IT202100008336A1 - Macchina operatrice e procedimento per operare una macchina operatrice - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
dell?invenzione industriale dal titolo:
"Macchina operatrice e procedimento per operare una macchina operatrice"
TESTO DELLA DESCRIZIONE
Campo dell'invenzione
La presente invenzione riguarda una macchina operatrice, in particolare per la manipolazione e/o o il trattamento e/o la lavorazione di un prodotto o di un materiale per la realizzazione di articoli da fumo o di confezioni contenenti articoli da fumo.
Ancora pi? in particolare, la presente invenzione riguarda una macchina operatrice comprendente:
- almeno un organo operatore mobile e una prima unit? di azionamento per comandare l'organo operatore secondo un ciclo di lavoro dell'organo operatore; - un sistema di distribuzione di aria per collegare una sorgente di aria a pressione controllata ad una apertura predisposta sull'organo operatore per il passaggio di un flusso di aria, ad esempio per una funzione di aspirazione o di erogazione di un getto d'aria;
il sistema comprendendo un'unit? valvola comprendente un ingresso collegato alla sorgente e un'uscita collegata all'apertura, e un organo otturatore, girevole attorno ad un asse di rotazione, per mettere in comunicazione o interrompere la comunicazione fra l'ingresso e l'uscita secondo un ciclo di lavoro dell'aria, per effetto della sua rotazione attorno all'asse di rotazione.
In macchine operatrici note del tipo sopra indicato, l'organo otturatore dell'unit? valvola ? azionato in rotazione per il tramite di un sistema di azionamento comandato dalla stessa unit? di azionamento che comanda l'organo operatore della macchina.
Solitamente, il sistema impiegato ? un sistema a camma che sfrutta il movimento eseguito dall'organo operatore durante il suo ciclo di lavoro.
In tale contesto, la presente invenzione si propone di realizzare una soluzione migliorata rispetto alla tecnica nota, in particolare dal punto di vista della versatilit?.
Tale scopo viene raggiunto per il tramite di una macchina operatrice presentante le caratteristiche oggetto della rivendicazione 1.
La presente invenzione riguarda inoltre un procedimento secondo la rivendicazione 9.
Le rivendicazioni formano parte integrante dell'insegnamento qui fornito.
Breve descrizione dei disegni
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni annessi forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:
- la figura 1 rappresenta a livello schematico un esempio di macchina operatrice; - la figura 2 rappresenta un sistema di distribuzione di aria secondo una forma di attuazione preferita della macchina qui descritta;
- la figura 3 rappresenta un dettaglio del sistema di figura 2;
- la figura 4 rappresenta a livello schematico un circuito di controllo del sistema di distribuzione di aria secondo una forma di attuazione preferita della macchina qui descritta;
- la figura 5 rappresenta alcuni esempi di modalit? di controllo del sistema di distribuzione di aria della macchina qui descritta.
Nella seguente descrizione sono illustrati vari dettagli specifici finalizzati ad una approfondita comprensione delle forme di attuazione. Le forme di attuazione possono essere realizzate senza uno o pi? dei dettagli specifici, o con altri metodi, componenti o materiali ecc. In altri casi, strutture materiali o operazioni noti non sono mostrati o descritti in dettaglio per evitare di rendere oscuri vari aspetti della forma di attuazione.
I riferimenti qui utilizzati sono soltanto per comodit? e non definiscono dunque l'ambito di tutela o la portata delle forme di attuazione.
Come anticipato sopra, la soluzione qui descritta riguarda una macchina operatrice, in particolare per la manipolazione e/o il trattamento e/o la lavorazione di un prodotto o di un materiale per la realizzazione di articoli da fumo o di confezioni contenenti articoli da fumo.
Con riferimento alla figura 1, in generale la macchina qui descritta, complessivamente indicata con il numero di riferimento 10, comprende un organo operatore 2 mobile e una unit? di azionamento 4 per comandare l'organo operatore 2 secondo un ciclo di lavoro predefinito.
L'organo 2 ? predisposto per eseguire una data operazione del procedimento realizzato dalla macchina operatrice 10. Preferibilmente, tale operazione viene svolta direttamente sul prodotto o sul materiale trattato dalla macchina e pu?, ad esempio, consistere in un'operazione di prelievo, spinta, piegatura, taglio, applicazione di materiale, ecc.
L'organo operatore 2 ? destinato ad operare in collaborazione con un fluido di lavoro, in particolare aria. A tal fine, l'organo operatore 2 ? dotato di un'apertura esterna 2A per il passaggio di un flusso di aria. Ad esempio, tale flusso pu? avere una funzione di aspirazione oppure una funzione di erogazione di un getto d'aria. Ad esempio, l'organo operatore 2 pu? essere un organo di prelievo e attraverso la sua apertura 2A pu? essere generato un flusso di aria in aspirazione per far aderire il prodotto o il materiale da prelevare all'organo 2.
In una diversa applicazione, l'organo operatore 2 pu?, ad esempio, essere un organo di piegatura e attraverso la sua apertura 2A pu? essere erogato un getto di aria in pressione per mantenere un lembo di un foglio di incarto nella condizione piegata realizzata dall?organo di piegatura, mentre quest?ultimo si allontana dal foglio.
Ad ogni modo, si noti che il tipo di operazione eseguita dall'organo operatore 2 e dal flusso di aria che attraversa la sua apertura 2A non ha qui rilevanza e non deve considerarsi in alcun modo limitativa della soluzione qui presentata, per i motivi che si renderanno evidenti nel seguito.
La macchina operatrice 10 comprende un sistema 20 di distribuzione di aria, che collega una sorgente di aria (non illustrata), a pressione controllata, all'apertura 2A dell'organo operatore 2.
Con riferimento alla figura 2, il sistema 20 comprende un'unit? di valvola 22, presentante un ingresso 23, che ? collegato alla sorgente di aria tramite un condotto 24, e un'uscita 25, che ? collegata all'apertura 2A dell'organo operatore 2 per il tramite di un condotto 26.
L'unit? di valvola 22 comprende una base 28, che ? costituita da un disco presentante un asse di riferimento I. Sul lato interno 28? della base 28 ? ricavata una prima apertura 31, che ? posta in comunicazione con l'ingresso 23, attraverso una serie di condotti ricavati nell'unit? di valvola (non illustrati), e un'apertura 32, che ? in comunicazione con l'uscita 25, attraverso ulteriori condotti ricavati nell'unit? di valvola (non illustrati).
Le due aperture 31, 32 sono posizionate su due punti fra loro distanziati di una medesima circonferenza il cui centro coincide con l'asse di riferimento I.
L'unit? di valvola 22 comprende un organo otturatore 34, che ? costituito da un disco montato girevole sulla base 28, attorno all'asse di riferimento I. In particolare, il lato interno 34? dell'organo otturatore 34 ? posto direttamente a contatto con il lato interno 28? della base 28. Sul lato interno 34? dell'organo otturatore 34 ? ricavata una cavit? 36 che si estende longitudinalmente lungo la medesima circonferenza su cui sono poste le due aperture 31, 32, per un tratto di arco di cerchio definente un angolo ?.
La cavit? 36 ? predisposta per mettere in comunicazione fra di loro le due aperture 31, 32, e dunque l'ingresso 23 e l'uscita 25, quando essa si sovrappone - almeno parzialmente - alle due aperture 31, 32 contemporaneamente.
Pertanto, durante la rotazione dell'organo otturatore 34 attorno all'asse di riferimento I, si determina un andamento ciclico del flusso di aria attraverso l'unit? di valvola 22 e l'apertura 2A dell'organo operatore 2, che dipende appunto dalla posizione angolare della cavit? 34 rispetto alle due aperture 31, 32.
La figura 5 rappresenta un esempio di ciclo del flusso di aria realizzato nella unit? di valvola 22.
La curva 100 rappresenta il movimento di rotazione dell'organo otturatore 34 nel tempo.
La curva 100? rappresenta l'andamento del flusso di aria nel tempo, corrispondente al movimento di rotazione secondo la curva 100.
Come rappresentato schematicamente, l'andamento 100? ? costituito da un'onda caratterizzata dai tratti 100?A, 100?B, 100?C, e da un periodo T1.
Il tratto 100?A ? un tratto di crescita del flusso di aria, e corrisponde ad un intervallo di tempo in cui la cavit? 36 gi? sovrapposta all'apertura 32 inizia a sovrapporsi anche all'apertura 31 e lo fa in maniera crescente, per effetto del movimento continuo di rotazione dell'organo otturatore 34, fino a raggiungere una condizione in cui la cavit? 34 si sovrappone completamente all'apertura 31.
Il tratto 100?B ? un tratto in cui il flusso di aria rimane costante, e corrisponde ad un intervallo di tempo in cui la cavit? 34 si mantiene completamente sovrapposta alle due aperture 31, 32 contemporaneamente.
Il tratto 100?C ? un tratto di diminuzione del flusso di aria, e corrisponde ad un intervallo di tempo in cui il grado di sovrapposizione della cavit? 34 con l'apertura 32 inizia a diminuire e lo fa con un andamento simmetrico al tratto 100?A, fino a raggiungere un valore nullo.
La curva definita dai tratti 100?A, 100?B, 100?C si ripete per ogni rotazione dell'organo otturatore 34 secondo il periodo T1.
Secondo una caratteristica importante della soluzione qui descritta, la macchina 10 comprende una unit? di azionamento 50 dedicata per azionare la rotazione dell'organo otturatore 34. L'unit? 50 pu? ad esempio essere un motore elettrico.
La macchina 10 comprende, inoltre, un'unit? di controllo 60 per controllare l'unit? di azionamento 50 in funzione di un parametro operativo del ciclo di lavoro dell'organo operatore 2 per realizzare una fase predeterminata fra il ciclo di lavoro dell'aria e il ciclo di lavoro dell'organo operatore 2.
La fase indicata pu? essere selezionata in funzione delle condizioni di funzionamento della macchina oppure in funzione del tipo di applicazione, per cui la macchina ? in grado di adattare, anche istantaneamente, il ciclo del flusso di aria in base alle esigenze.
In una o pi? forme di attuazione preferite, come quella illustrata (figura 4), la macchina 10 comprende un sensore 61 per rilevare un dato indicativo della posizione e/o della velocit? dell'organo operatore 2, e un sensore 62 per rilevare un dato indicativo della posizione e/o della velocit? dell'organo otturatore 34. L'unit? di controllo 60 comprende un blocco 64 configurato per determinare un valore ?? di correzione della velocit? angolare dell'organo otturatore 34 sulla base dei dati provenienti dai sensori 61, 62. L'unit? di controllo 60 comprende, inoltre, un blocco 66 configurato per pilotare un inverter 67 che alimenta il motore elettrico 50, sulla base di un valore di velocit? di riferimento ?R e il valore ?? determinato dal blocco 64.
Ritornando alla figura 5, questa illustra una curva 110 rappresentativa del ciclo di lavoro dell?organo operatore 2.
La curva 100? del ciclo del flusso di aria si trova in una fase ?1 rispetto alla curva 110 del ciclo di lavoro dell?organo operatore 2.
Sempre in figura 5, la curva 101 rappresenta, invece, il movimento di rotazione dell'organo otturatore 34 per realizzare un ciclo del flusso di aria secondo la curva 101?, che, rispetto alla curva 110 del ciclo di lavoro dell'organo operatore 2, si trova in una fase ?2 maggiore della fase ?1.
Rispetto alla fase ?1, la fase ?2 comporta un ritardo nei tempi di inizio e fine del flusso di aria.
Grazie al motore elettrico 50 non solo ? possibile variare la fase del ciclo del flusso di aria rispetto al ciclo di lavoro dell?organo operatore, ma ? anche possibile variare la forma della curva ovvero l?andamento del flusso di aria.
A tal proposito, sempre con riferimento alla figura 5, la curva 102 rappresenta il movimento di rotazione dell'organo otturatore 34 tramite cui ? realizzato un ciclo del flusso di aria secondo la curva 102?, che si caratterizza per il fatto di presentare un tratto 102?A maggiore del tratto 100?A della curva 100? ovvero per il fatto di determinare una durata maggiore del flusso di aria nella sua condizione a portata massima.
Con riferimento alla curva 102, si noter? che tale risultato ? ottenuto attraverso un rallentamento del movimento di rotazione dell'organo otturatore 34 quando la cavit? 36 ? in sovrapposizione totale con entrambe le due aperture 31, 32.
In generale, si comprender? che accelerando e/o decelerando la rotazione dell'organo otturatore 34 ? possibile variare liberamente gli istanti di inizio e fine del flusso di aria cos? come anche l'andamento del flusso di aria.
In alcune applicazioni, l'organo otturatore 34 pu? anche essere fermato in una condizione in cui il flusso di aria ? interrotto, ad esempio al fine di annullare totalmente il ciclo del flusso di aria per uno o pi? cicli di lavoro dell'organo operatore 2.
Peraltro, in ulteriori applicazioni, ? possibile creare flussi di aria parziali ovvero strozzati, ad esempio comandando l'organo otturatore 34 non in un movimento di rotazione completo e continuo, ma in piccoli movimenti di oscillazione fra una condizione in cui il flusso ? nullo, e una condizione in cui il flusso ? parziale (ovvero una condizione in cui la cavit? 34 si sovrappone ad una delle due aperture 31, 32 solo parzialmente).
Tale modalit? di funzionamento pu? essere vantaggiosamente impiegata in applicazioni in cui ? necessario limitare la portata e/o la pressione del flusso di aria erogato, ad esempio per esercitare un'azione delicata e non energica, come stirare un foglio di incarto.
Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di realizzazione e le forme di attuazione potranno variare, anche in modo significativo, rispetto a quanto qui illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione, cos? come definito dalle rivendicazioni annesse.
Claims (13)
1. Macchina operatrice (10), in particolare per la manipolazione e/o il trattamento e/o la lavorazione di un prodotto o di un materiale per la realizzazione di articoli da fumo o di confezioni contenenti articoli da fumo, comprendente:
- almeno un organo operatore (2) mobile e una prima unit? di azionamento (4) per comandare l?organo operatore (2) secondo un ciclo di lavoro dell?organo operatore;
- un sistema (20) di distribuzione di aria per collegare una sorgente di aria a pressione controllata ad un?apertura (2A) predisposta sull?organo operatore (2) per il passaggio di un flusso di aria, ad esempio per una funzione di aspirazione o di erogazione di un getto d?aria;
il sistema comprendendo un?unit? valvola (22) comprendente un ingresso (23) collegato alla sorgente e un?uscita (25) collegata all?apertura (2A), e un organo otturatore (34), girevole attorno ad un asse di rotazione (I), per mettere in comunicazione o interrompere la comunicazione fra l?ingresso (23) e l?uscita (25) secondo un ciclo di lavoro dell?aria, per effetto della sua rotazione attorno all?asse di rotazione (I),
detta macchina essendo caratterizzata dal fatto che comprende una seconda unit? di azionamento (50) per azionare la rotazione dell?organo otturatore (34) e un?unit? di controllo (60) per controllare la seconda unit? di azionamento (50) in funzione di un parametro operativo del ciclo di lavoro dell?organo operatore (2) per realizzare una fase predeterminata (?1, ?2) fra il ciclo di lavoro dell?aria e il ciclo di lavoro dell?organo operatore (2).
2. Macchina secondo la rivendicazione 1, in cui detta unit? di controllo (60) ? configurata per controllare la seconda unit? di azionamento (50) per variare la velocit? di rotazione dell?organo otturatore (34) in funzione della posizione e/o della velocit? dell?organo operatore (2).
3. Macchina secondo la rivendicazione 1, in cui detta unit? di controllo (60) ? configurata per ricevere un dato indicativo di una fase predeterminata richiesta.
4. Macchina secondo la rivendicazione 1, in cui detta unit? di controllo (60) ? configurata per controllare la seconda unit? di azionamento (50) per accelerare e/o decelerare la rotazione dell?organo otturatore (34) per realizzare un dato istante di inizio e/o un dato istante di fine della comunicazione fra ingresso (23) e uscita (25) dell?unit? valvola (22).
5. Macchina secondo la rivendicazione 1, in cui detta unit? di controllo (60) ? configurata per controllare la seconda unit? di azionamento (50) per arrestare l?organo otturatore (34) in una condizione in cui la comunicazione fra l?ingresso (23) e l?uscita (25) ? interrotta, in funzione di un segnale di comando di annullamento di un ciclo di lavoro dell?aria.
6. Macchina secondo la rivendicazione 1, in cui detta unit? di controllo (60) ? configurata per controllare la seconda unit? di azionamento (50) per arrestare l?organo otturatore (34) in una condizione in cui l?organo otturatore (34) apre parzialmente o completamente la comunicazione fra l?ingresso (23) e l?uscita (25) dell?unit? valvola (22), in funzione di un segnale di comando di una diminuzione di portata del flusso di aria o di un segnale di comando di un flusso di aria prolungato.
7. Macchina secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui l?unit? di valvola (22) comprende una base (28) su cui l?organo otturatore (34) ? montato girevole attorno all?asse di rotazione (I),
in cui sulla base (28) ? ricavata una prima apertura (31), che ? in comunicazione con l'ingresso (23) dell?unit? di valvola (22), e una seconda apertura (32), che ? in comunicazione con l'uscita (25) dell?unit? di valvola (22), e
in cui la prima apertura (31) e la seconda apertura (32) sono disposte in rispettive posizioni lungo una medesima circonferenza attorno all?asse di rotazione (I) dell?organo otturatore (34), e l?organo otturatore (34) comprende una cavit? (36) che si estende lungo la medesima circonferenza e mette in comunicazione la prima apertura (31) e la seconda apertura (32) per un dato intervallo angolare della rotazione dell?organo otturatore (34).
8. Macchina secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, comprendente un primo sensore (61) per rilevare un dato indicativo della posizione o della velocit? dell?organo operatore (2), e un secondo sensore (62) per rilevare un dato indicativo della posizione o della velocit? dell?organo otturatore (34).
9. Procedimento per operare una macchina operatrice (10), in particolare per la manipolazione e/o il trattamento e/o la lavorazione di un prodotto o di un materiale per la realizzazione di articoli da fumo o di confezioni contenenti articoli da fumo, detta macchina (10) comprendendo:
- almeno un organo operatore (2) mobile e una prima unit? di azionamento (4) per comandare l?organo operatore (2) secondo un ciclo di lavoro dell?organo operatore;
- un sistema (20) di distribuzione di aria per collegare una sorgente di aria a pressione controllata a un?apertura (2A) predisposta sull?organo operatore (2) per il passaggio di un flusso di aria, ad esempio per una funzione di aspirazione o di erogazione di un getto d? aria;
il sistema comprendendo un?unit? valvola (22) comprendente un ingresso (23) collegato alla sorgente e un?uscita (25) collegata all?apertura (2A), e un organo otturatore (34), girevole attorno ad un asse di rotazione (I), per mettere in comunicazione o interrompere la comunicazione fra l?ingresso (23) e l?uscita (25) secondo un ciclo di lavoro dell?aria, per effetto della sua rotazione attorno all?asse di rotazione (I),
detto procedimento includendo
- tramite una seconda unit? di azionamento (50) azionare la rotazione dell?organo otturatore (34) in funzione di un parametro operativo del ciclo di lavoro dell?organo operatore (2) per realizzare una fase predeterminata (?1; ?2) fra il ciclo di lavoro dell?aria e il ciclo di lavoro dell?organo operatore.
10. Procedimento secondo la rivendicazione 9, comprendente:
tramite la seconda unit? di azionamento (50), variare la velocit? di rotazione dell?organo otturatore (34) in funzione della posizione e/o della velocit? dell?organo operatore (2).
11. Procedimento secondo la rivendicazione 9, comprendente:
tramite la seconda unit? di azionamento (50), accelerare e/o decelerare la rotazione dell?organo otturatore (34) per realizzare un dato istante di inizio e/o un dato istante di fine della comunicazione fra l?ingresso (23) e l?uscita (25) dell?unit? valvola (22).
12. Procedimento secondo la rivendicazione 9, comprendente:
- ricevere un segnale di comando di annullamento di un ciclo di lavoro dell?aria; e - arrestare l?organo otturatore (34) in una condizione in cui la comunicazione fra l?ingresso (23) e l?uscita (25) ? interrotta.
13. Procedimento secondo la rivendicazione 9, comprendente:
- ricevere un segnale di comando di una diminuzione di portata del flusso di aria o un segnale di comando di un flusso di aria prolungato; e
- arrestare l?organo otturatore (34) in una condizione in cui l?organo otturatore (34) apre parzialmente o completamente la comunicazione fra l?ingresso (23) e l?uscita (25) dell?unit? valvola (22).
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