabeça de agarrar do manipulador;

- A Figura 5 é uma vista isolada do manipuladorde pré-formas em outra configuração operacional;

- A Figura 5a ilustra um detalhe da unidademanipuladora da Figura 5;

- A Figura 6 é uma vista em secional da cabeçade agarrar.

Referindo-se à Figura 1, o número 1 designa,em geral, um sistema automático para paletizar pré-formasplásticas, chamadas também de "tubos semimanufaturados" edesignadas pelo número 2 no exemplo.

O sistema 1 é composto de uma estrutura empórtico 3, sobre o qual um carro horizontal 4 desliza em guias 5(que são estacionárias em relação às longarinas 3a).Uma unidade manipuladora 6 é encaixada nocarro 4, e desliza em uma guia vertical 7.

Com referência ao sistema de coordenadasCartesianas xyz, as guias 5 permitem o deslocamento da unidademanipuladora 6 na direção y, o carro horizontal permite seudeslocamento na direção perpendicular e a guia 7 permite seudeslocamento na direção z.

Assim, a unidade manipuladora 6 pode sermovida facilmente para qualquer ponto dentro da estrutura, aolongo das coordenadas Cartesianas acima.

Referindo-se à Figura 2, o pórtico 3 tambémpossui duas colunas 9, que fazem parte de uma unidade 10 paramanipular e inserir separadores 12, conforme descrito adiante.

As colunas 9 se estendem verticalmente, isto é,ao longo da direção de deslocamento do manipulador ao longo doeixo geométrico z, e são presos à base da estrutura em pórtico 3do sistema paletizador automático 1.

Cada coluna é equipada com um motor elétrico8 e um par de braços ortogonais 11 que se estendem ao longo dedois lados adjacentes para definir - conforme visto na vistasuperior do sistema 1 - um "L" defrontando-se com o interior dopórtico 3.

O objetivo dos braços 11 é suportar osseparadores 12, que são apropriadamente conectados a eles pormeios conhecidos, e movê-los verticalmente, ao longo da direçãoz, pelo motor elétrico 8, que opera sobre o par de braços 11conectado a ele por meio de acionamentos mecânicos conhecidos,como correntes, correias dentadas e mecanismos de cremalheira epinhão.

Esses separadores 12 são elementos de paredefina em forma de caixa, que são projetados para seremintroduzidos nas caixas de papelão 13, nas quais as pré-formas 2serão inseridas e paletizadas.

Conforme ilustrado, o separador 12 tem umasérie de partições 12a, paralelas a um de seus lados e espaçadasigualmente, a uma distância tal que a pré-forma 2 é inserida erecebida perpendicularmente entre duas partições 12a (o quesignifica que, após a inserção, o eixo geométrico 2a da pré-forma2 é perpendicular ao plano da parede 12a.)

O sistema 1 tem duas unidades de inserção deseparador 10, de modo que, durante a paletização em uma caixade papelão, um operador possa preparar a unidade adjacente emcondições seguras.

Em particular, o operador irá colocar a caixa depapelão vazia 13 em um palete 14 na posição correta dentro dosistema 1, evidentemente após suspender o separadorcorrespondente 12.

Em seguida, o separador 12 será rebaixado aolongo da coluna 9 e introduzido na caixa de papelão 13, onde elepermanecerá durante a etapa de paletização da próxima pré-forma 2.Assim que a paletização estiver completa, oseparador 12 é suspenso novamente e a caixa de papelãopreenchida com pré-formas é fechada e levada embora.

A paletização acima é realizada pela unidademanipuladora 6, conforme ilustrado nas Figuras 3 e 5.

O manipulador 6 consiste de um braçoverticalmente estendido 20, que pode girar em torno de seu eixogeométrico central, graças a uma unidade de motor deacionamento 21.

Conforme mencionado acima, a unidade 6 émontada em um carro 22, que pode ser trasladado verticalmente(ao longo do eixo geométrico z) em uma guia correspondente 7.

Em sua extremidade inferior, o braço 20 temuma cabeça 23 que é articulada em pontos de articulaçãocorrespondentes 24, o que a permite girar em torno dos referidospontos de articulação.

As Figuras 3, 5, 3a e 5a ilustram duas posiçõespossíveis da cabeça 23, a última sendo ortogonal à direção dobraço 20, a primeira sendo paralela a ela.

A Figura 4 mostra que a cabeça 23 tambémpode ser colocada em posições espelhadas, mais particularmenteem ângulos de ± 90° com respeito à vertical definida pelaextensão do braço 20.

A cabeça 23 é posicionada por meios bemconhecidos, não ilustrados neste documento; de acordo com umaconcretização do dispositivo de rotação da cabeça 23, duas rodasdentadas paralelas são montadas na cabeça 23 e no braço 20 e sãoconectadas por uma correia dentada; essa correia pode seracionada por um cilindro hidráulico montado na braço 20, queopera sobre a correia em ambas as direção de movimento dacorreia, provocando assim a rotação desejada em ambas asdireções.

De volta às figuras, a cabeça 23 é ilustradacomo tendo uma multiplicidade de compartimentos 30,conformando-se aproximadamente à forma da pré-forma 2 a serpega.

Conforme ilustrado na Figura 6, a cabeça 23tem uma cavidade 31 nela, e cada compartimento 30 tem umorifício 32 conectado à referida cavidade 31.

A finalidade dessa cavidade 31 é criar pressãonegativa nos compartimentos adjacentes 30, por meio do que, emcondições conhecidas de montagem do sistema, pode ser geradovácuo na cavidade 31 para transformar a cabeça 233 em umacabeça de sucção de pré-forma 2.

Assim, as pré-formas 2 devem ser conduzidaspara uma estação de captação, por meios transportadores,designados pelo número 40 na Figura 1.

Mais particularmente, as pré-formas 2 sãorecebidas verticalmente nos meios transportadores, onde elas seacumulam em uma disposição empilhada para captação; issoocorre com o movimento da cabeça 23, na posição girada daFigura 3 a (ou uma posição oposta a ela), em direção à pilha depré-formas 2 pronta para ser sugada; à medida que o sistema devácuo é acionado, as pré-formas 2 são atraídas e retidasfirmemente junto à cabeça 23.

Um sistema de controle controla toda a etapa depaletização movendo o manipulador 6 com as pré-formas unidas aele sobre a caixa de papelão a ser preenchida, de modo que acabeça 23 esteja paralela à direção das paredes 12a do separador 2.

Agora, a cabeça 23 é girada de modo que as pré-formas anteriormente verticais 2 sejam orientadashorizontalmente, prontas para serem inseridas entre duas partições12a.

O braço 6 pode então ser rebaixado dentro doseparador, liberando o vácuo para liberar as pré-formas 2 na caixade papelão.

A operação continua conforme descrito acimapara cada fileiras de compartimentos dos separadores 12 até que acaixa de papelão seja preenchida.

O processo continua conforme descrito acima.

Embora tenha sido feita referência nesteexemplo às pré-formas 2 sendo dispostas verticalmente, o sistemade paletização também opera com a pré-formas 2 dispostas emângulos diferentes.

Assim, a cabeça 23 será posicionada de talforma a ser capaz de apanhar e sugar corretamente as pré-formas 2.As pré-formas 2 também podem ser liberadasem outra posição além da posição horizontal.

Isso é particularmente útil para caixas depapelão com uma forma prismática e base octagonal (ottobin),que são muito usadas atualmente; neste caso, um separador detamanho adequado é posicionado conforme desejado na caixa depapelão, ao passo que os espaços livres restantes, nos quais acabeça de contenção 23 não pode ser inserida, irão receber as pré-formas 2 por queda livre a partir da cabeça, seja na posiçãovertical ou horizontal.

Claims (11)

1. - Sistema automático (1) para oacondicionamento ordenado de pré-formas plásticas (2) em caixasde papelão, caracterizado por compreender:a. uma unidade manipuladora (6), tendo umacabeça de contenção a vácuo (23), a referida cabeça (23)compreendendo uma multiplicidade de compartimentos (30)conformando-se à forma das pré-formas (2);b. uma ou mais unidades (10) para manipular einserir separadores (12) na caixa de papelão (13) a ser preenchida,cada separador (12) tendo uma multiplicidade de partições (12a)paralela a um de seus lados e espaçadas igualmente a umadistância correspondendo pelo menos ao comprimento da pré-forma (2).

2. - Sistema automático (1), de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidademanipuladora (6) compreende um braço estendido verticalmente(20), tendo uma cabeça de contenção (23) montada, em suaextremidade inferior, em pontos de articulação correspondentes(24), permitindo que a cabeça (23) gire em torno dos referidospontos de articulação.

3. - Sistema automático (1), de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o braço (10) temuma unidade de motor de acionamento independente (21) quepermite a ele girar em torno de seu eixo geométrico central.

4. - Sistema automático (1), de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a cabeça decontenção (23) tem uma cavidade (31) nela, que é conectada acada compartimento (30) por meio de orifícios (32) e tem meiospara gerar vácuo na cavidade (31).

5. - Sistema automático (1), de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada unidade (10)para inserção de separadores (12) compreende uma colunaestendida verticalmente (9), e um par de braços (11) acionado porum motor elétrico (8), que suporta o separador (12), cujos doislados são presos aos braços acima (11).

6. - Sistema automático (1), de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os braços seestendem ortogonalmente ao longo de dois lados adjacentes paradefinir um "L" defrontando-se com o interior do pórtico 3.

7. - Sistema automático (1), de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o motor elétrico(8) opera sobre o par de braços (11) por meio de acionamentosmecânicos, tais como correntes, correias dentadas e mecanismosde cremalheira e pinhão, o referido acionamento fazendo com queos braços (11) sejam deslocados verticalmente.

8. - Sistema automático (1), de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidademanipuladora (6) é montada em um carro (22) que permitemovimento translacional vertical, o carro (22) sendo engatado emuma guia (7), a referida guia (7) sendo, por sua vez, montada emum carro horizontal (4) perpendicular a ela; o referido carro (4)sendo engatado em guias (5) em uma estrutura em pórtico (3) dosistema (1).

9. - Sistema automático, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por compreender um sistema paracontrolar o manipulador (6) e suas operações de paletização.

10. - Processo para acondicionamento ordenadode pré-formas plásticas em caixas de papelão, caracterizado porcompreender as etapas de:a. introduzir uma multiplicidade de separadoresou partições verticais na caixa de papelão, que têm o mesmotamanho que uma das paredes verticais do recipiente e podemcriar uma multiplicidade de canais verticais, cuja largura é igualpelo menos à altura da pré-forma;b. preencher os canais verticais com camadasplanas de pré-formas, a posição dos gargalos de pré-forma de umacamada sendo oposta à posição dos gargalos de pré-forma dacamada seguinte;c. assim que todos os canais tiverem sidopreenchidos, remover a multiplicidade de separadores da caixa depapelão, desse modo deixando as pré-formas livres em fileirasordenadas.

11.- Processo, de acordo com a reivindicação-11, caracterizado pelo fato de que os separadores permanecem nacaixa de papelão até que todos os canais tenham sido preenchidos.