IT201600122208A1 - Apparecchiatura per la compattatura in continuo di polvere. - Google Patents

Description

“Apparecchiatura per la compattatura in continuo di polvere”

Allo stato dell'arte nota, la presente invenzione prende in considerazione il processo industriale per comprimere della polvere cosmetica finemente polverizzata all'interno di un contenitore metallico.

Attualmente questi oggetti vengono prodotti con delle apparecchiature automatiche costituite da una tavola girevole con movimento a passo. Intorno a questa tavola sono disposte dalle 4 a più stazioni fisse. Ognuna di queste stazioni esegue un operazione diversa e l'insieme di queste, permette di ottenere il prodotto finito.

Nel dettaglio sono composte da:

- Una stazione di carico del contenitore vuoto;

- Una stazione di carico della polvere all'interno del contenitore;

- Una stazione di pressatura della polvere all'interno del contenitore;

- Una stazione di scarico del prodotto finito.

Il carico dei contenitori vuoti può avvenire in modo manuale con un operatore oppure con soluzioni semiautomatiche/automatiche attraverso l’utilizzo di robot o Pick and Place. Le produttività di queste apparecchiature dipende molto dal sistema di carico, tanto che per migliorare questo aspetto molte volte si procede aumentando il numero di contenitori che vengono lavorati contemporaneamente nelle diverse stazioni presenti sulla macchina. Questi sistemi a volte per dimensioni e in altri casi per motivi meccanici vanno a costituire delle vere e proprie macchine che si aggiungono a quella precedentemente descritta. L’aumento dei contenitori sulla medesima stazione di lavoro inoltre, comporta un aumento di dimensioni e prestazioni dei gruppi che compongono la macchina.

La presente invenzione prende in considerazione questi aspetti e cerca di risolverli con una soluzione semplice e compatta.

L'apparecchiatura è composta da un gruppo di carico che preleva il contenitore da un sistema di alimentazione in continuo, inoltre grazie ad un sistema meccanico che preleva i contenitori e li dispone sul gruppo di pressatura sempre in continuo. Questo ci permette di eliminare i tempi di attesa riscontrati nei sistemi descritti in precedenza.

Il gruppo di pressatura, costituito da un corpo rotante, porta in rotazione una serie di elementi di pressatura superiore e inferiore. Ogni coppia di questi elementi è allineato con un alloggiamento nel quale viene depositato il contenitore vuoto. Durante il funzionamento il contenitore viene fatto passare attraverso varie stazioni di lavorazioni. Viene caricata la polvere, pressata e scaricato il prodotto. La peculiarità di questo sistema è che il tutto avviene in continuo senza arresti macchina, in un unica soluzione.

Lavorando un prodotto alla volta otteniamo vantaggi nella meccanica di pressatura, che ci permette di usare sistemi meno potenti e ingombranti.

Il gruppo di trasferimento integrato nel sistema evita di acquistare macchine aggiuntive, guadagnando in costi spazi e gestione.

Nelle pagine successive troveremo delle immagini che ci aiuteranno a comprendere maggiormente come è composta e funziona questa apparecchiatura.

Nel dettaglio:

Fig.1 Vista in pianta del sistema studiato, con i gruppi principali che lo compongono;

Fig.2 Vista in sezione orizzontale ingrandita, che mostra il gruppo di carico 3;

Fig.3 Vista in sezione verticale ingrandita che mostra il mezzo di trasferimento 22;

Fig.4 Vista in sezione verticale del mezzo di trasferimento 22 in una posizione intermedia tra quella di prelievo e quella di deposito;

Fig.5 Vista in sezione verticale del gruppo di compattatura;

Fig.6 Vista in sezione verticale ingrandita che mostra l’elemento comprimitore, quello di contrasto e la tavola in una posizione di lavoro;

Fig.7 Vista ingrandita del contenitore riempito di polvere all'interno dell'alveolo 5i nella posizione di compattatura;

Fig.8 Vista in sezione verticale della stazione di riempimento 7;

Fig.9 Schema che mostra il processo di compattatura del prodotto all’interno del gruppo di compattatura 2.

Fig.10 Vista in sezione orizzontale ingrandita che mostra il gruppo di scarico 4;

Come si può vedere nella da Fig.1, l'apparecchiatura è composta da un gruppo 3 di carico che ha il compito di ricevere dei contenitori in metallo vuoti 25 in entrata alla macchina e, tramite un sistema meccanico opportunamente motorizzato, inserirli nel gruppo di compattatura 2.

Il gruppo di compattatura 2 ruota attorno ad un proprio asse con moto continuo e trasporta il contenitore 25 verso la stazione 7 dove vengono riempiti di polvere. Procedendo nella rotazione del gruppo di compattatura 2 i contenitori passano dalla stazione 7 alla stazione 8 nella quale avviene il processo di compattatura della polvere all'interno del contenitore 25.

Proseguendo ancora con la rotazione del gruppo 2 si arriva nella stazione 9 dove avviene il prelievo del contenitore.

Qui il gruppo 4, tramite lo stesso sistema meccanico usato nel gruppo 3, preleva il prodotto compattato e lo deposita in uscita alla macchina.

Prima di ricominciare il ciclo, il gruppo di compattatura 2 viene pulito nella stazione 10, questo serve per eliminare ogni residuo di polvere proveniente dalla lavorazione nelle stazioni precedenti che potrebbero contaminare i prodotti che verranno lavorati successivamente.

Nel dettaglio della Fig.2, osserviamo che il gruppo 3 è composto da un mezzo di ingresso contenitori 21 che ruota attorno ad un asse 21a, con moto circolare continuo. Questo mezzo ha la funzione di ricevere i contenitori in arrivo dal mezzo di carico macchina 20. Questo mezzo fa da collegamento tra l'apparecchiatura per la compattatura in continuo e la linea di carico a monte della stessa che può essere manuale o automatica.

Tra il mezzo di ingresso 21 e il gruppo di compattatura 2 troviamo invece il mezzo di trasferimento contenitori 22.

Anche questo mezzo ruota attorno ad un proprio asse 22a con moto circolare continuo. Il mezzo di trasferimento 22 è costituito da elementi di trasporto 22c ai quali è montato un elemento di presa 22b.

Come si vede nella Fig.2, questi elementi assumono orientamenti diversi a seconda della posizione angolare in cui si trovano.

Per meglio comprendere questi movimenti sono stati visualizzati in tratteggio delle posizioni intermedie.

Se ci spostiamo nella Fig.3, possiamo analizzare meglio il mezzo di trasferimento 22 e vedere che è costituito da diversi elementi tra cui:

L’elemento centrale 22o solidale con l’asse 22a e da dei bracci.

Ogni braccio è composto da un elemento di presa 22b, un elemento di trasporto 22c, un elemento oscillatore 22l, un elemento velocità 22i, un elemento di salita/discesa 22h, gli elementi di trascinamento 22g ed un elemento carrello 22n.

Allo stesso modo ogni braccio è accoppiato a degli elementi fissi che sono gli elementi camma orientamento 22d/22m, l'elemento camma salita/discesa 22e e l'elemento camma velocità 22f.

Guardiamo la posizione dell’elemento di presa 22b a sinistra, vediamo che si trova sul mezzo di ingresso nella fase di prelievo del contenitore vuoto 25.

L’elemento 22n durante la rotazione attorno all’asse 22a si accoppia agli elementi camma orientamento 22d/22m tramite le rotelle 22p.

Questo accoppiamento permette l’orientamento angolare dell’elemento di trasporto 22c e di conseguenza dell’elemento di presa 22b.

L'elemento carrello 22n viene messo in movimento grazie agli elementi di trascinamento 22g.

La posizione verticale dell'elemento di trasporto 22c è data dall'accoppiamento meccanico dell'elemento salita/discesa 22h con l'elemento camma 22e tramite la rotella 22q.

Anche in questo caso la posizione verticale varia al variare della posizione angolare in cui si trova il braccio.

L’elemento velocità 22i invece è accoppiato all’elemento camma regolazione velocità 22f tramite la rotella 22r.

Durante la rotazione del braccio, a seconda della posizione angolare in cui si trova, l'elemento velocità, è possibile conferire un ulteriore spostamento angolare direttamente sull'elemento di trasporto 22c e di conseguenza all'elemento di presa 22b grazie anche all'accoppiamento con l'elemento oscillatore degli elementi trascinamento. Questo permette di posizionare in modo corretto il contenitore nella fase di prelievo o deposito. Nella posizione a destra della figura 3, vediamo invece che il fondello è depositato nell'alveolo 5i del gruppo 2.

Nella Fig.4 abbiamo la sezione verticale di un braccio del mezzo di trasferimento 22 in una posizione angolare intermedia tra quella di prelievo e quella di deposito viste in precedenza.

La prima cosa che notiamo è che l'elemento di presa 22b si trova in una posizione verticale più alta rispetto a quelle analizzate nella fig.3.

In questa posizione l'elemento di trasporto si è alzato grazie all'accoppiamento dell'elemento salita/discesa 22h con l'elemento camma 22e.

Questi movimenti verticali servono per depositare (discesa) o estrarre (salita) il contenitore nei/dai diversi mezzi.

Anche l'elemento carrello ha assunto una diversa posizione, si è allontanato radialmente dall'asse di rotazione 22a.

Questo è la conseguenza dell'accoppiamento dell'elemento 22n con gli elementi camma 22d e 22m visto già in precedenza.

Sempre grazie a questo accoppiamento guardando la Fig.2 ci accorgiamo che l'elemento carrello assume diverse angolazioni a seconda del punto in cui si trova.

In conclusione possiamo osservare che durante il normale funzionamento, nella fase di prelievo del contenitore 25, per un lasso di tempo specifico, l'elemento di presa percorre la stessa traiettoria con lo stesso orientamento e con la stessa velocità del contenitore presente sul mezzo di ingresso 21, come se viaggiassero sullo stesso disco. Durante questo periodo l'elemento di presa 22b ha il tempo necessario per scendere, prendere il contenitore ed estrarlo dal suo alloggiamento senza fermare la rotazione dei due mezzi. Lo stesso avviene nella fase di deposito del contenitore nel gruppo 2 o nel gruppo di scarico 4 con il prelievo del prodotto finito e il suo deposito in uscita alla macchina.

Proseguendo con l'analisi dell'apparecchiatura, in Fig.5, troviamo il gruppo di compattatura composto da un mezzo rotante 5, il quale ruota intorno ad un asse fisso 5a, portando con se gli elementi 5d,5f e 5e, mentre gli elementi porta camma superiore 5b e inferiore 5c rimangono fissi.

L’elemento rotante superiore 5d è provvisto di alloggiamenti disposti in modo equidistante angolarmente. In ognuno di questi alloggiamenti sono montati un elemento comprimitore 11 ed un elemento porta tela 13.

Questi elementi grazie al profilo dell’elemento camma superiore 5g, durante la rotazione raggiungono posizioni verticali diverse.

Anche l’elemento rotante inferiore 5e è provvisto di alloggiamenti equidistante angolarmente, nello stesso modo dell’elemento rotante superiore 5d. In questi alloggiamento è montato un elemento di contrasto 12.

Come abbiamo visto per la zona superiore anche l’elemento 12 grazie al profilo dell’elemento camma inferiore 5h di cui è dotato l’elemento 5c raggiungere posizioni verticali diverse.

Infine l’elemento tavola 5f è provvisto di una serie di alloggiamenti 5i per riceve i contenitori 25, questi alloggiamenti sono della stessa quantità e si trovano nella stessa posizione degli elementi sopra descritti.

Troveremo quindi che gli elementi comprimitori, gli elementi di contrasto e gli alloggiamenti dei contenitori si troveranno tutti allineati tra di loro come in Fig.5.

Nella stessa immagine a destra, possiamo vedere quali posizioni assumono gli elementi quando si trovano nella stazione di compattatura 8.

Per compattare la polvere all’interno del contenitore 25 gli elementi 11 e 12 attraversano gli elementi di pressatura superiore 18 e di pressatura inferiore 19.

Questo sistema è regolabile, e permette di imprimere agli elementi 11 e 12 la forza necessaria per ottenere il prodotto desiderato.

Nella Fig.6, abbiamo il dettaglio della zona in cui viene pressata la polvere all’interno del contenitore.

L’elemento comprimitore 11 sull’estremità inferiore monta un elemento sagomatore 14 che presenta la stessa forma del contenitore 25 con dimensioni leggermente inferiori.

L’elemento sagomatore 14 ha anche una funzione estetica oltre che meccanica.

Sulla superficie usata per comprimere possono essere riprodotte diverse immagini, scritte o sagome che vanno ad impreziosire o distinguere il prodotto finito.

L’elemento sagomatore 14 viene montato sull’elemento comprimitore 11 meccanicamente, e volendo su ogni elemento comprimitore 11 può essere montato un elemento sagomatore 14 con un immagine, scritta o sagoma diversa.

Ovviamente occorre mantenere la stessa forma e le stesse dimensioni degli alveoli 5i. Tra l’elemento sagomatore e la polvere viene posizionata una tela protettiva che svolge anche una funzione estetica sul prodotto finale.

Grazie all'elemento 13 la tela 13a viene sostituita una volta che è stata compattata la polvere all'interno del contenitore e viene rimpiazzata con un altra pulita.

La sostituzione serve per eliminare ogni residuo di polvere proveniente dalla lavorazione ed eliminare ogni possibilità di contaminazione nelle lavorazioni successive.

Il contenitore in metallo 25 durante la lavorazione nel gruppo 2 si trova all’interno dell’alloggiamento 5i presente nell’elemento tavola 5f.

Il contenitore è sostenuto nella posizione desiderata dall’elemento di contrasto 12.

Invece nella Fig.7, si vede bene il dettaglio del contenitore 25 riempito di polvere sostenuto nella parte inferiore dall'elemento di contrasto 12.

Nella parte superiore invece vediamo la tela 13a che è posizionata tra la polvere e l'elemento sagomatore 14.

La Fig.8, ci mostra una sezione verticale della stazione di riempimento 7.

Nel dettaglio troviamo un elemento di raccolta polvere 16 che alimenta l’elemento di trasferimento polvere 17 provvisto di un sistema vibrante.

A sua volta la polvere viene raccolta nell’elemento di riempimento 17a il quale, grazie ad un sistema combinato a palette, riempie i contenitori in metallo 25 in modo continuo ed uniforme.

Per facilitare la comprensione del ciclo di lavoro all'interno del gruppo di compattatura, usiamo la Fig.9, in questo modo abbiamo la possibilità di vedere il contenitore

da quando viene caricato nella stazione di ricevimento 6 fino alla stazione di scarico 9 e a quella di pulizia 10, percorrendo una rotazione completa del gruppo.

Partiamo dal lato di destra, ci troviamo nella stazione di ricevimento 6.

Possiamo vedere che l’elemento comprimitore 11 rimane sollevato rispetto all’elemento tavola 5f grazie all’elemento camma superiore 5g.

Appena sotto troviamo l’elemento sagomatore 14 montato in testa all’elemento comprimitore 11.

Scendendo con lo sguardo troviamo uno degli elementi di presa contenitore 22b appartenente al mezzo di trasferimento 22 del gruppo di carico 3.

Questo è il punto in cui carichiamo il contenitore vuoto 25 nel gruppo di compattatura 2 (vedere Fig.3).

Il contenitore viene inserito nell’alveolo 5i presente sulla tavola 5f e viene tenuto in posizione dall’elemento di contrasto 12.

La posizione dell’elemento 12 è data dall’accoppiamento meccanico con l’elemento camma inferiore 5h.

Immaginiamo a questo punto che gli elementi camma 5g/5h rimangano fermi, mentre l’elemento rotante superiore 5d, quello inferiore 5e e la tavola 5f si muovano insieme verso sinistra.

Nella realtà ruoteranno attorno all’asse 5a.

A questo punto vedremo spostarsi l’elemento comprimitore 11 e quello di contrasto 12, mentre sulla tavola troveremo il contenitore vuoto all’interno dell’alveolo 5i spostarsi con loro.

Successivamente gli elementi in movimento si troveranno ad attraversare la stazione di riempimento 7, qui verrà riempito il contenitore vuoto con la quantità di polvere stabilita da programma.

Una volta superata questa stazione vedremo che l’elemento 11, grazie all’accoppiamento meccanico con l’elemento camma 5g, comincia a scendere avvicinandosi alla tavola 5f non che al contenitore.

L’elemento 11 continuerà a scendere fino a che l'elemento sagomatore 14 con la tela 13a non cominceranno una graduale compressione della polvere all’interno del contenitore. L’elemento 12, intanto, seguendo il profilo dell’elemento camma inferiore 5h mantiene il contenitore in posizione e fa da contrasto alla compressione iniziata dall’elemento 11. Proseguendo, giungiamo nella stazione di compattatura 8, qui grazie ad un altro sistema meccanico viene impressa all’elemento 11 e 12, in più passate, la forza necessaria per comprimere in modo definitivo la polvere ed ottenere il prodotto finale.

Una volta compressa la polvere nel contenitore, l’elemento camma superiore 5g, solleva in poco tempo l’elemento comprimitore 11 portandolo fuori dall’alveolo 5i.

Anche l’elemento camma inferiore 5h solleva l’elemento di contrasto 12, tanto da far uscire dall’alveolo della tavola 5i il contenitore con la polvere compattata.

Contemporaneamente con questi movimenti l’elemento di presa 22b del mezzo di trasferimento 22 del gruppo di scarico 4 si posiziona nella stazione di scarico, e grazie ad un sistema di presa, afferra il prodotto finito per poi trasferirlo sul mezzo di scarico prodotto.

A questo punto il prodotto è stato scaricato dal gruppo di compattatura.

Gli elementi 11 e 12 proseguono il loro percorso attraversando la stazione di pulizia 10 per prepararsi a ripetere il ciclo descritto e a ricevere il nuovo contenitore vuoto.

Infine con la Fig.10 analizziamo il gruppo di scarico 4 composto da un altro mezzo di trasferimento 22 e un mezzo di scarico prodotto.

Il gruppo di compattatura e il mezzo di trasferimento sono sincronizzati meccanicamente tra di loro in modo tale da trasportare il prodotto fino al mezzo di scarico 23.

In conclusione, a differenza delle soluzioni attualmente impiegate nel settore della compattatura delle polveri cosmetiche, con questa invenzione abbiamo abbinato soluzioni meccaniche differenti per creare un processo industriale a ciclo continuo.

L’invenzione combina il sistema di compattatura delle polveri, usato in altri settori, con il sistema di trasferimento in continuo descritto nelle pagine precedenti.

Con una soluzione compatta, riusciamo a prelevare, orientare e depositare il prodotto, sia in entrata che in uscita alla macchina in modo semplice e veloce.

Con questo sistema è possibile ottenere un aumento nella produzione grazie all'eliminazione di tutte le pause ciclo che caratterizzano i sistemi a passo.

Barzanò & Zanardo Milano S.p.A.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato comprendente un gruppo di carico, un gruppo di compattatura e un gruppo di scarico opportunamente motorizzati e sincronizzati tra di loro, configurati per comprimere della polvere cosmetica finemente polverizzata in modo continuo all'interno di un contenitore vuoto.
2. 2. Apparato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dalla presenza di un mezzo di trasferimento nel gruppo di carico, comprendente una pluralità di bracci collegati ad un elemento centrale, che ruotano intorno ad un proprio asse e ad elementi camma fissi, così che i bracci siano atti a prelevare i contenitori vuoti in entrata all'apparecchio, spostarli, orientarli e inserirli nel gruppo di compattatura, senza arresti macchina in modo continuo.
3. 3. Apparato secondo la rivendicazione 1, è caratterizzato dal fatto che il gruppo di compattatura comprende un mezzo rotante al quale è montata una tavola con diversi alloggiamenti per ricevere i contenitori vuoti, in corrispondenza di ogni alloggiamento essendo previsti un elemento comprimitore ed un elemento di contrasto che durante il processo comprimono la polvere all'interno del contenitore.
4. 4. Apparato secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che ad ogni elemento comprimitore è possibile associare elementi sagomatori identici o diversi dagli altri presenti sullo stesso gruppo di compattatura.
5. 5. Apparato secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che tra la polvere all'interno del contenitore e l’elemento sagomatore viene posizionata una tela speciale di protezione che ha anche funzione estetica su prodotto.
6. 6. Apparato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’elemento di carico polvere sul gruppo di compattatura è configurato per distribuire la polvere all’interno del fondello in modo uniforme, e consentire di modificare il volume di polvere da caricare nel contenitore in funzione del prodotto che si vuole ottenere.
7. 7. Apparato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la pressione di compattatura della polvere e l’altezza della polvere all’interno del contenitore possono essere regolate in automatico.
8. 8. Apparato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto gruppo di scarico comprende ulteriormente un mezzo di trasferimento composto da diversi bracci collegati ad un elemento centrale, rotante intorno ad un proprio asse e ad elementi camma fissi, così che i bracci siano atti a prelevare i contenitori con la polvere compattata, spostarli, orientarli e scaricarli in uscita all'apparecchiatura senza arresti macchina in modo continuo.
9. 9. Apparato secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere ulteriormente una stazione per la pulizia degli elementi che sono andati a contatto la polvere e il prodotto durante le diverse lavorazioni, così da eliminare qualsiasi tipo di contaminazione del prodotto durante i ripetuti cicli di lavorazione.
10. 10. Apparato secondo la rivendicazione 1, può essere impiegato per comprimere della polvere anche senza contenitore.
11. 11. Apparato secondo la rivendicazione 1, può essere impiegato per comprimere anche della polvere non cosmetica.