ITBO940158A1 - Dispositivo per la chiusura di flaconi e simili mediante tappi a vite - Google Patents

Description

"DISPOSITIVO PER LA CHIUSURA DI FLACONI E SIMILI MEDIAN-TE TAPPI A VITE".

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si inquadra nel settore tecnico concernente la chiusura di flaconi e simili mediante tappi a vite.

Sono note attualmente macchine automatiche che operano in sequenza le diverse fasi di confezionamento di svariati prodotti, ad esempio di tipo medicinale, commercializzati in flaconi e simili. Tali macchine sono dotate generalmente di una serie di giostre atte a portare in rotazione i flaconi da confezionare, attraverso successive stazioni di lavoro. La fase finale del confezionamento prevede ovviamente la chiusura dei flaconi mediante opportuni tappi, in particolare tappi a vite. Nelle macchine confezionatrici citate, si è per lungo tempo privilegiato il raggiungimento di un alto livello di produttività, e quindi una elevata velocità operativa .

Attualmente viceversa viene posta particolare attenzione al raggiungimento di un elevato e costante livello qualitativo. In particolare è richiesta in molti casi la possibilità di emettere un certificato di garanzia che attesti le caratteristiche possedute dai prodotti.

La tendenza attuale è pertanto quella di realizzare macchine in cui le diverse fasi operative risultino opportunamente coordinate e controllabili tramite mezzi elaboratori elettronici. A tali mezzi elaboratori è demandato il compito di controllare le caratteristiche variabili dei prodotti, comandando idonei interventi qualora tali caratteristiche si discostino da quelle programmate .

Nel caso specifico della chiusura dei flaconi, si presenta evidentemente il problema di controllare l'effettiva chiusura a tenuta dei tappi a vite, in particolare controllando il raggiungimento di una prestabilita coppia di serraggio. Una efficace conservazione dei prodotti può infatti essere garantita solo a condizione che il tappo del flacone assicuri la richiesta azione sigillante. Ciò risulta ovviamente di grande importanza per prodotti quali quelli farmaceutici, soggetti a una precisa data di scadenza.

Per controllare la chiusura dei flaconi sono stati proposti dispositivi dotati di idonei mezzi di frizione assoggettati a idonei mezzi elastici, agenti in sostanza da limitatori di coppia. Ovviamente tali dispositivi richiedono un'opportuna taratura dei suddetti mezzi elastici, al variare della coppia di serraggio voluta.

I dispositivi citati non consentono tuttavia una effettiva certificazione della rispondenza della chiusura di tutti i flaconi ai parametri fissati. Il sistema risulta infatti non sufficientemente preciso e poco affidabile, e consente unicamente un controllo per campionatura. Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo che consenta di operare l'ottimale chiusura di flaconi e simili mediante tappi a vite, in particolare permettendo di controllare l'effettiva chiusura a tenuta di tali flaconi.

Un ulteriore scopo dell'invenzione è quello di proporre un dispositivo di chiusura che consenta di regolare, in maniera funzionalmente semplice, la coppia di serraggio dei suddetti tappi a vite, nonché di misurare in maniera continua tale coppia di serraggio, così da consentire il rilascio di un certificato di garanzia attestante le caratteristiche dei prodotti.

Gli scopi citati vengono ottenuti in accordo con quanto riportato nelle rivendicazioni.

Le caratteristiche dell'invenzione sono evidenziate nel seguito, con particolare riferimento alle unite tavole di disegno, nelle quali:

- la fig.l illustra una vista in sezione longitudinale del dispositivo di chiusura in oggetto;

- la fig.2 illustra la medesima vista in sezione longitudinale del dispositivo di chiusura, nella configurazione di serraggio del tappo a vite su un relativo flacone;

- le figg.3 e 4 illustrano una vista di dettaglio di un particolare del dispositivo, rispettivamente dal lato indicato con X1 e X2 in figg.1 e 2;

- la fig.5 illustra una vista laterale di una zona superiore del dispositivo;

- la fig.6 ne illustra una corrispondente vista in sezione, secondo il piano di traccia VI-VI in fig.5.

Con riferimento alle suddette figure, si è indicato nell'insieme con 1 il dispositivo per la chiusura di flaconi e simili mediante relativi tappi a vite 2.

Il dispositivo 1 prevede un manicotto 3 che è portato girevole secondo un asse verticale da una coppia di piatti 4 e 5, orizzontali e sovrapposti, mediante rispettivi cuscinetti volventi 6 e 7. I piatti 4, 5 sono parte di una giostra che è girevole a sua volta, in modo noto, attorno a un asse verticale.

Il manicotto 3 conforma esternamente una ruota dentata 8 che è in accoppiamento con una corona dentata 9 solidale alla struttura fissa di supporto della summenzionata giostra. Pertanto, durante la rotazione della giostra, il rotolamento del manicotto 3 attorno alla corona dentata 9, determinato dall'accoppiamento di questa con la ruota .dentata 8, provoca la rotazione assiale·dello stesso manicotto 3.

Il manicotto 3 è attraversato passante da un albero tubolare 10 che si estende sensibilmente al disopra del piatto superiore 4 della giostra. L'albero tubolare 10 è accoppiato in senso rotatorio al manicotto 3, tramite una apposita linguetta 11 che impegna una cava longitudinale 12 praticata sulla superficie interna dello stesso manicotto 3.

L'albero tubolare 10 presenta inferiormente un tratto filettato 10a per l'avvitamento di un ulteriore manicotto 13, coassiale allo stesso albero 10.

L'albero tubolare 10 conforma internamente, nella porzione inferiore, in corrispondenza sostanzialmente della zona di accoppiamento con il manicotto 3, una camera cilindrica 14. La camera 14 costituisce la sede di un organo a scappamento per la trasmissione del moto di avvitamento del tappo 2, indicato nell'insieme con 100. Tale organo a scappamento 100 è costituito da una coppia di corpi cilindrici 15 e 16 di foggia tubolare, rispettivamente superiore e inferiore, disposti coassiali e aventi il medesimo diametro esterno; i corpi 15 e 16 sono associati l'uno all'altro, nella configurazione di trasmissione del moto di avvitamento, in corrispondenza di rispettivi piani affacciati che sono ugualmente inclinati rispetto all'asse longitudinale del dispositivo. In pratica, i due corpi 15 e 16 risultano complementari l'uno all'altro e nella suddetta configurazione cooperano a definire un elemento cilindrico continuo.

Il corpo superiore 15 dell'organo a scappamento porta in posizioni diametralmente opposte una coppia di rullini 17 girevoli secondo un asse radiale; i rullini 17 impegnano rispettive asole longitudinali 18 praticate corrispondentemente sull'albero tubolare 10. Pertanto il corpo 15 risulta accoppiato rotatoriamente all'albero tubolare 10, dal quale viene trascinato in rotazione.

Il corpo inferiore 16 dell'organo a scappamento è sostenuto in appoggio girevole su un cuscinetto assiale 19 alloggiato all'interno del manicotto 13. Il corpo 16 si prolunga inoltre inferiormente in un gambo 20 che attraversa assialmente il manicotto 13 e al disotto di questo è reso solidale all'involucro 21 di un organo di presa 22, di tipo noto. Dall'involucro 21 dell'organo 22 fuoriescono inferiormente le ganasce 23 di presa del tappo 2 da avvitare.

Sul corpo superiore 15 dell'organo di scappamento è atto ad agire in pressione, per interposizione di un cuscinetto assiale 24, un cannotto 25 che è inserito longitudinalmente all'interno dell’albero tubolare 10. Il cannotto 25 è atto ad essere posto in comunicazione alla sommità con noti mezzi per la mandata di aria compressa, non rappresentati in disegno. L'aria compressa viene alimentata all’organo di presa 22 tramite un tubo 26 che si estende inferiormente dal cannotto 25 e attraversa liberamente i suddetti corpi cilindrici 15, 16 dell'organo a scappamento.

Il cannotto 25 è sollecitato in direzione assiale dalla pressione esistente all'interno di una camera cilindrica 27 definita, mediante opportune guarnizioni 28 e 29, da una camicia 30 conformante una sorta di campana. La camicia 30 è attraversata assialmente dal cannotto 25 e investe parzialmente, nella sua parte inferiore, l'albero tubolare 10.

La camera 27 è alimentata con aria compressa mediante una tubazione 31. La pressione è trasmessa al cannotto 25 tramite un anello 32 inserito a riscontro di un opportuno spailamento sagomato esternamente dal cannotto stesso .

La camicia 30 porta girevole esternamente, secondo un asse radiale, mezzi volventi indicati con linea tratteggiata 33; tali mezzi volventi 33 impegnano una camma anulare 34, concentrica all'asse della giostra e solidale alla struttura fissa di questa. La camma 34 è destinata a comandare la corsa assiale di avvicinamento del dispositivo al flacone da chiudere.

A disopra .della camicia 30, al cannotto 25 è vincolato, tramite una spina trasversale 35, un braccio radiale 36 guidato su uno stelo 37 che si estende verticalmente dalla stessa camicia 30. Il braccio 36 porta un'asta verticale 38 destinata ad azionare opportuni mezzi sensori atti a controllare l'effettiva chiusura del flacone .

Come visibile nelle figg.5 e 6, il dispositivo prevede un primo organo sensore 39 e un secondo organo sensore 40, costituiti ad esempio da convenzionali sensori di prossimità, disposti su un medesimo piano orizzontale e opportunamente distanziati secondo il verso A di rotazione della giostra. I sensori 39, 40 sono supportati dalla struttura fissa della giostra.

1 sensori 39, 40 sono atti a rilevare il passaggio di un riscontro 41 portato a bandiera alla sommità dell'asta 38, tramite una traversina radiale 42. Il riscontro 41 è costituito ad esempio da una lamina che si estende per una opportuna lunghezza in direzione circonferenziale alla giostra.

Il funzionamento del dispositivo descritto viene ora illustrato a partire dalla fase da avvitamento di un tappo 2 sul flacone da chiudere, parzialmente visibile in fig.2 e indicato con 200. Il flacone viene portato in rotazione dalla giostra al disotto del dispositivo di chiusura. In pratica, la giostra porta distribuiti perifericamente una pluralità di dispositivi di chiusura, al disotto dei quali sono allineati rispettivi flaconi da chiudere .

Il tappo 2 è trattenuto dalle ganasce 23 dell'organo di presa 22, trascinato in rotazione dall'albero tubolare 10 tramite l'organo di trasmissione a scappamento 100. Come già si è detto, l'albero 10 è posto in rotazione dal manicotto 3 che è accoppiato tramite la ruota dentata 8 con la corona 9.

Infatti il corpo superiore 15 dell'organo a scappamento 100, accoppiato rotatoriamente all'albero tubolare 10 tramite i rullini 17 che impegnano le asole 18 di questo, trasmette il movimento al corpo inferiore 16 che è solidale all'organo di presa 22. Il corpo superiore 15 è sollecitato assialmente dalla forza applicata dal cannotto 25; tale cannotto 25 è sollecitato a sua volta dalla pressione esercitata dall'aria compressa all'interno della camera cilindrica 27.

E' da mettere in evidenza il fatto che il corpo superiore 15 trasmette la coppia di avvitamento al corpo inferiore 16 tramite i piani inclinati affacciati in corrispondenza dei quali gli stessi corpi 15, 16 risultano accoppiati. Infatti la forza assiale che sollecita il corpo superiore 15 determina in corrispondenza dei summenzionati piani inclinati una componente trasversale atta a produrre la suddetta coppia di avvitamento.

E' parimenti da notare che l'entità dell'inclinazione dei suddetti piani di giunzione dei corpi cilindrici 15, 16 determina il valore della citata componente trasversale della spinta.

Pertanto il tappo 2 portato dall'organo di presa 21 viene avvitato sul flacone 200.

Al momento in cui viene completato 1'avvitamento del tappo 2 sul flacone 200, cioè al raggiungimento di una prevista coppia di serraggio di tale tappo 2, il corpo inferiore 16 dell'organo a scappamento 100 si arresta, mentre il corpo superiore 15 prosegue il movimento di rotazione, trascinato sempre dall'albero tubolare 10. Il corpo superiore 15 è soggetto quindi a uno spostamento verticale, a contrasto della spinta elastica esercitata dalla pressione esistente all'interno della camera 27 (si veda fig.2).

Infatti il piano inclinato superiore del corpo cilindrico 16 forma una sorta di camma fissa su cui scorre il corrispondente piano inclinato inferiore del corpo cilindrico 15 girevole rotatoriamente.

In pratica, nella configurazione di serraggio del tappo 2, il corpo superiore 15 compie un movimento alternato di salita e discesa ad ogni giro imposto al corpo 15 stesso. Tale movimento alternato del corpo 15 dell'organo a scappamento viene comunicato al cannotto 25, che appoggia sullo stesso corpo 15 tramite il cuscinetto 24; il cannotto 25 trascina a sua volta l'asta verticale 38 destinata all'azionamento dei sensori di prossimità 39 e 40 .

Più precisamente, il primo sensore 39 rileva il passaggio del riscontro 41 portato dall'asta 38 del dispositivo, come indicato con linea tratteggiata 41a in fig.6. Il sensore 39 fornisce corrispondentemente un segnale di riferimento che viene automaticamente confrontato con il segnale rilevato dal secondo sensore 40, disposto a valle del precedente secondo il verso di rotazione della giostra .

Durante la fase di avvitamento del tappo 2, non avendosi movimento verticale dell'asta 38, i sensori 39, 40 rilevano un segnale costante.

Dopo il raggiungimento della citata coppia di serraggio, l'arresto del corpo inferiore 16 dell'organo a scappamento 100 determina, come si è detto, un movimento verticale alternato dell'asta 38. Pertanto in tale fase la sommità dell'asta 38, recante il riscontro 41, si sposta al disopra del piano dei sensori 39, 40, come illustrato con linea trattegiata 38a in fig.5.

In pratica quindi i sensori 39, 40 rilevano un segnale alternato che indica il raggiungimento della coppia di serraggio del tappo, cioè 1'avvenuta chiusura a tenuta del flacone 200.

Ovviamente i sensori 39, 40 consentono di rilevare anche il verificarsi di eventuali anomalie, durante l'avvitamento del tappo.

In particolare, la mancanza della succitata fase di segnale costante, determinata da un immediato movimento alternato dell'asta 38, rileva un non regolare avvitamento del tappo, causato ad esempio da un impuntamento del tappo stesso. La mancanza invece della fase caratterizzata da un segnale alternato rileva l'incompleta chiusura del flacone 200, causata ad esempio da un difetto del tappo.

In queste condizioni ovviamente è possibile comandare lo scarto del flacone tappato in maniera difettosa, in modo da selezionare soltanto i prodotti finiti rispondenti alle caratteristiche previste.

Il dispositivo descritto consente in definitiva di controllare l'effettiva chiusura a tenuta dei flaconi mediante i relativi tappi a vite, scartando immediatamente quelli eventualmente difettosi.

E' da mettere in rilievo il fatto che tale controllo viene eseguito in maniera continua su tutti i flaconi confezionati dalla macchina. E' possibile quindi l'effettiva certificazione della rispondenza della chiusura di tutti i flaconi ai parametri fissati.

Il dispositivo consente inoltre di regolare opportunamente il valore della suddetta coppia di serraggio dei tappi. A tal fine è possibile agire sul valore della pressione di alimentazione della camera 27, che determina il valore della spinta assiale agente elasticamente sull'organo a scappamento 100 tramite il quale è trasmessa la coppia di avvitamento del tappo.

E' evidente che tale pressione può essere controllata mediante idonei organi sensori, in maniera da avere una misura indiretta del valore della succitata coppia di serraggio .

Il dispositivo in oggetto consente in definitiva di operare l'ottimale chiusura di flaconi mediante tappi a vite, in particolare permettendo di controllare l'effettiva chiusura a tenuta dei flaconi stessi. Il dispositivo di chiusura consente inoltre di regolare, in maniera funzionalmente semplice, la coppia di serraggio dei suddetti tappi a vite, nonché di misurare in maniera continua tale coppia di serraggio.

Ciò rende possibile, come si è detto, il rilascio di un certificato di garanzia attestante le caratteristiche dei prodotti confezionati.

Il dispositivo di chiusura ha infine struttura semplice dal punto di vista funzionale e costruttivo e ha impiego versatile, in rapporto alle caratteristiche dei flaconi da tappare.

Si intende che quanto sopra è stato descritto a titolo esemplificativo e non limitativo, per cui eventuali varianti costruttive si intendono rientranti nell'ambito protettivo della presente soluzione tecnica, come sopra descritta e nel seguito rivendicata.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo per la chiusura di flaconi e simili mediante tappi a vite, caratterizzato dal fatto che comprende un manicotto 3 atto ad essere azionato in rotazione secondo una asse verticale coincidente con l'asse di un flacone 200 da chiudere; un albero tubolare 10 atto ad essere trascinato in rotazione da detto manicotto 3 e montato scorrevole assialmente rispetto allo stesso manicotto 3; un organo a scappamento 100 per la trasmissione di una coppia di avvitamento da detto albero tubolare 10 a un organo di presa 22 di un tappo 2 da avvitare su detto flacone 200, il quale organo a scappamento 100 è disposto all'interno di una camera 14 definita dallo stesso albero tubolare 10 ed è costituito da un corpo cilindrico superiore 15, accoppiato rotatoriamente a detto albero tubolare 10 e sollecitato elasticamente da una forza assiale, e da un corpo cilindrico inferiore 16, vincolato assialmente a detto organo di presa 22, detti corpi cilindrici 15 e 16 essendo disposti coassiali e atti ad essere associati l'uno all'altro, nella configurazione di trasmissione di detta coppia di avvitamento di detto tappo 2, in corrispondenza di relativi piani inclinati rispetto a detto asse longitudinale e affacciati l'uno all'altro; mezzi sensori 39, 40 atti a controllare l'effettiva chiusura di detto flacone 200.
2. 2) Dispositivo secondo la riv.l, caratterizzato dal fatto che detto corpo cilindrico inferiore 16 dell'organo di scappamento 100 è atto ad arrestarsi al raggiungimento di una coppia di serraggio di detto tappo 2 su detto flacone 200, mentre detto corpo superiore 15 prosegue il movimento di rotazione, trascinato da detto albero tubolare 10.
3. 3) Dispositivo secondo la riv.l, caratterizzato dal fatto che detto corpo cilindrico superiore 15 dell'organo a scappamento 100 è sollecitato assialmente, per interposizione di mezzi volventi 24, da un cannotto 25 inserito longitudinalmente all'interno del detto albero tubolare 10 e sollecitato elasticamente a sua volta dalla pressione esistente all'interno di una camera cilindrica 27 definita da una camicia 30 attraversata assialmente dal cannotto 25 stesso.
4. 4) Dispositivo secondo la riv.3, caratterizzato dal fatto che detto cannotto 25 supporta un'asta verticale 38 destinata ad azionare detti mezzi sensori 39, 40 per il controllo dell'effettiva chiusura di detto flacone 200.
5. 5) Dispositivo secondo la riv.l, caratterizzato dal fatto che detti mezzi sensori prevedono un primo organo sensore 39 e un secondo organo sensore 40, disposti in posizione fissa su un medesimo piano orizzontale e opportunamente distanziati secondo il verso A di rotazione di una giostra recante in rotazione il dispositivo stesso.
6. 6) Dispositivo secondo la riv.l, caratterizzato dal fatto che detti mezzi sensori 39, 40 sono atti a rilevare il passaggio e lo spostamento verticale di mezzi di riscontro 41 portati da mezzi 25, 38 atti a seguire il movimento di detto corpo cilindrico superiore 15 dell'organo di scappamento 100.
7. 7) Dispositivo secondo la riv.6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi sensori 39, 40 sono atti a rilevare il passaggio in posizione assiale fissa di detti mezzi di riscontro 41 durante la fase di avvitamento di detto tappo 2, e uno spostamento verticale alternato degli stessi mezzi di riscontro 41 al raggiungimento della coppia di serraggio del tappo 2 stesso.
8. 8) Dispositivo secondo la riv.l, caratterizzato dal fatto che detto corpo cilindrico superiore 15 dell'organo a scappamento 100 porta in posizioni diametralmente opposte una coppia di rullini 17 girevoli secondo un asse radiale e atti a impegnare rispettive asole longitudinali 18 praticate corrispondentemente su detto albero tubolare 10, in maniera da risultare scorrevole verticalmente rispetto all'albero 10 stesso, a contrasto di detta forza assiale, all'atto del raggiungimento di una coppia di serraggio di detto tappo 2.
9. 9) Dispositivo secondo la riv.l, caratterizzato dal fatto che detto .corpo cilindrico inferiore 16 dell'organo a scappamento 100 è sostenuto in appoggio girevole su mezzi volventi 19 alloggiati all'interno di un ulteriore manicotto 13, vincolato all'estremità inferiore di detto albero tubolare 10, e si prolunga assialmente in un gambo 20 che è reso solidale a detto organo di presa 22.
10. 10) Dispositivo secondo la riv.1, caratterizzato dal fatto che detti corpi cilindrici 15, 16 dell'organo a scappamento 100 hanno foggia tubolare e sono attraversati assialmente da un cannotto 25, inserito longitudinalmente all'interno del detto albero tubolare 10 e atto ad essere posto in comunicazione alla sommità con mezzi per la mandata di aria compressa di alimentazione di detto organo di presa 22, detto cannotto 25 essendo atto altresì a trasmettere detta spinta assiale a detto corpo cilindrico superiore 15.