ITCR20070003A1 - Pinza di afferraggio per macchine sciacquatrici o soffiatrici - Google Patents

Description

“Pinza di afferraggio per macchine sciacquatrici o soffiatrici”

ESCRIZIONE

L’invenzione riguarda il settore delle macchine sciacquatrici, sterilizzatrici o soffiatrici di bottiglie o contenitori. L’invenzione si rivolge in particolare alle macchine che trattano bottiglie in vetro, plastica o altri materiali, lattine, ecc...

Una macchina del tipo suddetto, essenzialmente, comprende un piatto o giostra rotante che è dotato, sulla periferia, di una pluralità di organi di afferraggio o pinze e di ugelli per il così detto fluido di condizionamento, che può essere un liquido di lavaggio o un fluido gassoso per il soffiaggio. La giostra interagisce con due organi di ingresso e uscita dei contenitori, che generalmente sono rappresentati da convogliatori a stella.

Nel seguito ci si riferisce, per semplicità, ad una sciacquatrice di bottiglie che interagisce con una stella di ingresso ed una stella di uscita, in cui le bottiglie si trovano in posizione eretta (verticale).

La macchina sciacquatrice sostanzialmente compie le seguenti operazioni: afferra una bottiglia dalla stella in ingresso, in posizione eretta; la capovolge e la dispone con il collo di fronte aN’ugello di condizionamento (lavaggio o soffiaggio) ed eventuale sgocciolamento; quindi la raddrizza per consegnarla alla stella di uscita.

Queste operazioni in sintesi sono indicate come: capovolgimento; trattamento e sgocciolamento; raddrizzamento. Il tutto avviene ad alta velocità, lungo un arco di rotazione della giostra detto “angolo utile”. Il complemento di questo angolo utile è rappresentato da un inevitabile angolo “morto”, che generalmente è maggiore per le macchine più piccole, e che è dovuto in sostanza alle fasi di capovolgimento e raddrizzamento ed agli ingombri delle stelle di ingresso/uscita.

Si comprende che gli organi di afferraggio, o pinze, devono avere almeno due gradi di libertà: un primo grado di libertà per il movimento di capovolgimento e raddrizzamento dei contenitori; un secondo grado di libertà per l’azione di afferraggio e rilascio.

Per meglio comprendere la struttura di tali organi di afferraggio, si fa riferimento ad un tipo noto di pinza per sciacquatrici di bottiglie, rappresentato nelle annesse Fig. 1 (vista) e Fig. 2 (sezione).

In Fig. 1 è mostrata una tale pinza, che essenzialmente comprende una forcella di supporto 1 ed un corpo pinza 2, imperniato alla forcella 1 in modo da poter ruotare rispetto all’asse indicato come R.

La forcella 1 è l’unico elemento della pinza che è solidale alla giostra rotante della macchina, per mezzo di viti passanti nei fori indicati come 20; e supporta anche l'ugello del fluido di lavaggio (non illustrato), che è fissato con viti nei fori indicati come 21.

Il corpo pinza 2 porta un gruppo di afferraggio vero e proprio, indicato con 3, che sostanzialmente agisce con due organi di afferraggio rappresentati da leve mobili 4, in grado di serrare a pinza il collo di una bottiglia, tramite tamponi in gomma (non illustrati).

La rotazione attorno a detto asse R corrisponde al primo grado di libertà degli organi di afferraggio, ovvero al movimento di capovolgimento e raddrizzamento. Detta rotazione è impressa da una forcella 5, impegnata in una guida sagomata (non illustrata) denominata twist. Normalmente il twist è un trafilato in acciaio a sezione circolare, che si sviluppa lungo l’arco di azione della giostra.

In sostanza, durante la rotazione della giostra, la forcella 5 segue l’andamento curvilineo nello spazio del twist e, così facendo, imprime al corpo 2 il desiderato movimento di capovolgimento e raddrizzamento.

Il secondo grado di libertà, per l’apertura e chiusura delle leve mobili 4, viene comandato da un accoppiamento rotoidale, essenzialmente tramite un gruppo cursore 10 scorrevole nella porzione inferiore (sostanzialmente cilindrica e cava) del corpo pinza 2.

Il gruppo cursore 10 comanda le leve mobili 4 tramite due squadrette o lamine 13 e 14, che supportano una doppia coppia di boccole o perni guida 11 e 12, tipicamente in materiale plastico. Ogni coppia di perni guida 11, 12 agisce su una camma di comando 15 che è solidale ad una rispettiva leva mobile 4, e che ne provoca la rotazione attorno ad un rispettivo perno 16. Tale cinematismo di comando delle pinze, che si caratterizza tra l’altro per la sostanziale irreversibilità del movimento, è descritto con più dettaglio in FR-A-2765816, dello stesso inventore, cui si fa riferimento.

Il gruppo cursore 10 (Fig. 2) è azionato da una camma di comando 30 (anch’essa fissata al telaio della macchina, come il twist), attraverso un rullino 17 imperniato tra le lamine 13 e 14, e realizzato in materiale plastico.

Il gruppo cursore 10 comprende inoltre uno spinotto o pistoncino 18, che scorre assialmente nella cavità del corpo pinza 2 ed è contrastato da una molla di ritorno 19 alloggiata nel corpo pinza medesimo.

Ciò che maggiormente interessa, ai fini della presente invenzione, è la presenza di detta molla di ritorno 19. Quando il rullino 17 per effetto della rotazione della giostra abbandona la camma 30, detta molla 19 provoca il ritorno della pinza in una posizione di riposo predefinita, per esempio di pinza chiusa (Fig. 2).

Si conoscono vari altri tipi di pinza per macchine sciacquatrici o più in generale per condizionamento di bottiglie o altri contenitori, con differenti sistemi di comando dell’apertura/chiusura degli organi di afferraggio, ma tutti comprendono almeno una molla meccanica o equivalente organo meccanico elastico di contrasto, atto a mantenere gli organi di afferraggio normalmente chiusi o normalmente aperti, a seconda dei casi, in sostanziale analogia alla descritta molla 19.

La presenza di tale molla comporta alcuni problemi e svantaggi.La molla, anzitutto, è soggetta a fatica per le continue sollecitazioni di compressione e rilascio. Si deve tener presente che le attuali macchine sciacquatrici lavorano a grande velocità e la molla può accumulare rapidamente un grande numero di cicli di fatica, con rischio di rotture improvvise.

Inoltre, si è riscontrato che la sede di alloggiamento della molla, rappresenta un luogo di ristagno di sporcizia e/o impurità, peggiorando ligienicità globale della pinza.

L’invenzione ha come scopo di superare questi problemi, e in particolare di eliminare la molla meccanica dalla pinza di afferraggio, per migliorare l’igienicità complessiva dell’attrezzatura, per evitare il rischio di improvvise rotture a fatica, ridurre i costi di manutenzione e pezzi di ricambio.

Gli scopi sono raggiunti con una pinza di afferraggio per macchine sciacquatrici o soffiatrici di contenitori, particolarmente bottiglie, comprendente almeno:

un supporto di fissaggio;

un corpo pinza associato a detto supporto;

organi mobili di afferraggio e rilascio di detti contenitori;

un gruppo mobile rispetto al corpo pinza e disposto per azionare detti organi mobili di afferraggio;

un dispositivo di contrasto associato a detto gruppo mobile, atto ad esercitare un’azione di ritorno del gruppo mobile e degli organi di afferraggio in una posizione predefinita di riposo; caratterizzata dal fatto che detto dispositivo di contrasto comprende almeno un magnete, atto ad interagire magneticamente con un adatto elemento di riscontro per esercitare detta azione di ritorno.

Secondo aspetti equivalenti dell’invenzione, detto magnete e detto elemento di riscontro sono disposti per reagire al movimento di detto gruppo mobile attraverso reciproca attrazione oppure repulsione. L’elemento di riscontro può essere indifferentemente un magnete o un elemento sensibile all’attrazione magnetica, per esempio in materiale ferroso; in tale ultimo caso, come è ovvio, il dispositivo di contrasto funziona solo per attrazione e non per repulsione.

Secondo ulteriori aspetti equivalenti dell’invenzione, il gruppo mobile è rappresentato da un gruppo cursore che è scorrevole rispetto al corpo pinza e agisce, per azionare i detti organi di afferraggio, con un movimento in spinta, cioè verso gli organi di afferraggio, oppure in trazione, cioè verso il telaio della macchina, a seconda del cinematismo provvisto sulla pinza per l’azionamento degli organi di afferraggio suddetti.

Secondo un aspetto ulteriormente preferito dell’invenzione, il dispositivo di contrasto comprende un magnete mobile, associato al gruppo cursore, ed un magnete fisso solidale al corpo pinza, che rappresenta l’elemento di riscontro.

In una realizzazione particolarmente preferita, il gruppo cursore comprende un pistoncino su cui è montato un magnete permanente, e detto pistoncino scorre all’interno del corpo pinza, dove è alloggiato un altro magnete permanente che funge da elemento di riscontro e respinge il magnete montato sul pistoncino, opponendosi all'avanzamento del gruppo cursore.

Si deve notare che ai fini della presente invenzione, in tutti i casi, con il termine “magnete” si deve intendere indifferentemente un magnete permanente, un elemento permanentemente magnetizzato o un elettromagnete.

Il descritto dispositivo di contrasto agisce in sostanza come una molla magnetica, che non è soggetta a fatica e che può essere completamente racchiusa allinterno del corpo pinza, migliorando l'igienicità della macchina.

La molla magnetica così realizzata garantisce anche una durata pressoché illimitata: i magneti infatti non sono mai a contatto tra loro e non sono soggetti a usura; inoltre, come noto, i magneti non si “scaricano” nel tempo per effetto delle forze che scambiano con altri magneti. Si può osservare, nei magneti permanenti, una lenta attenuazione del campo con il passare del tempo, a causa di fenomeni entropici, ma per l’applicazione di interesse si ha comunque la garanzia di una durata molto maggiore rispetto a quella di una molla meccanica, e soprattutto si evitano le improvvise rotture a fatica. I magneti, nella pratica, hanno una vita utile paragonabile a quella della macchina stessa; si evitano quindi i costi, sia di manodopera che dei pezzi di ricambio, dovuti alla sostituzione delle molle meccaniche. Le caratteristiche e vantaggi risulteranno più evidenti dalla seguente descrizione dettagliata, che si riferisce ad un modo d’esecuzione preferito, e con l’aiuto delle annesse figure in cui:

la Fig. 3 rappresenta una sezione longitudinale di una pinza secondo l’invenzione, in posizione chiusa di afferraggio;

la Fig. 4 rappresenta la sezione della pinza di Fig. 3, in posizione aperta di rilascio delle bottiglie.

Riferendosi alle Figg. 3-4, è mostrata una pinza del tipo di Figg. 1 e 2, modificata secondo l’invenzione. Detta pinza comprende essenzialmente una forcella di supporto 101, un corpo pinza 102, un gruppo di afferraggio 103 con organi mobili di afferraggio rappresentati da leve mobili 104, una forcella 105 di capovolgimento e raddrizzamento.

La forcella di supporto 101 è destinata ad essere fissata alla periferia di una giostra di una macchina sciacquatrice o soffiatrice di contenitori quali bottiglie, lattine, ecc...

Le leve mobili 104, che agiscono a pinza, sono comandate da un gruppo cursore 110, comprendente un rullino 117 che interagisce con una apposita camma di comando 130 fissata al telaio della macchina sciacquatrice.

Nell’esempio, il rullino 117 lavora “in spinta”, ovvero si trova a riposo nella posizione di Fig. 3, e la camma di comando 130 tende a spingerlo verso le leve mobili 104 (Fig. 4). L’invenzione tuttavia è realizzabile in modo sostanzialmente equivalente con un gruppo cursore atto a lavorare per trazione.

Il gruppo cursore 110 è scorrevole a stantuffo nella parte posteriore del corpo pinza 102. Più nel dettaglio, detto gruppo cursore 110 comprende un pistoncino 118, inserito in una boccola 119 e scorrevole in una cavità 120 del corpo pinza. Il cursore viene guidato da uno spinotto 121; quest’ultimo scorre in asole del corpo pinza che oltre a guidare il gruppo cursore 110 definiscono le due posizioni di fine corsa del gruppo 110 medesimo.

Il pistoncino 118 presenta una cava frontale 122, all’interno della quale è alloggiato un magnete permanente 123. Un altro magnete permanente 124 è alloggiato nel corpo pinza 102, inserito in una boccola di plastica 125 forzata in fondo alla cavità 120.

I magneti 123 e 124 sono orientati per presentare poli uguali affacciati, owero per reagire con forza repulsiva al loro avvicinamento.

Nella sostanza, il magnete 123 è mobile insieme al pistoncino 118 e quindi insieme al gruppo cursore 110, mentre il magnete 124 rappresenta un riscontro fisso, rispetto al corpo pinza 102, che tende a respingere il magnete 123 ovvero a mantenere il gruppo cursore 110 nella posizione di riposo di Fig. 3.

Si comprende che i suddetti magneti 123, 124 realizzano una sorta di molla magnetica, ovvero sostituiscono funzionalmente una molla meccanica, opponendosi al movimento del pistoncino 118, con una forza che aumenta mano a mano che il suddetto pistoncino 118 avanza all’interno del corpo pinza. Nella posizione di riposo, la forza di precarico è determinata dalla distanza iniziale imposta ai due magneti.

La posizione di riposo in cui i magneti si trovano alla massima distanza (Fig. 3) può corrispondere indifferentemente alla pinza aperta o chiusa. L’assetto di pinza normalmente chiusa è preferito in quanto ritenuto più affidabile per la presa dei contenitori o bottiglie.

La Fig. 4 mostra invece la posizione di pinza aperta, in cui il gruppo cursore 110 è a fondo corsa all'interno della cavità 120, spinto dalla camma 130. In questa posizione, si nota che i magneti 123 e 124 sono molto vicini tra loro, pur non toccandosi: la forza repulsiva tra i magneti, al cessare della spinta sul rullino 117 imposta dalla camma 130, riporta il gruppo cursore 110 nella posizione di Fig. 3 e richiude la pinza.

Poiché i magneti non si toccano, neppure nella posizione di fine corsa di Fig. 4, si evitano i fenomeni di usura caratteristici dei sistemi meccanici.

Si deve notare che l’invenzione è del tutto indipendente dal particolare tipo di pinza che è stato descritto e illustrato, e può essere utilmente applicata in qualsiasi tipo di pinza per macchine sciacquatrici o soffiatrici di contenitori o bottiglie, in sostituzione di una molla o simile dispositivo meccanico elastico di ritorno. Le Figg. 3 e 4 si riferiscono a titolo non limitativo ad una pinza modificata, in cui il cinematismo generale di azionamento è sostanzialmente del tipo già descritto con riferimento alle Figg. 1-2 di tecnica nota, e che è noto dal già citato FR-A-2765816.

L’invenzione, anche in relazione al tipo di pinza e/o di macchina, è inoltre suscettibile di varianti.

Ad esempio, uno o entrambi i magneti 123 e 124 possono essere sostituiti da un elettromagnete, in particolare se si desidera che l’azione di molla magnetica possa essere disabilitata a comando.

In altre versioni equivalenti, è possibile sostituire uno dei magneti con un elemento di riscontro sensibile al campo magnetico. Per esempio, uno dei magneti 123, 124 può essere sostituito da una pastiglia in materiale ferromagnetico. In tal caso, come è chiaro, la forza magnetica è sempre attrattiva; di conseguenza, in una simile realizzazione, l’azione della camma di comando sul gruppo cursore tende ad allontanare tra loro i magneti (o il magnete dall’elemento di riscontro quale pastiglia in materiale ferromagnetico).

Inoltre, il rullino 117 (o equivalente) può agire indifferentemente in spinta come nell’esempio di Figg. 3-4, oppure in trazione, e questo sia con i magneti che lavorano in repulsione, sia con i magneti che lavorano in attrazione, il tutto con modifiche strutturali al cinematismo della pinza che sono evidenti al tecnico del ramo.

Ad esempio, il meccanismo di Figg. 3-4 può essere “invertito” in modo che la posizione di riposo corrisponda alla massima vicinanza dei magneti, e la camma di comando 130 lavori in trazione sul gruppo cursore 110. In tal caso i magneti 123, 124 possono essere montati con poli opposti affacciati, così che il ritorno è garantito dall’attrazione (anziché dalla repulsione) tra i magneti stessi. E’ altresì evidente che in questa realizzazione uno dei magneti può essere sostituito, ad esempio, da un elemento in materiale ferroso, che subisca l’attrazione del magnete restante.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1) Pinza di afferraggio per macchine sciacquatrici o soffiatrici di contenitori, particolarmente bottiglie, comprendente almeno: un supporto (101) atto al fissaggio ad una macchina sciacquatrice o soffiatrice; un corpo pinza (102) associato a detto supporto (101); organi mobili (104) di afferraggio e rilascio di detti contenitori; un gruppo (110) mobile rispetto al corpo pinza (102) e disposto per azionare detti organi mobili (104) di afferraggio; un dispositivo di contrasto associato a detto gruppo mobile (110), atto ad esercitare un’azione di ritorno del gruppo mobile (110) e degli organi di afferraggio (104) in una posizione predefinita di riposo; caratterizzata dal fatto che detto dispositivo di contrasto comprende almeno un magnete (123), atto ad interagire magneticamente con un adatto elemento di riscontro (124) per esercitare detta azione di ritorno.
2. 2) Pinza secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto almeno un magnete (123) e detto elemento di riscontro (124) sono disposti per reagire al movimento di detto gruppo mobile (110) attraverso reciproca repulsione magnetica.
3. 3) Pinza secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che detto almeno un magnete (123) e detto elemento di riscontro (124) sono disposti per reagire al movimento di detto gruppo mobile (110) attraverso reciproca attrazione magnetica.
4. 4) Pinza secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detto elemento di riscontro è un elemento in materiale sensibile al campo magnetico.
5. 5) Pinza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto dispositivo di contrasto comprende un magnete mobile (123), associato al gruppo mobile (110), ed un magnete fisso (124) solidale al corpo pinza (102) che costituisce il detto elemento di riscontro.
6. 6) Pinza secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che il magnete mobile (123) ed il magnete fisso (124) sono disposti in modo da presentare poli uguali affacciati e reagire con una forza repulsiva aH’awicinamento di detto magnete mobile (123) verso detto magnete fisso (124).
7. 7) Pinza secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che il magnete mobile (123) ed il magnete fisso (124) sono disposti in modo da presentare poli opposti affacciati e reagire con una forza attrattiva all’avvicinamento di detto magnete mobile (123) verso detto magnete fisso (124).
8. 8) Pinza secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che il gruppo mobile (110) è un gruppo cursore (110) comprendente un pistoncino (118) scorrevole in una cavità (120) del corpo pinza (102); detto pistoncino (118) presenta una sede frontale (122), all'interno della quale è alloggiato detto magnete mobile (123); il magnete fisso (124) è alloggiato nella detta cavità (120) del corpo pinza (102), trovandosi affacciato al magnete mobile (123).
9. 9) Pinza secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che il magnete fisso (124) è inserito in una boccola di plastica (125) forzata nella cavità (120) del corpo pinza (102).
10. 10) Pinza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che almeno uno tra detto magnete mobile (123) e fisso (124) è un elettromagnete.
11. 11) Pinza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il gruppo cursore (110) è mobile scorrevolmente rispetto al corpo pinza (102) e agisce, per azionare i detti organi di afferraggio (104), con un movimento in spinta rispetto a detto corpo pinza (102).
12. 12) Pinza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, caratterizzata dal fatto che il gruppo cursore (110) è mobile scorrevolmente rispetto al corpo pinza (102) e agisce, per azionare i detti organi di afferraggio (104), con un movimento di trazione rispetto a detto corpo pinza (102).
13. 13) Macchina sciacquatrice o soffiatrice di contenitori, particolarmente bottiglie, comprendente una pinza secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.