ITBO980226A1 - Metodo ed apparato per la pesatura ad alta velocita' di piccoli prodot ti, ad esempio di capsule di gelatina piene e chiuse. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale, dal titolo:

"Metodo ed apparato per la pesatura ad alta velocità di piccoli prodotti, ad esempio di capsule di gelatina piene e chiuse"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Il trovato concerne un metodo ed un relativo apparato per controllare la massa di piccoli prodotti, ad esempio di capsule di gelatina piene e chiuse, preferibilmente all'uscita dalla macchina automatica di produzione, per poter suddividere i prodotti di massa corretta da quelli di massa impropria e per individuare l'eventuale ripetersi di anomalie a carico di una o più stazioni operative della macchine, per qualificare l'entità di tali anomalie e per eventualmente predisporre la registrazione delle dette stazioni.

Un metodo di pesatura ad alta velocità è ad esempio descritto nel brevetto USA n° 3.805.904 (Zimmerer) e si basa nel trasportare il prodotto da pesare su una traiettoria curva e nel rilevare il valore della forza centrifuga del prodotto montato sulla giostra di rotazione, facendolo gravare e strisciare su di un sensore. In questo metodo, il segnale rilevato dal sensore è influenzato dall'attrito del prodotto contro la sede di rotazione e contro il sensore di misura e questi parametri possono variare in funzione dello stato superficiale del prodotto ed in funzione di parametri ambientali quali la temperatura, l'umidità ed in funzione di cariche elettrostatiche che inevitabilmente si generano con gli strisciamenti.

Il trovato intende ovviare a questi e ad altri inconvenienti con un nuovo sistema di pesatura ad alta velocità, caratterizzato dal rilevare l'energia cinetica del prodotto all'uscita dalla giostra di produzione od all'uscita da una successiva giostra che eventualmente ha il compito di accelerare ulteriormente e di correttamente orientare il prodotto nei confronti di un sensore fisso contro il quale il prodotto stesso viene lanciato. A valle del sensore sono previsti dei mezzi di tipo noto, controllati dal processore collegato al sensore, per separare i prodotti di massa errata da quelli di massa corretta.

Le caratteristiche del metodo di cui trattasi e di relativi apparati di attuazione, appariranno evidenti dalla seguente descrizione di alcune forme preferite di realizzazione di tali apparati, illustrate a puro titolo d'esempio, non limitativo, nelle figure delle tre tavole allegate di disegno, in cui:

- la fig. 1 è una vista schematica ed in pianta dall'alto di un apparato per il controllo dinamico della massa delle capsule im-mediatamente all'uscita dalla giostra di produzione;

- la fig. 2 illustra l'apparato di figura 1 visto frontalmente nel senso indicato dalla freccia K;

- la fig. 3 è una vista schematica ed in pianta dall'alto di una prima variante esecutiva dell'apparato, che prevede il trasferimento delle capsule contro il sensore di pesatura per mezzo di una piccola giostra ausiliaria di accelerazione;

- la fig. 3a illustra dall'alto e schematicamente, una variante esecutiva dei mezzi di presa delle capsule da parte della giostra ausiliaria di figura 3;

- la fig. 4 illustra dei dettagli della soluzione di figura 3, rilevati secondo la linea di sezione IV-IV;

- la fig. 5 è una vista schematica ed in pianta dall’alto di una ulteriore variante esecutiva dell'apparato, che differisce da quella di figura 3 per il fatto che la piccola giostra ausiliaria di trasferimento delle capsule provvede anche a modificare l'orientamento delle capsule stesse prima di lanciarle contro il sensore di pesatura;

- la fig. 6 illustra dei dettagli della soluzione di figura 5, rilevati secondo la linea di sezione VI-VI;

- la fig. 7 illustra in pianta dall'alto ed ingrandita, la parte significativa del dispositivo coi sensori di pesatura impiegato nell'apparato di cui trattasi.

Nelle figure 1 e 2 con G è indicata la giostra di produzione che ruota nel senso della freccia F, che riempie e chiude le capsule di gelatina C le quali, alla fine del ciclo di lavoro, vengono espulse dalle relative sedi S da sollevatori E assialmente cavi e temporaneamente collegati ad una sorgente di aspirazione per far si che mentre viene espulsa dalla detta sede, la capsula rimanga diritta. Ad espulsione ultimata della capsula, l'elevatore cessa di aspirare e la stessa capsula C, per effetto dell'energia cinetica posseduta e per effetto della forza centrifuga, percorre una traiettoria che la porta in allontanamento dalla giostra ed attualmente verso appositi mezzi di raccolta, non illustrati.

Secondo una prima forma di realizzazione del trovato, nella zona di scarico delle capsule, sopra la giostra G, è previsto un bersaglio 1 in posizione tale da essere colpito dalle capsule C lasciate libere a se stesse sempre ad una uguale distanza dallo stesso bersaglio e tale bersaglio è collegato ad un sensore di qualsiasi tipo, ad esempio di tipo estensimetrico, in grado di emettere un segnale elettrico proporzionale alla sollecitazione meccanica alla quale il medesimo bersaglio è sottoposto dall'impatto con le capsule. Il bersaglio 1 è centrato ed è opportunamente inclinato nei confronti della traiettoria di lancio TI delle capsule, in modo da formare con questa un angolo aperto verso l'esterno ed ottuso, così che dopo aver colpito il medesimo bersaglio, le capsule proseguano in allontanamento dalla giostra, ad esempio sulla traiettoria indicata con T2.

Secondo una possibile forma di realizzazione del trovato, come illustrato anche nel dettaglio di figura 7, il bersaglio 1 comprende una paletta piana 101, solidale all'estremità rastremata di una piccola trave 201 a sezione quadrata che con l'altra estremità è solidale ad un blocchetto perallelepipediforme 301 dotato di fori 2 per il fissaggio su una basetta di supporto 3 solidale a parti fisse 4 del telaio della giostra G od isolate dallo stesso telaio per non essere influenzate dalle vibrazioni di quest’ultimo. Il bersaglio 1 può essere ricavato ad esempio da una barra di Ergal o d'altro adatto materiale e la trave 201 viene provvista alle estremità di asole passanti 5 orientate con l'asse parallelamente alla superficie della paletta 101 e che con le loro estremità risultano ad una distanza di pochi decimi di millimetro dalle vicine pareti laterali della detta trave, in modo da realizzare una struttura che può flettere e torcere elasticamente e sulla e/o nella quale vengono montate con tecnica nota delle celle 6 ad esempio di tipo estensimetrico e/o d'altro adatto tipo, collegate ad una sorgente di alimentazione elettrica ed in grado di emettere un segnale elettrico proporzionale alla sollecitazione alla quale viene sottoposto il bersaglio 1 di cui trattasi quando la paletta 101 viene colpita da una capsula C. Per eliminare le componenti spurie dal segnale elettrico prodotto dal bersaglio 1, saranno previsti dei mezzi noti e non illustrati, per sottoporre ad una giusta precarica le celle 6 montate sullo stesso bersaglio. Attraverso il collegamento 7, le celle 6 sono collegate ad una unità elettronica 8 di alimentazione e di amplificazione del segnale prodotto dalle stesse celle e tale unità è a sua volta collegata come indicato con 9 ad una unità elettronica di processo 10 alla quale è attestata una unità di programmazione-interrogazione 11 con la quale il processore 10 viene edotto dei valori di massa entro i quali le capsule in uscita dalla giostra debbono essere considerate adatte all'impiego, ed oltre i quali le capsule debbono invece essere scartate. L'unità 10, attraverso il collegamento indicato schematicamente con 12, riceve dalla giostra G un segnale di fase, per cui è in grado di rilevare con precisione da quale sede S della giostra stessa esce ciclicamente la capsula che va a colpire il bersaglio 1. Dal collegamento 12, il processore 10 riceve anche un segnale elettrico proporzionale alla velocità di rotazione della giostra G, in modo che attraverso l'equazione m=Wc:0,5v2, lo stesso processore è in grado di rilevare con estrema precisione la massa delle capsule che in successione urtano il bersaglio 1.

Immediatamente a valle del bersaglio 1, su un fianco della traiettoria T2 percorsa dalle capsule dopo aver urtato lo stesso bersaglio, è ad esempio previsto un ugello 13 collegato ad una interfaccia 14 attestata ad una sorgente di aria compressa 15 e collegata al processore 10. L'ugello 13 è normalmente disattivato quando la massa delle capsule rilevata dall'apparato descritto rientra nei valori impostati nel processore 10. Quando invece il processore rileva che una capsula ha una massa diversa da quella impostata, in giusta fase attiva l'interfaccia 14 e l'ugello 13 emette un soffio d'aria che va a colpire la capsula interessata la quale percorre una traiettoria T3 divergente da quella T2 e tra le due traiettorie può essere previsto un separatore 16 che garantirà il confluire delle capsule verso centri di raccolta differenziati. Resta inteso che mezzi di selezione diversi da quello descritto e noti potranno essere altrimenti adottati.

Nella soluzione di cui alle,figure 1 e 2, le capsule lasciate libere a se stesse dopo la fuoriuscita dall'estremità superiore delle sedi S della giostra, possono giungere nell'impatto col bersaglio 1 con un orientamento variabile, ma la particolare conformazione e le dimensioni della paletta 101 del bersaglio 1, sono tali da assicurare una risposta corretta del sistema di pesatura .

Con riferimento alle figure 3 e 4 viene ora descrìtta una variante esecutiva dell’apparato, in grado di aumentare la velocità di lancio delle capsule rispetto alla velocità della giostra di produzione, per aumentare la sensibilità del sistema di pesatura. Lateralmente alla stazione di scarico delle capsule dalla giostra G, è prevista una piccola giostra ausiliaria 17 che ruota su un asse parallelo a quello della stessa giostra G, nel senso indicato dalla freccia F' e che è collegata ad albero elettrico con la medesima giostra G, in modo che le sedi verticali ed angolarmente equidistanziate 18 previste sulla circonferenza della giostra 17, giungano in giusta fase in collimazione con le sedi S della giostra, così che la capsula espulsa dalla sede S abbia ad essere afferrata e trattenuta nella sede 18 che per questo scopo è ad esempio dotata di almeno un canale radiale 19 attestato ad un collettore 20 a forma di settore di cerchio, concentrico alla giostra di cui trattasi, ricavato in un corpo fisso 21 e coìlegato in 120 ad una sorgente di aspirazione fissa, non illustrata. Il collettore 21 termina in corrispondenza del bersaglio 1 posto lateralmente alla giostra 17, in modo tale che le capsule C, non più trattenute dall'aspirazione, vengono lanciate con disposizione verticale, ossia di piatto, contro la paletta di pesatura 101.

Le sedi 18 della giostra ausiliaria 17 hanno una distanza reciproca superiore a quella delle sedi S della giostra di produzione G, come nell'esempio di cui trattasi e la stessa giostra ausiliaria ruota con una velocità ciclicamente variabile e tale per cui le sue sedi 18 giungano a cooperare con le sedi S della giostra G con una velocità adatta per la presa delle capsule C e tale per cui subito dopo la presa, la giostra ausiliaria acceleri per aumentare l'energia cinetica delle capsule C da lanciare contro il bersaglio 1, cosi da migliorare la sensibilità dell'intero apparato .

Il processore 10 della soluzione delle figure 3 e 4, differisce da quello della soluzione precedente per la presenza della connessione 22 che assicura il collegamento in albero elettrico della giostra 17 con la giostra di produzione G.

La figura 3a illustra una variante esecutiva secondo la quale la giostra ausiliaria 17 è priva dei condotti d'aspirazione 19 e del collettore 20 e le capsule vengono trattenute nelle sedi 18 della stessa giostra, da mezzi di guida esterni e fissi 30.

La variante illustrata schematicamente nelle figure 5 e 6, differisce da quella di figura 3 per il fatto che la giostra ausiliaria 17' è predisposta per afferrare le capsule verticalmente dalla giostra G e per ruotarle di novanta gradi attorno ad un asse orizzontale prima di lanciarle contro il bersaglio 1, dopo di che le stesse sedi ritornano in posizione verticale per la ripetizione del ciclo. Le sedi 18' della giostra 17' sono ad esempio ricavate sulle estremità di raggi 117 montati girevoli sulla stessa giostra 17' per mezzo di cuscinetti 23 e tali raggi sono assialmente cavi per collegare i fori di aspirazione 19' col collettore di aspirazione 20' ricavato sul corpo fisso 21'. Sui raggi 117 sono calettati dei pignoni 24 che ingranano con rispettive cremagliere 25 guidate da supporti 26 fissi alla giostra 17' e tali cremagliere si estendono verso il basso e portano sull'estremità inferiore dei rullini 27 ad asse orizzontale, che rilevano il profilo di una camma a doppio effetto 28 solidale al detto corpo fisso 21'. E' evidente come, dalla lettura del profilo della camma 28, le sedi 18' possano essere disposte verticalmente nella fase di prelievo delle capsule dalla giostra di produzione G e come possano ruotare di novanta gradi prima di lanciare le capsule contro il bersaglio 1, con disposizione orizzontale, cosi che le capsule stesse tocchino la paletta 101 sempre con una loro estremità ogivale. Per tutti gli altri aspetti, la soluzione delle figure 5 e 6 è analoga a quella delle figure 3 e 4.

In tutte le forme esecutive descritte, possono essere previsti dei mezzi di qualsiasi tipo per guidare correttamente le capsule da pesare contro il bersaglio 1.

Resta inteso che la descrizione si è riferita ad alcune forme preferite di realizzazione del trovato, tutte destinate a rilevare la massa delle capsule immediatamente all'uscita dalla macchina di riempimento e di chiusura, anche allo scopo di individuare e di eventualmente correggere malfunzionamenti della stessa macchina. Resta però inteso che con lo stesso principio qui esposto, possono essere pesate capsule già riempite e chiuse con sistermi tradizionali, poste alla rinfusa in una tramoggia di carico e che da parte di adatti mezzi vengono prelevate ad una per una ed alimentate in fila indiana ad una giostra di rotazione, ad esempio del tipo descritto nel brevetto italiano n° 1.273.862 a nome della stessa richiedente, che poi lancerà le capsule con velocità nota contro un sistema di pesatura analogo a quello descritto. Resta pertanto inteso che al trovato 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 rivendicazi

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1) Metodo per il controllo della massa di piccoli prodotti, ad esempio di capsule di gelatina piene di prodotto, caratterizzato dal comprendere: - una fase in cui ogni capsula di gelatina piena viene condotta in un movimento con velocità di valore noto e tale per cui la capsula stessa acquisti una energia cinetica di valore sufficientemente elevato; - una fase in cui le capsule alle quali è stato impartito un giusto valore di energia cinetica, vengono lanciate; - una fase in cui, dopo un intervallo di tempo costante dal momento in cui le capsule sono state lanciate, le capsule medesime urtano un bersaglio con mezzi che rilevano in tutto od in parte il valore dell'energia cinetica scaricata dalle capsule sul detto bersaglio e conseguentemente rilevano la massa delle capsule stesse.
2. 2) Metodo secondo la rivendicazione 1), caratterizzato dal rilevare l'energia cinetica delle capsule subito dopo che queste vengono scaricate dalla macchina o giostra (G) che le ha riempite e chiuse, con l'orientamento e con l'energia cinetica stabilita dalla stessa giostra di produzione.
3. 3) Metodo secondo la rivendicazione 1), caratterizzato dal rilevare l'energia cinetica delle capsule dopo che queste sono state scaricate dalla giostra di produzione e dopo una fase di amplificazione dell'energia cinetica delle capsule stesse.
4. 4) Metodo secondo la rivendicazione 3), caratterizzato dal rilevare l'energia cinetica delle capsule dopo che queste sono state scaricate dalla giostra di produzione e dopo una fase di corretto orientamento delle capsule stesse, così che queste giungano sul bersaglio con un orientamento costante ed ottimale ai fini della pesatura dinamica.
5. 5) Apparato per la pesatura ad alta velocità di piccoli prodotti, ad esempio dì capsule di gelatina piene e chiuse, in articolare per l'attuazione del metodo di cui alla rivendicazione 1), caratterizzato dal comprendere dei mezzi (G) che portano le capsule (C) in uno spostamento a velocità sufficientemente elevata e che poi le lasciano libere ad una distanza costante e prestabilita nei confronti di un bersaglio (1) posto con giusta inclinazione sulla traiettoria primaria (Tl) percorsa dalle capsule libere a se stesse, così che queste colpiscano il detto bersaglio scaricandovi una parte della loro energia cinetica e poi vengano da questo deviate in una traiettoria secondaria (T2), essendo previsti sul detto bersaglio dei sensori (6) di qualsiasi adatto tipo tale da emettere un segnale elettrico proporzionale alla sollecitazione meccanica che il bersaglio riceve dall'impatto con la capsula ed i detti sensori essendo collegati, attraverso un apposito circuito di alimentazione e di amplificazione elettrica (8), ad un processore (10) che tramite apposito collegamento (12) riceve il segnale della velocità dei mezzi (G) di spostamento e di lancio delle capsule e che tramite una unità (11) di programmazione-interrogazione viene abilitato alla valutazione del segnale generato dai detti sensori, per discriminare le capsule di massa corretta da quelle di massa errata e lo stesso processore è collegato ad una interfaccia (14) attestata ad un dispositivo noto di scambio (13) posto sulla detta traiettoria secondaria (T2) percorsa dalle capsule pesate, così che in caso di attivazione di tale dispositivo, il processore può allontanare su una terza traiettoria (T3) le capsule di massa errata per separarle da quelle di massa corretta.
6. 6) Apparato secondo la rivendicazione precedente, in cui il bersaglio (1) comprende una paletta (101) che viene colpita dalle capsule da pesare e che è solidale all'estremità di una piccola trave (201) dotata di asole passanti (5) che la rendono almeno elasticamente flessibile ed a sua volta solidale ad un corpo di vincolo (301) e sulla stessa trave essendo fissati con tecnica nota dei sensori (6) ad esempio di tipo estensimetrico, in grado di rilevare le sollecitazioni che derivano alla medesima trave quando una capsula colpisce la detta paletta.
7. 7) Apparato secondo la rivendicazione 6), in cui sono previsti dei mezzi per sottoporre ad una adeguata precarica i sensori (6) montati sul bersaglio (1) colpito dalle capsule da pesare, allo scopo di eliminare componenti spurie dal segnale elettrico prodotto dai detti sensori.
8. 8) Apparato secondo le rivendicazioni precedenti, in particolare per l'attuazione del metodo di cui alla rivendicazione 2), caratterizzato dal fatto che il bersaglio (1) viene posizionato con la paletta (101) in corrispondenza della bocca di scarico delle sedi (S) della giostra (G) di riempimento è chiusura delle capsule (C), ad esempio al di sopra ed a breve distanza da tali sedi, sulla traiettoria (Tl) percorsa dalle stesse sedi ed immediatamente dopo il punto in cui dalla sommità delle medesime sedi viene espulsa la capsula piena e chiusa da parte dell'elevatore (E) di dotazione della detta giostra, essendo previsto che la detta paletta formi un angolo ottuso con la detta traiettoria di lancio delle capsule, essendo previsto che il processore (10) che controlla il funzionamento dell'apparato di cui trattasi, sia in collegamento elettrico (12) con la stessa giostra di produzione (G) per ricevere da questa il segnale di velocità ed un segnale di fase, quest'ultimo utile per far sì che il processore sia almeno in grado di rilevare e di indicare da quali sedi della giostra escono capsule di massa errata.
9. 9) Apparato secondo le rivendicazioni precedenti, in particolare per l'attuazione del metodo di cui alla rivendicazione 3), caratterizzato dal comprendere una piccola giostra ausiliaria (17) posta sulla circonferenza della giostra di produzione (G), che ruota in fase con tale giostra, parallelamente a questa, con una velocità periferica ciclicamente variabile e che è dotata di sedi angolarmente equidistanziate (18) che in giusta fase si allineano verticalmente con le sedi (S) della giostra di produzione dalle quali viene espulsa una capsula, che ruotano ad una velocità adatta per trattenere con adatti mezzi la stessa capsula scaricata e che successivamente accelerano e poi lasciano la capsula con un orientamento preordinato e la lanciano contro la paletta (101) del bersaglio (1) di pesatura.
10. 10) Apparato secondo la rivendicazione 9), caratterizzato dal fatto che le sedi (18) della giostra ausiliaria (17) sono dotate di mezzi di aspirazione (19, 20, 120) per trattenere le capsule prelevate dalla giostra di produzione (G).
11. 11) Apparato secondo la rivendicazione 9), in cui le sedi (18) della giostra ausiliaria (17) sono dotate e/o cooperano con mezzi meccanici (30) per trattenere le capsule prelevate dalla giostra di produzione (G).
12. 12) Apparato secondo la rivendicazione 9), caratterizzato dal fatto che la giostra ausiliaria (17') è dotata di mezzi (24--28) per far sì che le sue sedi (18'), dopo aver prelevato una capsula con disposizione verticale dalla giostra di produzione (G), compino una rotazione di novanta gradi attorno ad un asse orìzzontale, in modo da disporre la capsula stessa orizzontalmente e da lanciarla con questo orientamento contro il bersaglio di pesatura (1), per far sì che le capsule medesime colpiscano la paletta (101) di tale bersaglio sempre con una loro estremità ogivale, ed essendo previsto che dopo il lancio della capsula, le dette sedi della giostra secondaria ritornino nella posizione verticale per la ripetizione del ciclo.
13. 13) Apparato secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal comprendere dei mezzi per correttamente guidare le capsule lanciate contro il bersaglio di pesatura (1), così da colpire questo dispositivo in una posizione predeterminata e con un orientamento prefissato e costante.
14. 14) Metodo ed apparato per la pesatura ad alta velocità di piccoli prodotti, ad esempio di capsule di gelatina piene e chiuse, concepiti e realizzati in tutto o sostanzialmente, come descritto, come illustrato nelle figure delle tre tavole allegate di disegno e per gli scopi sopra esposti.