ES2303197T3 - Aparato para orientar articulos. - Google Patents
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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.
Este invento se refiere a esa clase de máquinas
que orientan artículos de peso pequeño de acuerdo con el preámbulo
de la reivindicación 1.
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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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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