ITBO970436A1 - Apparato per le macchine a giostra adibite alla tappatura di flaconi o simili con tappi a vite. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale, dal titolo:

"Apparato per le macchine a giostra adibite alla tappatura di flaconi o simili con tappi a vite"

DESCRIZIONE

II trovato fa riferimento alle macchine a giostra adibite alla chiusura di flaconi o simili con tappi a vite e per queste macchine, operanti attualmente anche a velocità molto elevate, concerne un apparato di grande affidabilità tecnologica, che può essere programmato attraverso il quadro di comando della macchina per soddisfare le esigenze di avvitamento a tenuta dei diversi formati di flaconi e di tappi accettabili dalla giostra, che è in grado di controllare la coppia di avvitamento di ogni tappo ed eventualmente anche di autoregolarsi con un comando in retroazione, per far sì che la coppia di avvitamento risulti e permanga al valore prefissato, tale per cui i tappi siano chiusi in modo da garantire la chiusura a tenuta dei flaconi, condizione partìcolarmente necessaria per la conservazione del prodotto confezionato, e nel contempo tale da consentire uno svitamento sufficientemente agevole dei tappi stessi nella fase d’uso del prodotto confezionato nei detti flaconi.

Per controllare la coppia di avvitamento dei tappi a vite su flaconi, sono noti dispositivi con mezzi di frizione caricati da mezzi elastici, che agiscono sostanzialmente come limitatori di coppia. Al variare della coppia di serraggio è necessario modificare la taratura dei detti mezzi elastici. Questi dispositivi noti, non consentono il raggiungimento di condizioni operative costanti nel tempo, a causa della reazione variabile delle frizioni per effetto della temperatura, dell'usura e di altri parametri. Sono anche noti dispositivi che impiegano, al posto delle frizioni, degli innesti frontali caricati da una pressione pneumatica variabile a seconda delle esigenze di serraggio e che al raggiungimento della coppia di avvitamento voluta, determinano lo spostamento assiale di un loro componente che viene rilevato da dei sensori che consentono di verificare il grado di serraggio del tappo. Anche l'operato di questi dispositivi non è però affidabile e costante nel tempo in quanto affidato unicamente ad un innesto sempre del tipo a frizione.

Il trovato intende ovviare a questi e ad altri inconvenienti della tecnica nota, con la seguente idea di soluzione. L'avvitamento del tappo viene ottenuto con .l'impiego di mezzi a frizione che realizzano una coppia di serraggio sostanzialmente uguale o di poco inferiore a quella ottimale richiesta. L'asse che porta la pinza di trattenimento del tappo e che è collegato all'equipaggio condotto della frizione, è collegato mediante una ruota a scatto libero ad un meccanismo che, ad avvitamento avvenuto del tappo da parte della frizione, coopera con un cuneo ad interferenza variabile e programmabile, montato su mezzi mobili collegati ad una cella di carico. Quando il detto meccanismo coopera col cuneo, riceve da questo la coppia necessaria per completare l'avvitamento e la reazione del cuneo nei confronti del detto meccanismo, viene rilevata dalla cella di carico che emette un segnale elettrico proporzionale alla effettiva coppia di serraggio del tappo. Per salvaguardare la frizione meccanica, è inoltre previsto che questa sia caricata ad un valore minimo da un mezzo elastico tarabile e che il carico di compattamento della stessa frizione, venga portato al valore di esercizio richiesto per mezzo di un gruppo a cilindro e pistone, caricato con un fluido alla pressione prestabilita. Questa condizione rimane per il tempo necessario ad assicurare la prima fase di avvitamento del tappo, dopo di che viene tolta per cui la frizione viene protetta dal surriscaldamento e dalle usure.

Maggiori caratteristiche del trovato, ed i vantaggi che ne derivano, appariranno meglio evidenti dalla seguente descrizione di una forma preferita di realizzazione dello stesso, illustrata a puro titolo di esempio, non limitativo, nelle figure delle cinque tavole allegate di disegno, in cui:

- la fig. 1 illustra sezionato longitudinalmente uno degli apparati di avvitamento di un tappo a vite, ripreso nella fase attiva di lavoro;

- la fig. 2 illustra ingrandita la parte terminale inferiore dell'apparato di figura 1, provvista della pinza di presa del tappo e della frizione a carico meccanico e pneumatico che determina la prima fase di rotazione della stessa pinza;

- le figg. 3 e 4 illustrano dei dettagli di calettamento con possibilità di spostamento assiale di parti dell'apparato di figura 1, sezionate rispettivamente secondo le linee III-III e IV-IV;

- la fig. 5 illustra la parte alta della giostra di tappatura, provvista degli apparati di cui trattasi e sezionata secondo un piano verticale contenente l'asse di rotazione della giostra stessa;

- la fig. 6 è una vista dall'alto della parte superiore della giostra di tappatura di cui alla figura 5;

- la fig. 7 è una vista schematica ed a blocchi delle parti principali del circuito elettrico e pneumatico di governo della giostra di tappatura provvista degli apparati secondo l'invenzione.

Nella figura 1, con A è indicato nell'insieme uno degli apparati ad asse verticale per la chiusura di flaconi B o simili, visibili solo in parte, con un tappo a vite C, montato perimetralmente con altri apparati uguali, in giusto numero e con equidistanziamento angolare, su una giostra che ruota attorno ad un asse verticale, non illustrata nei dettagli in quanto nota nel settore della tecnica di cui trattasi. Il flacone B viene alimentato da adatti mezzi sotto ad ogni apparato di chiusura A, in allineamento assiale con questo e viene trattenuto da appositi mezzi di appoggio e da una pinza, non illustrati, associati alla giostra e che ruotano con essa. Al variare del formato dei flaconi da avvitare, mezzi noti sono previsti per sollevare od abbassare tutta la parte superiore della giostra con gli apparati di chiusura di cui trattasi rispetto ai detti mezzi di supporto e trattenimento dei flaconi che rimangono con una posizione fissa in quota.

Nella figura 1, con 1 è indicato il piatto superiore della giostra che ruota attorno ad un asse verticale e che per mezzo di cuscinetti 2 sostiene girevolmente per l'estremità superiore una canna verticale 3 che si estende verso il basso. Il piatto 1 è realizzato con forma scatolare ed all'interno dello stesso è prevista una ruota dentata 4 calettata per mezzo della chiavetta 5 sulla detta canna 3 e che ingrana con un ingranaggio epicicloidale un cui ultimo componente è indicato con 6 e che prevede ad esempio una parte fissa o controrotante in allineamento assiale alla giostra (non illustrata), così che nella rotazione del piatto 1 attorno all'asse verticale della giostra stessa, la ruota dentata 4 deriva dal detto ingranaggio e trasmette alla canna 3 la rotazione necessaria per la fase di avvitamento del tappo (vedi oltre).

La canna 3 è investita telescopicamente sul tratto inferiore al piatto 1, da una canna 7 che attraversa delle boccole di guida 8, 108 montate in corrispondenti sedi verticali di un piatto orizzontale-intermedio 9 e di un piatto orizzontale inferiore 'J 109 della giostra, essendo tali piatti solidali tra loro ed al piatto 1 per mezzo di camice anulari 101 e 201 coassialmente disposte nella giostra stessa ed opportunamente aperte per il passaggio di taluni componenti. Il tratto superiore della canna 7 attraversa a tenuta laterale, per mezzo delle guarnizioni 10, un cilindro 11 nel quale opera a tenuta laterale un pistone 18 solidale assialmente alla detta canna. Il corpo del detto cilindro 11 si estende verso l'asse della giostra ed è fissato ad una candela verticale 12, orientata verso il basso e che con l'estremità inferiore attraversa una sede verticale 13 ricavata sul detto piatto inferiore 109 della giostra, in modo che il detto cilindro 11 sia nella impossibilità di ruotare e possa compiere solo spostamenti assiali. Il cilindro 11 porta fissato sul fianco rivolto verso l'asse della giostra e con disposizione radiale rispetto alla giostra stessa, l'asse orizzontale di un rullino 14 che coopera col profilo a doppio effetto 15 di una camma anulare e nota 16, posta coassialmente alla giostra, montata sulla parte fissa 17 di questa e destinata a comandare la corsa di avvicinamento al flacone B dell'equipaggio inferiore e mobile dell'apparato di cui trattasi, che porta il tappo C da avvitare (vedi oltre).

Nel cilindro 11 esistono due camere di pressione 19 e 20, definite dalle facce opposte del pistone 18 e queste camere sono collegate a condotti di mandata di un fluido a valori diversi di pressione. In particolare nella camera inferiore 19 viene creata una pressione che spinge il pistone 18 verso l'alto con una forza tale da compensare e da sostanzialmente annullare il peso dell'equipaggio inferiore mobile dell'apparato che porta il tappo e che è destinato a gravare sul flacone da chiudere. Nella camera superiore 20 viene creata una pressione costante di contrasto all'avvitamento, tale per cui, se nella fase di avvicinamento e di avvitamento il tappo si dovesse impuntare sulla bocca filettata del flacone e non dovesse avvitarsi, il cilindro 11 può proseguire nella corsa verso il basso, mentre la canna 7 rimane ferma in quota, evitando danneggiamenti del tappo, del flacone e le relative conseguenze. In questo caso la camera 20 diminuisce di volume e la sua pressione tenderebbe ad aumentare se non fossero previsti dei mezzi tarati, non illustrati, ad esempio una valvola di massima pressione, che commutano e mantengono la pressione della detta cerniera ad un valore costante e prefissato. In associazione a questi mezzi, possono essere previsti dei trasduttori indicati schematicamente con 120, ad esempio un pressostato, che rilevano 1'intervento dei detti mezzi tarati od una funzione equivalente e che segnalano al processore di governo della macchina (vedi oltre) che un determinato apparato A ha operato in modo anomalo.

Sulla detta parte fissa 17 della giostra che porta la camma 16, è montata la parte fissa 21 di un distributore rotante, alla quale sono attestati i condotti di mandata dell'aria compressa e con la quale coopera per mezzo dei cuscinetti 22 e delle tenute 23, la parte di distributore 24 che ruota, che è solidale al piatto 1 e dalla quale si dipartono i condotti schematicamente indicati nell'insieme con 25, per alimentare l'aria in pressione alle dette camere 19 e 20 e ad altre camere di pressione dell'apparato (vedi oltre).

La canna 7 è impedita dal ruotare da una propria appendice laterale 26 che con una boccola di estremità 27 scorre guidata sulla candela 12. L'estremità inferiore della canna 3 coopera per mezzo di chiavette 28, trattenute in sito da spine trasversali 29 come dal dettaglio di figura 3, col tratto superiore e longitudinalmente scanalato di un cannotto 30 montato girevolmente nella canna 7 per mezzo di cuscinetti 31, 32 e che termina con una campana 130 che costituisce la parte conduttrice di una frizione pluridisco 33, la cui parte condotta ed inferiore 133 ha forma di fungo, è montata girevole per mezzo di cuscinetti 34 all'interno di una boccola 35 alloggiata nell'estremità inferiore della canna 7, che si estende oltre la campana 130 della frizione, senza interferire con questa e che è trattenuta assialmente in sito da una ghiera 37 avvitata nel corrispondente tratto d'estremità internamente filettato della stessa canna 7. La boccola 35 porta sulla estremità inferiore un colletto 38 fissato con viti 39, allo scopo di bloccare la stessa boccola sulla ghiera 37 per realizzare con questa un tutt'uno. Allentando le viti 39 è possibile ruotare con apposito attrezzo il colletto 38 e con esso la boccola 35, per far si che il tratto internamente filettato della sua estremità superiore si avviti o sviti nei confronti di uno scodellino esternamente filettato 40, che è impedito dal ruotare da una spina 41 ancorata ad un'appendice interna della canna 7, cosi che il detto scodellino può compiere solo spostamenti assiali. Lo scodellino 40 agisce sull'estremità di una molla ad elica cilindrica 42 che con l'altra estremità appoggia su uno scodellino 43 calettato con una chiavetta 44 alla boccola 35 e che porta il cuscinetto inferiore 32 di supporto del cannotto 30. Modificando la carica della molla antagonista 42, si modifica la pressione tra le parti conduttrici e le parti condotte della frizione 33 e quindi si definisce il valore limite della coppia dentro il quale le dette parti rimangono accoppiate rotoidalmente l'una all'altra.

Le parti condotte della frizione 33 comprendono anche un albero 233 che attraversa assialmente e di precisione il gambo cavo del detto fungo 133, che è a questo accoppiato per mezzo della chiavetta 45 e che con le chiavette 46 è solidale ai dischi condotti della detta frizione. L'estremità inferiore dell'albero 233 e del gambo della parte condotta 133 della frizione, sono predisposti con un attacco rapido, di tipo noto, per portare calettata la pinza nota 47, usualmente a comando pneumatico, che trattiene il tappo nella fase di avvitamento sul flacone.

Il tratto inferiore del cannotto 30 è investito da uno stelo tubolare 48 dotato superiormente di un pistone 49 che scorre mediante apposite guarnizioni di tenuta 50 in una camera di pressione 51 ricavata all'interno della canna 7 ed in tale camera è attestato un condotto 52 attestato a dei mezzi che alimentano un fluido, ad esempio aria, ad un giusto valore di pressione. Il valore della coppia di innesto della frizione 33 è determinato in parte dal carico della molla 42 ed in parte dalla pressione pneumatica esercitata attraverso il pistone 49. Secondo il trovato è previsto che il carico esercitato dalla molla antagonista 42 sia di valore minimo ed uguale per tutti gli apparati A della giostra, perchè realizzato con l'avvitamento delle boccole 35 dianzi dette per mezzo di apposita chiave dinamometrica. E' anche previsto che questo valore possa rimanere costante al variare del formato dei flaconi e dei relativi tappi su questi avvitabili con la giostra di cui trattasi, almeno entro una certa gamma di formati. Il valore della coppia di innesto della frizione 33 viene adeguato di volta in volta alle specifiche esigenze dei flaconi e dei tappi su cui si deve operare, adeguando dal quadro di comando della macchina, mediante appositi mezzi più avanti indicati, il valore della pressione pneumatica che agisce sul pistone 49. A salvaguardia della frizione è inoltre previsto che questa pressione pneumatica venga fornita solo durante una parte della fase di avvitamento del tappo, come più avanti detto.

L'albero 233 che porta la pinza 47 di trattenimento del tappo C, impegna per un tratto il cannotto 30 con un gioco radiale tale da poter essere investito a tenuta laterale, per mezzo della guarnizione 53, dalla parte terminale tubolare 154 di un albero composito 54, montato girevolmente nella canna 3 per mezzo di cuscinetti 55, essendo tale albero dotato sul tratto inferiore della propria anima interna al detto tratto tubolare 154, di un taglio diametrale 56 impegnato da un tratto spianato 333 del detto albero 233 che risulta in questo modo calettato all'albero superiore 54 e con la possibilità di compiere rispetto a questo degli spostamenti assiali, vedi anche dettaglio di figura 4. L'albero 54 sporge dalla parte superiore del piatto 1 con un tratto di lunghezza tale da potervi montare una ruota dentata a scatto libero 57, della quale si dirà più avanti e sull'estremità superiore dello stesso albero 54 è montato un attacco rotante 58 collegato ad un condotto di mandata di aria compressa per la manovra di chiusura della pinza 47 che è normalmente sollecitata in apertura da dei mezzi elastici. L'aria compressa giunge al gruppo a cilindro e pistone interno di azionamento della pinza 47, attraverso fori indicati nell'insieme con 59 e che interessano assialmente l'albero composito 54 ed il successivo albero 333, 233 ed il codolo di attacco della stessa pinza.

Le alimentazioni pneumatiche a pressione regolabile, necessarie per la taratura al valore di esercizio della frizione 33 e per la chiusura delle pinze 47, vengono derivate da rispettive valvole indicate nell’insieme con 60, montate su un supporto a campana 61 fissato coassialmente sul piatto 109 ed in parte montate direttamente su tale piatto e che cooperano con camme 62 calettate mediante chiavetta 63 sul corpo fisso 64 di un distributore rotante collegato a condotti fissi di alimentazione dell'aria, non illustrati. La parte rotante 65 del distributore, che coopera con la detta parte fissa 64, è fissata sulla incastellatura 61 e da questa si dipartono i vari condotti indicati nell’insieme con 66, attestati alle varie valvole 60 dianzi dette. Le uscite delle valvole 60 sono collegate all'attacco rotante 58 ed alla camera di pressione 51 dei vari apparati A.

Dalle figure 1, 5 e 6 si rileva che la ruota dentata a scatto libero 57 ingrana con una ruota dentata 67 montata girevole col proprio asse verticale 167 sul piatto 1 e dotata in posizione eccentrica di un rullino 68 ad asse verticale, che coopera col profilo scanalato ed emulare 169 di una camma piatta 69 fissata con l'interposizione di un collare 70 su un piatto orizzontale 71 solidale ad una parte assiale e fissa 171 della giostra. Il profilo 169 della camma è caratterizzato da un ampio tratto di forma circolare e concentrica all'asse della giostra e da un corto tratto in cui lo stesso profilo mantiene la circolarità del fianco esterno, mentre il fianco interno presenta un andamento retto a corda, come indicato con 169' in figura 6, così che in tale tratto il detto profilo scanalato risulta opportunamente allargato verso l'asse della giostra. Rivolto verso questo tratto di profilo allargato della camma, il corpo della stessa camma presenta un lato 172 di una finestra 72 ad esempio di forma quadrata, che scopre per la maggior parte il sottostante piatto 71. Perpendicolarmente al detto lato 172 della finestra 72, è prevista una coppia di aste di guida orizzontali 73, fissate con le estremità sul collare 70 e su tali aste scorre una slitta 74 articolata inferiormente all'estremità di un glifo 75 calettato sull'estremità di una canna verticale 76 montata girevole nella detta parte fissa 171 della giostra.e collegata con l'estremità inferiore a mezzi di precisione che consentono di modificarne e di stabilizzarne la posizione angolare, ad esempio ad un servocomando con encoder schematicamente indicato con 77, predisposto per il governo a distanza attraverso il quadro di comando della macchina (vedi oltre). Sulla slitta 74 sono montate due guide 78 parallele alle aste 73 dianzi dette e nelle quali scorrono delle aste 79 fissate con le estremità a traverse 80, 180 di cui quella ICO è collegata allo stelo di due gruppi a cilindro e pistone 81, 181 paralleli alle aste 79 ed il cui corpo è fissato sulla slitta 74. Questi cilindri sono normalmente nella posizione di massima estensione del relativo stelo, oppure in condizione tale da mantenere la traversa 80 in battuta contro le guide 78 e tali cilindri sono collegati ad un circuito logico pneumatico 82 montato sulla faccia superiore della camma 69 e che ha le funzioni più avanti dette. Ad una estremità della traversa 80 è fissata in 83 l'estremità di una cella di carico di tipo elettrico 84, parallela alla detta traversa e che con l'altra estremità è collegata con 1'interposizione di uno snodo 85, ad una slitta formata da una coppia di aste orizzontali e tra loro parallele 86, ortogonali alla detta traversa 80, scorrevoli in corrispondenti sedi di guida 87 ricavate nel corpo della camma 69 e che sfociano nella parte iniziale del tratto di profilo allargato di tale camma, dove la camma stessa porta una feritoia 88 parallela alle dette sedi 87 e nella quale scorre guidato un cuneo 89 orientato col lato inclinato in modo da poter entrare dall'esterno nel profilo 169 della camma 69 per interferire di una entità prestabilita e governabile a distanza per mezzo del servocomando 77, col rullino 68 di ogni ruota dentata 67 degli apparati A della giostra di tappatura. Nella figura 6, il cuneo 89 è illustrato nella posizione di massima interferenza col profilo della camma 69.

Il cavo elettrico 184 collegato alla cella di carico 84, attraversa la cavità assiale della canna 76 (fig. 7) è va collegato al quadro di comando della macchina (vedi oltre).

Il circuito logico pneumatico 82 è attestato ad uno dei condotti di uscita 25 del distributore rotante superiore della giostra e nel suo interno porta ad esempio dei componenti equiparabili ai trigger ed ai flip-flop elettronici, tali per cui il cilindro 81 è normalmente alimentato in estensione con una pressione che assolve funzioni di sicurezza per la cella di carico, ovvero tali per cui la stessa cella di carico non venga mai sollecitata oltre un valore massimo prestabilito. Il cilindro 181 è invece normalmente disalimentato. Nel circuito di alimentazione del cilindro 81 è previsto ad esempio un trigger che scatta al superamento di una pressione critica dovuta ad una sollecitazione anomala della cella di carico e sono previsti dei mezzi di ritardo che dopo un intervallo di tempo tale da garantire che il rullino 68 dell'unità A rilevata abbia ad aver abbandonato il cuneo 89, comandano il cambiamento di stato di un componente a flip-flop che alimenta aria nel cilindro 181 ad una pressione tale da assicurare la rapida estensione dello stelo di tale cilindro ed il rapido ritorno a riposo di tutto l'equipaggio mobile collegato a tale cilindro, dopo di che tale alimentazione d'aria cessa e l'apparato ritorna nella condizione di inizio ciclo.

Viene ora descritto il funzionamento dell'apparato a partire dalla fase di avvitamento di un tappo C su un flacone B parzialmente visibile in figura 1. La giostra ruota in senso orario per chi guarda la figura 6 ed i rullini 68 delle ruote dentate 67 dei vari apparati A della giostra stessa, percorrono il tratto circolare del profilo 169 della camma 69. Il tappo C trattenuto dalla pinza 47 chiusa (fig. 1), si avvicina e si attesta alla bocca del flacone per l'azione della camma 16 e ruota nel senso utile all'avvitamento per la cooperazione della ruota dentata 4 con l'ingranaggio epicicloidale indicato in parte con 6. Il tappo si avvita sul flacone con un corrispondente abbassamento della canna 7 ed un corrispondente abbassamento dello stantuffo 18, in contrasto alla pressione pneumatica che bilancia il peso dell'apparato di cui trattasi. Se durante l'abbassamento dell'apparato da parte della camma 16, il tappo si impunta sul collo del flacone, per cui non si avvita e non scende, la canna 7 rimane nella sua posizione in quota mentre il cilindro 11 prosegue nella corsa di abbassamento, riducendo il volume della camera 20, come già detto in precedenza.

Durante la fase di avvitamento del tappo, nella camera di pressione 51 viene inviata aria alla pressione tale da caricare la frizione 33 con la forza necessaria per raggiungere la coppia di avvitamento desiderata del tappo stesso, che è di un valore leggermente inferiore a quello ideale e massimo prestabilito. Durante l'avvitamento del tappo, gira la parte condotta 133 della frizione e con essa girano gli alberi 233 e 54, mentre la ruota a scatto libero 57 rimane ferma e la corrispondente ruota dentata 67 rimane anch'essa ferma, col rullino 68 che scorre nel tratto circolare del profilo 169 della camma 69. Ad avvitamento avvenuto del tappo con la coppia di serraggio determinata dalla frizione 33, viene in giusta fase tolta l'alimentazione dell'aria compressa nella cerniera 51, cosi che la frizione stessa prosegue nella rimanente parte del ciclo operativo col solo carico elastico determinato dall'azione della molla antagonista 42, con conseguente limitazione degli attriti, del surriscaldamento e ciò a salvaguardia della durata e dell'affidabilità della stessa frizione. La pinza 47 si ferma e con essa cessano di girare le parti condotte della frizione e gli alberi 233, 54. In successione di fase, i rullini 68 delle ruote dentate 67 dei vari apparati A della giostra (vedi fig. 6), giungono in corrispondenza del tratto allargato del profilo 169 della camma 69 e cooperano col cuneo 89 che per effetto del grado di interferenza sull'orbita di rotazione degli stessi rullini, determina una rotazione in senso antiorario delle ruote 67, di una ampiezza angolare prestabilita e tale rotazione si trasmette attraverso la ruota a scatto libero 57, al complesso dell'albero 54, 233, al gambo 133, alla pinza 47 e quindi al tappo C che viene avvitato con la coppia di serraggio prestabilita. E' evidente come in questa fase, l'ingranaggio 57--67 e tutto il complesso collegato alla pinza 47, parta da una situazione di quiete e come sia pertanto privo di inerzie che potrebbero falsare il valore del momento torcente trasmesso, a garanzia della precisione operativa dell'intero apparato. Durante questa fase, l'interferenza del rullino 68 col piano inclinato 89, determina una sollecitazione della cella di carico 84 che genera un segnale proporzionale attraverso il quale è possibile rilevare l'entità della coppia di serraggio dei tappi ed è conseguentemente possibile certificare 1'entità di chiusura di tutti i flaconi trattati dalla giostra tappatrice. Se un tappo od il collo di un flacone presentano dei difetti, per cui la cella di carico 84 rileva un valore di coppia inferiore o superiore a valori prefissati, il od i corrispondenti flaconi vengono predisposti per essere scartati all'uscita dalla giostra tappatrice, con mezzi di tipo noto che saranno edotti della posizione angolare e lineare successiva dei flaconi, attraverso l'azione di encoder montati sull'asse della giostra di tappatura e sui successivi mezzi di trasporto dei flaconi stessi.

Al variare delle caratteristiche dei flaconi e dei relativi tappi di chiusura, sarà possibile adattare la giostra tappatrice alle diverse esigenze di avvitamento dei tappi, variando la pressione pneumatica nella camera 51 e/o variando il grado di interferenza del cuneo 89 nei confronti del profilo 169 della camma 69, secondo un programma noto.

Quando i rullini 68 delle ruote dentate 67 abbandonano il cuneo 89, gli stessi rullini cooperano col tratto rettilineo ed a corda 169' del fianco interno del profilo della camma 69 e vengono da questo riportati nella posizione angolare primitiva, utile per il loro reinserimento nel tratto circolare dello stesso profilo di camma.

Con riferimento alla figura 7 si rileva che attraverso il processore 90 che governa il funzionamento della macchina tappatrice, sarà ad esempio possibile governare per mezzo di un'apposita interfaccia 91, una prima unità pneumatica 92 che attraverso il collettore rotante superiore 21, 24 fornisce alle camere 19 e 20 dei vari apparati A, le pressioni ai valori di volta in volta richiesti dal peso delle pinze 47 e dalle caratteristiche dei tappi e dei flaconi da chiudere, e che fornisce al circuito logico e pneumatico 82 la o le pressioni necessarie per l'alimentazione in tempi diversi dei cilindri 81, 181 che rispettivamente ammortizzano le sollecitazioni anomale a cui può essere sottoposta la cella di carico 84 e che riportano quest'ultima nella posizione di riposo.

Attraverso il processore 90 sarà possibile governare anche una seconda unità pneumatica 93 atta a fornire pressioni di valore di volta in volta selezionabile in funzione delle caratteristiche dei flaconi e dei relativi tappi di chiusura, che attraverso il distributore rotante inferiore 64, 65 ed attraverso le valvole 60, vengono condotte agli attacchi rotanti 58 per il comando di chiusura delle pinze 47 con una pressione prestabilita e vengono indirizzate ai condotti 52 attestati nelle camere di pressione 51 del gruppo a cilindro e pistone che carica la frizione 33 con la presione massima di esercizio.

Il servocomando 77 che modifica il grado di interferenza del cuneo 89 sull'orbita di rotazione dei rullini eccentrici 68 delle ruote dentate 67 di ogni apparato e che contribuisce a modificare la coppia di serraggio dei tappi a vite, può essere governato dal processore 90 attraverso una apposita interfaccia 94. Il cavo elettrico 184 che trasporta il segnale prodotto dalla cella di carico 84, è attestato all'interfaccia 94 che può essere predisposta per usare questo segnale come segnale di retroazione per comandare automaticamente il servocomando 77 a modificare l'interferenza del detto cuneo 89 al valore prefissato dal programma di lavoro del processore. Con 95 è indicato l'ingresso del segnale di fase della macchina tappatrice. Se il processore 90 rileva attraverso la cella di carico dei valori impropri della coppia di serraggio di un tappo e se rileva attraverso l'eventuale sensore 120 dei difetti nella prima fase di avvitamento di un tappo, comanda attraverso la propria uscita 96 lo scarto dalla linea di lavoro del corrispondente flacone chiuso in maniera difettosa.

Resta inteso che la descrizione si è riferita ad una forma semplificata di realizzazione del trovato, al quale possono essere apportate numerose varianti e modifiche, soprattutto costruttive, il tutto per altro senza abbandonare il principio informatore dell'invenzione, come sopra esposto, come illustrato e come a seguito rivendicato. Nelle rivendicazioni, i riferimenti riportati tra parentesi sono puramente indicativi e non limitativi dell'ambito di protezione delle stesse rivendicazioni.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Apparato per le macchine a giostra adibite alla tappatura di flaconi o simili con tappi a vite, atto ad essere montato con altri apparati uguali sulla periferia della detta giostra, in allineamento ai sottostanti mezzi noti sui quali appoggia ed è trattenuto fisso il flacone (B) da chiudere, caratterizzato dal comprendere: - dei mezzi a frizione (33) collegati con la parte conduttrice a mezzi di rotazione assiale (4, 6) e collegati con la parte condotta alla pinza (47) di avvitamento del tappo (C), essendo tali mezzi a frizione tarati ad un valore tale da realizzare l'avvitamento del tappo con una coppia inferiore a quella massima prestabilita; - una ruota libera (57) allineata assialmente coi detti mezzi a frizione (33), collegata da una parte all'equipaggio condotto di tali mezzi a frizione e collegata dall'altra parte ad un meccanismo che durante la fase di rotazione della giostra riservata all'avvitamento dei tappi sui flaconi, dopo l'avvitamento eseguito dagli stessi mezzi a frizione, coopera con mezzi statici di contrasto (89) che determinano una rotazione di ampiezza angolare prestabilita e regolabile della detta ruota libera e con essa della pinza e che completano .l'avvitamento del tappo con la forza di serraggio massima prestabilita, partendo da una situazione di quiete, senza la presenza di inerzie che potrebbero falsare il valore del momento torcente trasmesso; - dei mezzi a trasduttore (84) che rilevano la sollecitazione alla quale sono sottoposti i detti mezzi statici di contrasto (89) nella cooperazione col meccanismo collegato alla ruota libera di ogni apparato, e che generano un segnale elettrico proporzionale alla detta coppia massima di avvitamento di ogni tappo sul relativo flacone; - dei mezzi per elaborare il segnale prodotto dai detti mezzi a trasduttore e per confrontarlo con valori prestabiliti, oltre i quali viene comandato l'intervento di mezzi che determinano lo scarto dalla linea di produzione dei flaconi col tappo avvitato in maniera difettosa.
2. 2) Apparato secondo la rivendicazione 1), in cui i mezzi a frizione (33) sono impaccati dalla relativa molla antagonista (42) con un carico minimo, mentre sono previsti dei mezzi a comando pneumatico (48, 49) per elevare pneumaticamente al valore massimo prestabilito e variabile 11impaccamento assiale dei detti mezzi a frizione, il tutto in modo che ad avvitamento avvenuto del tappo da parte di questi, i detti mezzi a comando pneumatico possano essere disattivati dai relativi mezzi di alimentazione, per proteggere la frizione e per migliorane l'affidabilità nel tempo.
3. 3) Apparato secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal comprendere: - una prima canna verticale (3) sostenuta girevolmente per mezzo di cuscinetti (2) dal piatto orizzontale superiore (l) della giostra e che porta calettata una ruota dentata (4) che ingrana con un ingranaggio epicicloidale (6) montato sulla giostra stessa e dal quale la detta canna riceve la rotazione necessaria per l'avvitamento del tappo; - una seconda canna verticale (7) montata telescopicamente all'esterno dell'estremità inferiore della detta prima canna, sostenuta con possibilità di spostamento assiale dal piatto orizzontale-intermedio (9) e dal piatto orizzontale-inferiore (109) della detta giostra, i quali piatti sono fissati reciprocamente ed al detto piatto superiore per mezzo di apposite camice o distanziali (101, 201), essendo tale seconda canna impedita dal ruotare da appositi mezzi ed essendo solidale con l'interposizione di mezzi di compensazione del peso, ad un rullino (14) che segue il profilo laterale scanalato di una camma anulare (16) fissata coassialmente sulla parte fissa della giostra, per derivare da questa il movimento necessario per l'avvicinamento del tappo al collo della bottiglia e per il successivo allontanamento; - un cannotto (30) montato girevole nella detta seconda canna con la interposizione di adatti mezzi (31, 32), collegato con mezzi di calettamento (28) all'estremità inferiore della detta prima canna (3) ed in modo da poter essere spostato assialmente rispetto a questa, essendo l'estremità unferiore del detto cannotto collegata alla parte conduttrice di una qualsiasi adatta frizione (33) montata assialmente nell’estremità inferiore della seconda canna ed al cui equipaggio condotto (133) è calettata, di preferenza con un attacco rapido, la pinza (47) che trattiene assialmente il tappo a vite (C) per la fase di avvitamento sul flacone, essendo la detta frizione dotata di mezzi di registro del carico assiale della relativa molla antagonista (42) ed essendo previsto un servocomando pneumatico (48, 49) che può essere alimentato con una pressione variabile, per aumentare il carico assiale di impaccamento della detta frizione, per adattarlo alle esigenze di avvitamento dei vari tappi sui quali la macchina può operare; - mezzi per l'azionamento in chiusura della pinza (47) di trattenimento del tappo e mezzi a distributore rotante per fornire ai vari componenti dell'apparato le necessarie alimentazioni a pressione di fluido; - un albero di trasmissione composito (133, 54) che può modificare la propria lunghezza, che è montato girevole nella detta prima canna (3) e che si estende anche nella detta seconda canna (7) per col.legarsi con la propria estremità inferiore allo equipaggio condotto della frizione (33), essendo tale albero composito assialmente cavo, essendo sporgente dall'estremità superiore della detta prima canna per il collegamento ad un attacco rotante (58) collegato a mezzi per l'alimentazione del fluido in pressione necessario alla chiusura della pinza e per portare calettata una ruota a scatto libero (57) collegata ad un meccanismo posto sul piatto superiore (1) della giostra, che ad avvitamento avvenuto del tappo da parte della detta frizione (33), coopera con dei mezzi di contrasto (89) montati su una parte superiore e non rotante della giostra e che imprimono al detto albero composito e quindi alla pinza (47), una rotazione di piccola entità necessaria per completare l'avvitamento e per rilevare il valore della coppia di serraggio del tappo attraverso dei mezzi trasduttori o sensori (84) collegati ai detti mezzi di contrasto e circuitalmente connessi al processore che governa il funzionamento automatico della tappatrice.
4. 4) Apparato secondo la rivendicazione 3), caratterizzato dal fatto che l'estremità superiore della detta seconda canna (7) porta in solido un pistone (18) che scorre a tenuta laterale in un cilindro (11) attraversato a tenuta laterale dalla detta canna e tale cilindro si estende in direzione dell'asse della giostra per sostenere il rullino ad asse orizzontale (14) che segue il profilo della camma fissa (16) di sollevamento-abbassamento del complesso di tapparatura e per il fissaggio all'estremità superiore di una candela verticale (12), orientata verso il basso, che scorre guidata in una corrispondente sede verticale (13) del piatto orizzontale inferiore e rotante (109) della giostra e con tale candela coopera una boccola (27) solidale ad un'appendice laterale (26) della detta canna che in questo modo può compiere solo movimenti assiali, essendo previsti dei mezzi per immettere e per mantenere nelle camere di pressione (19-20) del detto cilindro, contenenti le facce opposte del detto pistone, un fluido a valori diversi di pressione e precisamente a valori tali per cui la pressione della camera inferiore (19) compensi il peso dell'equipaggio mobile assialmente dell'apparato di avvitamento, mentre la pressione nella camera superiore (20) funge da ammortizzatore per assicurare la necessaria spinta assiale del tappo sul flacone e per consentire, nel caso in cui il tappo stesso si impunti e non si avviti, che il detto equipaggio non segua la legge di abbassamento che gli deriva dalla detta camma fissa (16).
5. 5) Apparato secondo la rivendicazione 4), in cui mezzi sono previsti per far si che la pressione immessa nelle camere opposte (19-20) del cilindro (11) che segue il profilo della camma fissa (16), sia mantenuta a valori prefissati e costanti, anche al variare del volume delle camere dello stesso cilindro.
6. 6) Apparato secondo la rivendicazione 4), in cui mezzi (120) possono essere previsti per rilevare l'eventuale riduzione di volume della camera superiore (20) del cilindro (11) che segue il profilo della camma fissa (16) quando quest'ultima porta tale cilindro nella corsa di abbassamento del complesso di tappatura e tali mezzi essendo di preferenza collegati al processore (90) che controlla il funzionamento della macchina di tappatura, per trasmettergli il segnale di una eventuale anomalia rilevata durante la prima fase di avvitamento del tappo con l'intervento dei detti mezzi a frizione (33).
7. 7) Apparato secondo le rivendicazioni precedenti, in cui la frizione meccanica (33) comprende una campana (130) solidale all'estremità inferiore del cannotto (30) che riceve la rotazione dalla detta prima canna (3) e che porta solidali internamente dei dischi intercalati con interposti mezzi di frizione ad altri dischi calettati per mezzo di chiavette (46) al tratto inferiore del detto albero di trasmissione (133) che attraversa assialmente l'apparato e che è collegato superiormente alla ruota libera (57) e la stessa estremità inferiore di tale albero essendo calettata per mezzo di una chiavetta (45) ad un fungo assialmente cavo (133) che realizza la parte condotta inferiore della frizione e che con lo stesso albero è predisposto per il calettamento alla pinza (47) di trattenimento del tappo (C), essendo tale fungo montato girevole con la interposizione di cuscinetti (34) in una boccola (35) alloggiata nell'estremità inferiore della detta seconda canna (7), che è trattenuta assialmente in questa da una ghiera (37) avvitata nella estremità della canna stessa e che si estende oltre la frizione, senza interferire con questa e che è filettata internamente nell'estremità superiore per la cooperazione con una bussola a filettatura esterna (40), impedita dal ruotare da una spina (41) solidale alla detta seconda canna e tale bussola essendo appoggiata sull'estremità superiore della molla antagonista ad elica cilindrica (42) che con l'estremità inferiore grava su uno scodellino (43) che appoggia sulla campana superiore (130) della frizione con la interposizione di un cuscinetto (32), il tutto in modo che agendo sulla detta boccola con apposita chiave dinamometrica, è possibile tarare la detta molla antagonista (42) dei vari apparati (A) della giostra con una ugual coppia di serraggio.
8. 8) Apparato secondo la rivendicazione 7), in cui sull'estremità inferiore della boccola (35) che consente la taratura del grado di compressione della molla antagonista (42) della frizione (33), è fissato con viti (39) un colletto (38) che con le dette viti può essere serrato a pacco sulla ghiera (37) che trattiene assialmente .la detta boccola, per impedire alla stessa boccola anche movimenti di rotazione, mentre allentando le dette viti è possibile agire sulla boccola per la detta operazione di taratura della detta molla antagonista, il tutto essendo anche previsto per poter all'occorrenza rimuovere la detta ghiera e la detta boccola dalla detta seconda canna (7), per accedere alle parti componenti la frizione (33) per eventuali manutenzioni ordinarie o straordinarie.
9. 9) Apparato secondo la rivendicazione 7), caratterizzato dal fatto che lo scodellino (40) che agisce sull'estremità superiore della molla antagonista della frizione (33) è di forma anulare ed è attraversato assialmente da uno stelo cavo (48) mobile assialmente sul cannotto (30) che porta la parte conduttrice della stessa frizione e che con l'estremità inferiore appoggia sullo scodellino (43) su cui agisce l'estremità inferiore della detta molla antagonista, essendo il detto stelo dotato in solido di un pistone (49) che scorre a tenuta laterale in una camera cilindrica (51) ricavata all'interno della detta seconda canna (7), definita dalla faccia superiore del detto pistone e nella quale viene inviato mediante appositi mezzi, il fluido alla pressione necessaria per caricare la frizione con la coppia massima di esercizio.
10. 10) Apparato secondo la rivendicazione 3), in cui la ruota a scatto libero (57) montata sull'estremità superiore dell'albero interno e composito (233-54) delle dette prima e seconda canna dell'apparto stesso, è una ruota dentata a scatto libero e ingrana con una corrispondente ruota dentata di maggior diametro (67) sostenuta girevolmente col propio asse verticale dal piatto superiore (1) della giostra e tale ruota dentata essendo dotata su una delle proprie facce, in posizione eccentrica, di un rullino ad asse verticale (68) che coopera col profilo scanalato e chiuso (169) di una camma fissata coassialmente su un piatto superiore e fisso (71) della giostra, essendo previsto che il profilo di tale camma sia circolare e concentrico all'asse della giostra per circa tre terzi dell'angolo giro, mentre per il rimanente tratto (169') conserva la circolarità del fianco esterno e presenta un tratto del fianco interno con un andamento rettilineo, a corda, in corrispondenza della parte iniziale del quale la camma è dotata di una feritoia sostanzialmente radiale (88) che interessa il fianco esterno e circolare del profilo di camma ed in tale feritoia essendo montato con appositi mezzi di guida, il mezzo di contrasto (89) che ha la forma di un cuneo rivolto col piano inclinato dalla parte del detto tratto retto ed interno del profilo di camma, il tutto in modo che quando il detto rullino della ruota dentata superiore (67) di ogni apparato (A), esce dal tratto circolare del profilo di camma (169) ed interferisce col detto cuneo, riceve da questo una rotazione angolare di ampiezza determinata, che attraverso la ruota dentata a scatto libero (57) viene trasmessa alla pinza (47) di avvitamento del tappo ed al tappo stesso, essendo previsto che all’uscita dal detto cuneo il detto rullino eccentrico (68) venga riportato nella posizione angolare primitiva dalla cooperazione col fianco interno retto (1691) del profilo di camma, così da poter tornare a cooperare col tratto circolare dello stesso profilo di camma. Il) Apparato secondo la rivendicazione 10), in cui il piatto superiore e fisso (71) sostiene la camma (69) che completa l'avvitamento del tappo, con l'interposizione di un collare (70) il quale sostiene le estremità di almeno una coppia di aste orizzontali di guida (73) orientate parallelamente all'asse longitudinale della feritoia (88) in cui scorre guidato il detto cuneo (89) e su tali aste essendo montata scorrevole una slitta orizzontale (74) che si muove in una finestra (72) ricavata al centro del corpo della camma (69) e che per mezzo di un glifo inferiore (75) è collegata all'estremità superiore di una canna posta assialmente nella giostra e collegata con l'estremità inferiore ad un servocomando (77) attraverso il quale è possibile modificare, di preferenza con un comando a distanza, la posizione della detta slitta sulla quale sono montate parallelamente alle dette aste (73), delle guide (78) nelle quali scorrono delle aste (79) fissate reciprocamente con le estremità per mezzo di traverse parallele (80, 180) di cui quella rivolta verso il detto cuneo (89) porta fissata l'estremità di una cella di carico (84) collegata con l'altra estremità, con l'interposizione di un apposito snodo (85), ad una coppia di aste (86) orizzontali e parallele alle guide dianzi dette, che scorrono in sedi di guida (87) ricavate nel corpo della detta camma (69) e che con l'altra estremità sopportano il detto cuneo di contrasto (89), essendo previsto che la traversa che porta la cella di carico sia sollecitata in una posizione di fine corsa e di avvicinamento alle relative guide (78), da almeno un gruppo a cilindro e pistone (81) fisso col corpo sulla detta slitta (74) e nel quale viene alimentata aria ad una pressione tale per cui tale mezzo reagisca elasticamente e protegga la cella di carico nel caso in cui questa venga sollecitata con una forza eccessiva durante l'interferenza del detto cuneo col rullino eccentrico (68) delle ruote dentate superiori (67) degli apparati (A), essendo previsto che il cavo elettrico (184) collegato alla cella di carico, attraversi la cavità assiale della detta canna verticale (76) e giunga ai mezzi di rilevamento del segnale generato dalla stessa cella, che indica il valore della coppia di effettivo avvitamento di ogni tappo sul rispettivo flacone. 12) Apparato secondo la rivendicazione 11), in cui parallelamente al gruppo a cilindro e pistone (81) che funge da limitatore delle sollecitazioni a cui è sottoposta la cella di carico, è previsto un altro gruppo a cilindro e pistone (181) che è normalmente disattivato ma che in caso di intervento del detto primo gruppo viene alimentato con aria ad una pressione tale da riportare rapidamente nella posizione di riposo l'equipaggio mobile con la detta cella di carico, dopo un ritardo di tempo che assicura il disimpegno del cuneo di contrasto (89) da parte del rullino eccentrico (68) della ruota dentata superiore (67) dell'apparato, essendo previsto che per il corretto funzionamento i detti gruppi a cilindro e pistone siano collegati ad un dispositivo logico di governo (82) montato sul vicino corpo della camma ed al quale viene fornita l'alimentazione dell’aria alla od alle pressioni necessarie. 13) Apparato secondo le rivendicazioni precedenti, in cui il processore (90) che governa il funzionamento automatico della tappatrice, è collegato mediante idonea interfaccia (91) ad una prima unità pneumatica (92) che attraverso un primo distributore rotante (21, 24) posto coassialmente e nella parte alta della giostra di tappatura, alimenta l'aria compressa ai componenti che necessitano di pressioni prestabilite e costanti durante il loro ciclo di lavoro, precisamente: - alla camera di pressione (19) che bilancia il peso dell'equipaggio inferiore-mobile dell'apparato; - alla camera di pressione opposta (20) che assicura il necessario carico assiale sul tappo in fase di avvitamento, pur la— sciantìo libero il detto equipaggio mobile di rimanere sollevato, in contrasto all'azione della camma di abbassamento (16), quando ad esempio un tappo si impunta sulla bocca del flacone e non si avvita; - al circuito logico pneumatico (82) posto superiormente alla giostra, che fornisce le pressioni necessarie ai cilindri (81, 181) di protezione della cella di carico e di ritorno a riposo della stessa cella di carico dopo ogni eventuale intervento del detto primo cilindro di protezione; essendo la detta interfaccia (91) collegata ad una seconda unità pneumatica (93) che fornisce le pressioni di esercizio variabili e che attraverso un secondo distributore rotante (64, 65) posto coassialmente e nella parte bassa della giostra, è connessa a delle valvole (60) montate a bordo della parte rotante della giostra e cooperanti con camme fisse (62) e le dette valvole essendo collegate con l'uscita agli attacchi rotanti (58) che alimentano il circuito di chiusura della pinze (47) ed alla camera di pressione (51) del gruppo a cilindro e pistone che trasmette alla frizione (33) il carico assiale d'esercizio, essendo previsto che il detto elaboratore (90) sia collegato ad una unità logica di controllo (94) che riceve il segnale elettrico prodotto dalla cella di carico (89), che riceve il segnale di fase (95) della tappatrice e che lo confronta con valori prestabiliti oltre i quali il detto processore interviene con un comando (96) che provvede a scartare i flaconi con avvitamento del tappo difettoso, essendo previsto che la detta unità logica (94) sia collegata al servocomando (77) che modifica il grado di interferenza del cuneo (89) collegato alla cella di carico, per poter modificare tale grado di interferenza a comando dell'operatore od in modo automatico, sfruttando il segnale proveniente dalla cella come segnale di retroazione. 14) Apparato per le macchine a giostra adibite alla tappatura di flaconi o simili con tappi a vite, realizzato più in particolare, in tutto sostanzialmente, come descritto, come illustrato nelle figure delle cinque tavole allegate di disegno e per gli scopi sopra esposti.