ES2303197T3 - Aparato para orientar articulos. - Google Patents

Aparato para orientar articulos. Download PDF

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Abstract

Un aparato (20) para orientar artículos (35) de peso pequeño, que comprende: una rueda (22) que gira alrededor de un árbol (50) de rueda sustancialmente horizontal, teniendo dicha rueda (22) una porción de entrada para recibir artículos de peso pequeño orientados aleatoriamente, teniendo cada uno de dichos artículos un eje longitudinal de artículo, teniendo dicha rueda (22) una pluralidad de canalones alineadores (38) en su superficie interior, teniendo cada uno de dichos canalones (38) un eje longitudinal de canalón sustancialmente paralelo al eje de rueda horizontal; y una cubierta (32) que cubre una porción de la rueda (22) para llevar aire desde el interior de la rueda (22) para retener artículos de peso pequeño en sus canalones respectivos; que se caracteriza por una pluralidad de aberturas (48) para los artículos formadas en un lado de descarga de la rueda (22), estando cada abertura para artículo alineada axialmente con uno de dichos canalones (38), en el que, en uso, un artículo (35) situado en uno de dichos canalones (38) con su eje longitudinal alineado con el eje longitudinal del canalón (38) es movible axialmente a lo largo del canalón (38) y a través de la abertura (48) para artículo asociada para extraer el artículo (35) de la rueda (22) en una posición horizontal, hacia un receptor externo en el que el artículo es alineado en una posición vertical con el fondo del artículo hacia abajo.

Description

Aparato para orientar artículos.
Campo del invento
Este invento se refiere a esa clase de máquinas que orientan artículos de peso pequeño de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
Antecedentes del invento
Se han aceptado tanto botellas como recipientes de plástico de peso pequeño para contener multitud de líquidos que van desde agua para beber hasta soluciones limpiadoras. Los recipientes de plástico se hacen normalmente con una máquina que expele los recipientes con una orientación aleatoria. Las máquinas llenadoras modernas requieren que los recipientes para llenar estén alineados en una posición vertical. Son bien conocidas las máquinas para orientar artículos de este tipo. Se describe una máquina típica de esta clase de máquinas en la patente U.S. Nº 3.650.368, titulada "Article Orientating Apparatus", concedida el 21 de marzo de 1972, e inventada por el inventor de la presente mejora, John C. Nalbach. Él es también el inventor de la materia objeto de la patente U.S. Nº 3.662.872, titulada "Apparatus for Orientating and Feeding Articles", concedida el 17 de mayo de 1972; de la patente U.S. Nº 3.948.386, titulada "Apparatus for Orientating and Feeding Articles"; y de la patente U.S. Nº 4.825.995, titulada "Article Orientating Apparatus", concedida el 2 de mayo de 1989.
La velocidad de las máquinas llenadoras ha ido aumentando progresivamente, por lo que es necesario aumentar el ritmo de disponibilidad de recipientes en una posición vertical. Se ha encontrado que los recipientes de peso pequeño descargados de una máquina orientadora tienen tendencia a volcarse y caer, a menos que cada recipiente sea mantenido en una posición vertical el tiempo suficiente para estabilizar el recipiente cuando éste sale de la máquina orientadora. La construcción generalmente aceptada de una máquina orientadora es la que inicialmente alinea los recipientes en un círculo en una disposición de extremo con extremo y hace girar los recipientes hasta un lugar en el que son situados en una posición vertical y alineados uno con el otro. La orientación circular extremo con extremo de las botellas requiere el giro de la máquina orientadora a una velocidad elevada para aumentar el ritmo de salida de recipientes alineados. El aumento de la velocidad de giro hace que aumente la fuerza centrífuga, lo que debe ser compensado para estabilizar los recipientes en una posición vertical.
El documento JP-61-166419, en el que se basa la cláusula precaracterizadora de la reivindicación 1, describe un dispositivo de alimentación alineador en el cual los artículos son alimentados a una rueda que tiene una pluralidad de canalones que se extienden axialmente, formados en su periferia interior, cayendo los artículos dentro de los canalones y siendo retenidos en ellos en posición horizontal mediante un dispositivo de succión, y habiendo allí un dispositivo de transporte situado en una posición angular particular dentro de la rueda, radialmente hacia dentro de los canalones para que se sitúen por debajo de los canalones cuando pasan por el dispositivo de transporte, en el que el dispositivo de succión es desactivado para cada canalón cuando éste pasa por el dispositivo de transporte para permitir que el articulo caiga sobre él desde el canalón.
En el documento US-A 3624773 se describe también un aparato de movimiento continuo para colocar botellas en la posición vertical.
De acuerdo con el invento presente, se proporciona un aparato para orientar artículos de peso pequeño que comprende todas las características técnicas de la reivindicación 1.
El invento presente proporciona un aparato mejorado para orientar artículos de peso pequeño, tal como botellas de plástico de peso pequeño vacías. El giro de la rueda coloca selectivamente los canalones alineados con una fuente de aire a presión que ha sido ventajosamente proporcionada para mover los artículos hasta el extremo del canalón donde el artículo en el extremo del canalón se mueve (hacia un receptor externo donde el artículo es alineado en una posición vertical con el fondo del artículo hacia abajo). El artículo es transportado en un conducto de caída hasta un recogedor de artículos que recoge cada artículo en cada conducto de caída y entrega el artículo a transportador en una posición vertical y estable.
Para que el invento pueda ser comprendido mejor, se describe a continuación, a modo de ejemplo, una realización del mismo, haciendo referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:
la Figura 1 es una vista en perspectiva de un aparato orientador de artículos que incluye el invento presente;
la Figura 2 es una vista de un alzado lateral del aparato de la Figura 1, que muestra el lado de descarga del aparato;
la Figura 3 es una vista en alzado lateral del lado opuesto al mostrado en la Figura 2 y que muestra el lado de carga del aparato;
la Figura 4 es una vista en sección del aparato de la Figura 1 tomada a lo largo de la línea 4-4 de la Figura 3 y que muestra la carga de artículos en una rueda y la recogida de artículos de la rueda;
la Figura 5 está tomada a lo largo de la línea 5-5 de la Figura 2 y muestra una vista en planta de una porción de una pluralidad de canalones alineadores con artículos en los canalones;
la Figura 6 está tomada a lo largo de la línea 6-6 de la Figura 3 y es una vista en sección que muestra artículos moviéndose a lo largo de un canalón alineador hasta un receptor externo, con un artículo en un receptor externo con el cuello por delante;
la Figura 6A es una vista en sección como la de la Figura 6, pero con un artículo en el receptor externo con el fondo por delante;
la Figura 7 está tomada a lo largo de la línea 7-7 de la Figura 2 y muestra una vista en sección con un artículo moviéndose desde una posición paralela al eje horizontal de la rueda hasta una posición perpendicular al eje horizontal de la rueda;
la Figura 8 es similar a la Figura 7, pero muestra un artículo en transición en la que el artículo es descargado desde el canalón con el fondo por delante;
la Figura 9 está tomada a lo largo de la línea 9-9 de la Figura 2 y muestra una vista en sección con un artículo siendo retirado de la rueda;
la Figura 10 es una vista en planta de una rueda de estrella que es usada para retirar artículos de la rueda;
la Figura 11 es un gráfico que muestra las acciones dentro de la rueda; y
la Figura 12 es un gráfico que muestra las acciones de los artículos en el exterior de la rueda.
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Descripción detallada de la realización preferida
Haciendo ahora referencia a los dibujos, y especialmente a la Figura 1, se muestra en ellos un aparato para orientar artículos de peso pequeño, a veces llamado máquina orientadora, indicado generalmente con el número 20 y es una realización específica del presente invento. La máquina orientadora presente es usada para orientar y alinear artículos ligeros y, en este caso particular, botellas o recipientes de plástico de pequeño peso. La máquina orientadora 20 incluye generalmente un bastidor 21 convencional que soporta una rueda o tambor 22 que es accionada alrededor de un eje de rueda horizontal por un conjunto de accionamiento 24. La rueda 22 tiene una periferia exterior 26 continua. La rueda tiene una pared lateral 28 de retención en su lado de carga y medios para transferir un artículo a una posición vertical que incluyen una pluralidad de conjuntos de caída 30 en su lado de descarga. Una cubierta 32 está situada por encima de la rueda 22 y se extiende a lo largo de un arco de aproximadamente 135º por la periferia exterior de la rueda, como se muestra en las Figuras 2 y 3.
Un recogedor en la forma de rueda 34 de estrella está montado adyacente a la rueda para recoger desde cada conducto de caída una botella 35 que tiene su eje longitudinal en una posición vertical y mueve la botella a un transportador 36 de descarga, donde las botellas son alineadas.
Una pluralidad de canalones alineadores 38 idénticos están montados en la periferia interior de la rueda. Cada uno de los canalones 38 tiene un eje de canalón longitudinal paralelo al eje de rueda horizontal. Cada canalón tiene una anchura que es ligeramente mayor que la anchura de cada una de las botellas 35. La longitud del canalón es suficiente para recibir una pluralidad de botellas 35. La periferia 26 tiene una pluralidad de aberturas 42 alargadas que se abren a cada uno de los canalones. La pared lateral 28 de retención tiene lumbreras impulsoras 44 alineadas con los extremos de los canalones alineadores cuando la rueda hace girar los canalones por la lumbrera. El otro lado de la rueda 22 tiene una placa 46 lateral de soporte que tiene conductos de caída 30 montadas en ella. La placa de soporte 46 tiene un receptor interno 47 con una abertura 48 para el artículo alineada con cada uno de los canalones alineadores de manera que un artículo puede pasar a través de la abertura a su conducto de caída 30 correspondiente.
El conjunto de accionamiento incluye un árbol impulsor principal 50 que tiene un extremo fijado a la placa 46 en la tapa de conexión 51 para soportar la rueda. El árbol motor principal 50 proporciona un eje horizontal para la rueda, alrededor del cual gira la rueda. Un motor eléctrico 52 de engranajes convencional acciona el árbol motor principal 50. Una rueda dentada 54 para cadena, situada en el extremo del árbol motor impulsa una cadena 56 que engrana en una rueda dentada 58 montada en un árbol accionado 60 El árbol accionado 60 acciona una rueda 34 de estrella recogedora convencional.
Como se muestra en las Figuras 1 y 4, las botellas 35 son introducidas en el interior de la rueda 22 a través de un conducto de caída 64. Las botellas tienen una orientación aleatoria y caen dentro de la rueda de una manera aleatoria. El giro de la rueda da lugar a que las botellas se muevan alrededor de ella de una manera aleatoria y las botellas caen en un canalón alineador con el eje longitudinal de cada botella paralelo al eje longitudinal del canalón y al eje horizontal de la rueda. Las botellas dentro de los canalones son mantenidas inicialmente en los canalones debido a la gravedad a lo largo del arco de giro de la rueda identificado como Arco A en la Figura 11. Cuando la rueda gira, las botellas tienen tendencia a caer fuera de los canalones. La cubierta 32 está conectada por medio de mangas 66, 68 y 70 a sopladores que evacuan el aire de la cubierta 32. Se muestran sopladores 72 y 74 conectados a mangas 66 y 68, respectivamente. No se muestra aquí el soplador conectado a la manga 70, pero es convencional y tiene una construcción bien conocida.
La evacuación del aire de la cubierta 32 crea un flujo de aire hacia el interior de la rueda y sale a través de las aberturas 42 de cada uno de los canalones. El flujo continuo de aire a través de las aberturas 42 hace que las botellas de peso pequeño sean mantenidas en sus respectivos canalones contra la fuerza de la gravedad a lo largo del arco de giro de la rueda identificado como Arco B en la Figura 11. Así, cualquier botella que no esté en un canalón caerá al fondo de la rueda, donde se mezclará y será posiblemente situada en un canalón alineador.
Las botellas en los canalones son llevadas por el giro de la rueda hasta las lumbreras 44. Un par de distribuidores 76 de presión están situados sobre las lumbreras 44 de manera que el aire a presión que viene del soplador convencional 78 sopla aire dentro de las lumbreras 44 cuando la rueda gira a lo largo del Arco C, como se muestra en las Figuras 11 y 12, para que haya una aplicación selectiva de aire a presión a los canalones. El aire del distribuidor 76 de presión sopla a lo largo de la longitud de los canalones para hacer que las botellas se muevan longitudinalmente dentro de los canalones alineadores respectivos. Este movimiento longitudinal hace que la botella más cercana al lado de la salida de la rueda sea impulsada hacia un receptor externo 79 respectivo. Cada uno de los canalones alineadores tiene la suficiente longitud para recibir varias botellas situadas en una disposición de extremo con extremo.
Si solamente se encontrara una botella en el canalón, el aire a presión procedente de las lumbreras 44 lleva esa botella al receptor externo 79. La botella es descargada del receptor externo, como se describirá más adelante, de forma que el canalón es vaciado. El giro de la rueda lleva el canalón vacío al fondo del recorrido de la rueda para aceptar una o más botellas en el canalón. Cuando hay más de una botella en un canalón y no hay ninguna botella en el receptor interno 47, el aire a presión de las lumbreras 44 lleva una botella al receptor externo y la siguiente botella al receptor interno. La botella en el receptor externo es descargada, como se describirá más adelante, mientras la botella en el receptor interno permanece en posición. El giro de la rueda lleva al canalón con la botella en el receptor interno hasta el fondo del recorrido de la rueda para que acepte al menos una botella más en ese canalón. Cuando hay una botella en el receptor interno y una o más botellas adicionales en un canalón, el aire a presión de las lumbreras 44 lleva la botella del receptor interno al receptor externo y la siguiente botella al receptor interno para conseguir la condición mostrada, ya sea en la Figura 6 ó en la Figura 6A, durante el giro de la rueda a lo largo el Arco D mostrado en la Figura 12. La Figura 6 muestra la botella que ha entrado en el receptor externo con el cuello por delante, mientras que la Figura 6A muestra la botella que ha entrado en el receptor externo con el fondo por delante.
Es indiferente que el cuello de la botella vaya por delante o que el fondo de la botella vaya por delante, mostrándose aquí unos medios específicos para hacer que un artículo pase de ser paralelo a ser perpendicular al eje longitudinal de la rueda. Las diferencias en la descarga de una botella desde el receptor externo durante el giro de la rueda a lo largo del Arco E de la Figura 12 pueden ser vistas en las Figuras 7 y 8, como se describirá más adelante. Haciendo ahora referencia a la Figura 7, una botella con su cuello por delante pasa a través de la abertura al receptor externo hacia un tope de transición 80. El tope de transición tiene una abertura 82 que recibe al cuello 84 de la botella 35 que va con el cuello por delante. La gravedad impulsa hacia abajo la botella de manera que el fondo se mueve hacia abajo en primer lugar. Un chorro de aire 86 está montado adyacentemente a los conductos de caída 30 para ayudar a la botella en su movimiento hacia abajo. El chorro de aire impulsa la botella hacia abajo para ser aplicada a una pared 87 del conducto de caída y para mantener la botella en posición vertical con el cuello hacia arriba.
Haciendo ahora referencia a la Figura 8, una botella que entra en el receptor externo con el fondo por delante se acopla al aparato 80 de transición. El cuello de la botella descansa sobre el borde de la abertura de manera que el fondo es impulsado hacia abajo por la gravedad. El chorro 86 impulsa la botella hacia abajo de manera que el fondo de la botella se mueve hacia abajo en primer lugar.
Cada una de las botellas dentro de los conductos de caída 30 se mueve verticalmente con el cuello hacia arriba hasta que una botella se acopla en un alojamiento 88 de la rueda 34 de estrella del aparato de recogida durante el giro de la rueda a lo largo del Arco F de la Figura 12. La rueda 34 de estrella gira sincronizadamente con la rueda 22 usando medios bien conocidos por medio del conjunto de accionamiento. La rueda de estrella tiene lumbreras 89 conectadas a una manga 90 que a su vez está conectada a un soplador 92. El soplador 92 reduce la presión del aire en los alojamientos 88 para que las botellas sean mantenidas en los alojamientos. Cuando la rueda de estrella gira, las botellas son estabilizadas y llevadas seguidamente a una posición vertical estable hasta el transportador 36 de descarga para realizar la siguiente operación, tal como el llenado.
La presente disposición de la rueda girando alrededor de un eje horizontal con canalones alineadores paralelos al eje de rueda horizontal permite que un gran número de artículos sean alineados. El movimiento de los artículos desde una posición paralela al eje de rueda horizontal hasta una posición en la que los artículos son perpendiculares al eje de rueda horizontal es realizado con un mínimo de movimiento de los artículos desde una posición hasta la siguiente posición.
La longitud de los canalones alineadores es suficientemente grande para acomodar una pluralidad de artículos. Por tanto, siempre hay un artículo en el canalón alineador con cada giro de la rueda. Esta construcción permite que aumente la eficacia del aparato presente respecto a los máquina orientadoras de técnica anterior.

Claims (11)

1. Un aparato (20) para orientar artículos (35) de peso pequeño, que comprende: una rueda (22) que gira alrededor de un árbol (50) de rueda sustancialmente horizontal, teniendo dicha rueda (22) una porción de entrada para recibir artículos de peso pequeño orientados aleatoriamente, teniendo cada uno de dichos artículos un eje longitudinal de artículo, teniendo dicha rueda (22) una pluralidad de canalones alineadores (38) en su superficie interior, teniendo cada uno de dichos canalones (38) un eje longitudinal de canalón sustancialmente paralelo al eje de rueda horizontal; y una cubierta (32) que cubre una porción de la rueda (22) para llevar aire desde el interior de la rueda (22) para retener artículos de peso pequeño en sus canalones respectivos; que se caracteriza por una pluralidad de aberturas (48) para los artículos formadas en un lado de descarga de la rueda (22), estando cada abertura para artículo alineada axialmente con uno de dichos canalones (38), en el que, en uso, un artículo (35) situado en uno de dichos canalones (38) con su eje longitudinal alineado con el eje longitudinal del canalón (38) es movible axialmente a lo largo del canalón (38) y a través de la abertura (48) para artículo asociada para extraer el artículo (35) de la rueda (22) en una posición horizontal, hacia un receptor externo en el que el artículo es alineado en una posición vertical con el fondo del artículo hacia abajo.
2. Un aparato para orientar artículos de peso pequeño como se define en la reivindicación 1, que comprende: medios para transferir un artículo (35) desde un canalón (38) respectivo desde una posición que tiene su eje longitudinal de artículo sustancialmente paralelo al eje de rueda horizontal hasta una posición en la que tenga su eje longitudinal de artículo sustancialmente perpendicular al eje de rueda horizontal; y un aparato de recogida (34) situado adyacente a la rueda (22) para retirar de la rueda artículos (35) en una posición sustancialmente vertical.
3. Un aparato para orientar artículos de peso pequeño como se define en la reivindicación 2, en el que los medios para transferir un artículo incluyen una fuente de aire a presión para que fluya aire selectivamente a lo largo de cada canalón alineador (38) para mover un artículo (35) longitudinalmente a lo largo del canalón y a través de una abertura (48) para el artículo.
4. Un aparato para orientar artículos de peso pequeño como se define en la reivindicación 2 ó en la 3, en el que los medios para transferir un artículo (35) incluyen un receptor externo (79) que está alineado preferentemente con cada abertura de extracción (48) y que está soportado por la rueda (22) para moverse con la rueda (22).
5. Un aparato para orientar artículos de peso pequeño como se define en la reivindicación 4, en el que cada receptor externo (79) tiene un miembro de transición para ser aplicado a un artículo (35) en el receptor (79) para permitir que un fondo del artículo (35) sea colocado selectivamente.
6. Un aparato para orientar artículos de peso pequeño como se define en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en el que los medios para transferir un artículo incluyen un conducto de caída (30) montado en la rueda (22) para recibir un artículo (35) desde el canalón alineador (38) y situar el artículo (35) adyacente al aparato recogedor para retirarlo del conducto de caída (30).
7. Un aparato para orientar artículos de peso pequeño como se define en la reivindicación 6, en el que el conducto de caída (30) está montado en la rueda (22) adyacente a cada receptor externo (79) para recibir un artículo (35) desde el receptor externo (79).
8. Un aparato para orientar artículos de peso pequeño como se define en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, en el que los medios para transferir un artículo incluyen una segunda fuente de aire a presión (86) para aplicar aire a presión a un artículo (35) desde un canalón alineador (38) para mover el artículo (35) desde una posición en la que el eje longitudinal del artículo es sustancialmente paralelo al eje de rueda horizontal hasta una posición sustancialmente perpendicular al eje de rueda horizontal.
9. Un aparato para orientar artículos de peso pequeño como se define en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, en el que los medios para transferir un artículo incluyen un receptor interno (47) situado adyacente a cada canalón (38) para recibir un artículo (35) de peso pequeño desde su canalón (38) respectivo y mantener una alineación sustancialmente paralela del eje longitudinal del artículo con el árbol (50) de rueda horizontal.
10. Un aparato para orientar artículos de peso pequeño como se define en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9, en el que los medios para transferir un artículo incluyen un conducto de caída (30) montado en la rueda (22) adyacente a cada canalón alineador (38) para mantener un artículo (35) con el eje longitudinal del artículo sustancialmente perpendicular al árbol (50) de rueda horizontal.
11. Un aparato para orientar artículos de peso pequeño como se define en cualquier reivindicación precedente, en el que cada uno de los artículos (35) de poco peso es del mismo tamaño que cada uno de los otros artículos de poco peso, teniendo cada uno de dichos canalones alineadores (38) una longitud suficientemente grande para recibir al menos dos de los artículos (35) de poco peso alineados un extremo con otro en el canalón.
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