ITMI20111098A1 - Dispositivo elettromeccanico per la regolazione di guide di trasportatori ad aria - Google Patents

Description

"DISPOSITIVO ELETTROMECCANICO PER LA REGOLAZIONE DI GUIDE DI TRASPORTATORI AD ARIA"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce in generale ad un dispositivo elettromeccanico, più in particolare ad un dispositivo elettromeccanico adatto alla regolazione di guide di un trasportatore ad aria di bottiglie PET vuote.

I trasportatori ad aria di bottiglie PET vuote attualmente noti sono generalmente costituiti da un insieme di linee sopraelevate in cui almeno una guida di collo di bottiglia ed una guida laterale di bottiglia possono essere regolate nella loro posizione in modo da adattarsi alla particolare forma della bottiglia da trasportare. Una guida di collo di bottiglia à ̈ tipicamente formata da un canale a C che accoglie un collo di bottiglia fra le sue ali; su queste ali una coppia di piastre o organi simili vengono regolate in maniera scorrevole tramite attuatori lineari in modo da adattarsi al diametro del collo della bottiglia. Le guide laterali della bottiglia sono invece costituite da binari orizzontali appesi al di sotto di detto canale a C tramite una pluralità di barre verticali: degli attuatori lineari sono agganciati a dette barre e supportano gli organi di connessione a detti binari. In questo modo ciascun binario può essere spostato orizzontalmente in modo da adattarsi alla superficie esterna delle bottiglie.

La lunghezza tipica di un trasportatore ad aria di bottiglie può variare da poche centinaia di metri ad uno o più chilometri che si porta a prevedere migliaia di attuatori lineari. Di conseguenza il consto unitario dell'attuatore lineare gioca un ruolo chiave nella determinazione del costo complessivo del sistema di trasporto sia in termini di costo di impianto sia in termini di costo di manutenzione. D'altra parte, una tale quantità di attuatori richiede necessariamente un elevato livello di automazione in modo da reimpostare velocemente il sistema ogni volta che una nuova forma di bottiglia deve essere trasportata attraverso di esso. Alla luce delle precedenti necessità piccoli trasportatori ad aria possono adottare attuatori lineari manuali mentre in più grandi trasportatori ad aria si devono preferire attuatori pneumatici.

Anche se gli attuatori pneumatici incrementano il livello di automazione del sistema pur mantenendo il costo dello stesso sistema abbastanza basso, continuano ad esserci problemi di affidabilità ed inefficaci strumenti diagnostici che possono essere adottati a questi attuatori. Inoltre gli attuatori pneumatici possono fornire la necessaria accuratezza di posizionamento solamente in corrispondenza di un dato numero di posizioni, spesso determinate da adeguati organi di fermo.

Allo scopo di superare i precedenti difetti della tecnica nota la presente invenzione prevede un dispositivo elettromeccanico appositamente progettato per presentare costi unitari accessibili pur consentendo di avere un meccanismo di azionamento altamente affidabile, strumenti diagnostici efficaci e una notevole precisione di posizionamento in maniera continua in una predeterminato intervallo o corsa.

In conformità di una realizzazione preferita della presente invenzione il dispositivo elettromeccanico comprende un motore elettrico adeguatamente scelto in modo che richieda una bassa potenza di alimentazione ed una bassa tensione, generalmente fra 24 volt e 28 volt. L'adozione di un tale tipo di motore permette il controllo di molteplici dispositivi attraverso cavi che presentano una piccola sezione cosa che si traduce in un basso costo di impianto sia in termini di unità di controllo sia in termini degli stessi cavi.

Detto dispositivo elettromeccanico à ̈ anche equipaggiato con un trasduttore a basso costo costituito sostanzialmente da un sensore ad effetto Hall operativamente associato ad un magnete polarizzato montato sull'albero di uscita del motore elettrico: in questo modo il precedente trasduttore riceve un impulso ad ogni giro dell'albero, il segnale ad impulso essendo poi inviato all'unità di controllo che calcola la posizione e la velocità dell'albero. Pertanto l'uso di un encoder rotativo assoluto di maggior costo può essere evitato portando ancora ad una riduzione di costo del dispositivo della presente invenzione.

Ancora, la cascata di ingranaggi azionata da detto motore elettrico à ̈ preferibilmente realizzata con tecnopolimeri, ad esempio resina acetale, fornendo in questo modo una elevata affidabilità delle componenti meccaniche e pertanto ridotte richieste di manutenzione, oltre a tutte le note proprietà di queste plastiche.

Infine si possono facilmente adottare mezzi diagnostici automatici per controllare in tempo reale lo stato di ciascun dispositivo ed identificare quale dispositivo ha avuto un guasto. Questa caratteristica non à ̈ disponibile nei sistemi della tecnica nota che adottano attuatori manuali o pneumatici e non permettono all'operatore di rintracciare rapidamente il dispositivo guasto.

La configurazione di componenti elettriche e componenti meccaniche descritta in precedenza chiaramente porta costi molto bassi dei dispositivi che, come detto, sono presente in gran numero in un tradizionale trasportatore ad aria.

Inoltre e come più chiaro dalla seguente descrizione dettagliata di una realizzazione preferita, il dispositivo elettromeccanico in conformità della presente invenzione può essere facilmente adattata a trasportatori ad aria esistenti allo scopo di sostituire gli attuatori manuali o pneumatici fino ad ora utilizzati .

Scopo principale della presente invenzione à ̈ pertanto quello di fornire un dispositivo elettromeccanico per regolare guide di un trasportatore ad aria che sia vantaggioso in rispetto ad un attuatore lineare manuale o pneumatico.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ poi quello di fornire un dispositivo elettromeccanico per regolare guide di un trasportatore ad aria che garantisca un accurato posizionamento della guida in maniera continua in un dato intervallo di posizioni .

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ poi quello di fornire un dispositivo elettromeccanico per regolare guide di un trasportatore ad aria che possa essere facilmente controllato da una adeguata unità di controllo. Un sistema di controllo di guide di trasportatori ad aria comprendente la suddetta unità di controllo viene descritto e rivendicato in una domanda nazione di proprietà della stessa Richiedente e che presenta la stessa data di deposito della presente domanda.

Una descrizione dettagliata di una realizzazione preferita del dispositivo elettromeccanico per regolare guide di un trasportatore ad aria in conformità della presente invenzione verrà ora fornita con riferimento alle annesse tavole di disegni, in cui:

la fig. 1 à ̈ una vista prospettica di una realizzazione preferita del dispositivo elettromeccanico in conformità della presente invenzione,

la fig. 2 Ã ̈ una vista laterale della realizzazione mostrata in fig. 1,

la fig. 3 Ã ̈ una vista frontale della realizzazione mostrata in fig. 1,

la fig. 4 Ã ̈ una vista laterale della realizzazione in fig. 1 che presenta 1'involucro rimosso in modo da mostrare le componenti interne .

Con riferimento alle fig. da 1 a 3, un dispositivo 100 elettromeccanico in conformità della presente invenzione viene mostrato avente un involucro 2 costituito da una coppia di coperchi 2a e 2b ciascun coperchio avente una coppia di fori passanti 8 ricavati su di esso. Si possono adottare delle viti passanti in detti fori passanti 8 in modo da serrare il dispositivo 100 al telaio o ogni altra struttura fissa del trasportatore. Alternativamente il dispositivo 100 può essere fissato in corrispondenza del collo 35 filettato che sporge dall'involucro 2.

Come mostrato in fig. 4, l'involucro 2 à ̈ anche dotato di una coppia di fori 7 ricavati sulle superfici dell'involucro normali l'una all'altra: una guaina 4 dì cavo può essere inserita in uno dei fori 7, l'altro foro 7 venendo chiuso da un tappo 13. Nella guaina 4 di cavo vengono fatti passare e raccolti nel connettore 5 tutti i cavi necessari al funzionamento e controllo del dispositivo 100. Pertanto per il dispositivo 100 si può scegliere un fissaggio orizzontale o un fissaggio verticale, e la guaina 4 di cavo può essere concordemente montata sull'involucro 2.

Ancora con riferimento alla fig. 4, il dispositivo 100 viene mostrato con il coperchio 2a rimosso in modo da mostrare i componenti interni e la loro disposizione nella realizzazione preferita. Sulla periferia del coperchio 2b una parte femmina di un labirinto 15 per chiusura ermetica viene realizzato in modo da accoppiarsi ad una parte maschio ricavata sulla periferia del coperchio 2a: il labirinto per chiusura ermetica garantisce una protezione per l'interno dell'involucro 2 contro i solidi, la polvere ed i liquidi. Un distanziale 17 viene previsto fra la coppia di opposti fori passanti 8 allo scopo di evitare uno sforzo dell' involucro 2 dovuto al tiro della vite passante detti opposti fori passanti 8. Il coperchio 2b presenta molteplici supporti 6 ed un insieme di nervature 6 che connettono detti supporti 6 e che formano un percorso chiuso di nervature 6, i supporti 6 essendo dimensionati per ricevere con interferenza un albero di un ingranaggio ed i percorsi chiusi degli opposti coperchi 2a e 2b che definiscono una camera a tenuta per il lubrificante degli ingranaggi. Allo scopo di ridurre al minimo il numero di componenti del dispositivo sul coperchio 2b à ̈ anche ricavata di pezzo una sede per trasduttore. Infine una sede 36 per mozzo viene conformata per alloggiarvi in maniera fissa un mozzo 30, la sede 36 di mozzo presentando una coppia di opposte sporgenze 37 che evitano la rotazione del mozzo 30 nella sede 36 del mozzo. Un motore 10 elettrico viene alloggiato nell'involucro 2 e presenta un albero 11 di uscita connesso ad una cascata 20 di ingranaggi: in particolare detto albero 11 di uscita in corrispondenza di una prima estremità Ila à ̈ direttamente connesso ad un pignone 21 motore che ingrana con un primo ingranaggio 22 folle che a sua volta ingrana con un secondo ingranaggio 23 folle azionando in questo modo una ruota 24. Detti primo e secondo ingranaggio 22 e 23 folle ruotano attorno ad alberi 25 che sono inseriti nei precedenti supporti 6 con interferenza, mentre la ruota 24 à ̈ fissata coassialmente ad una vite senza fine 31. Un cuscinetto 33 viene inserito in sede nella parte inferiore dell'involucro 2 e supporta rotazionalmente detta vite senza fine 31 in corrispondenza di una sua prima estremità. Una madrevite 32 ingrana con la vite senza fine 31 e risulta filettata su una parte della sua superficie esterna, la restante parte della superficie esterna essendo configurata come una spalla 32a. un cannotto 34 à ̈ previsto in corrispondenza di una prima estremità di una cavità interna che presenta una parte filettata ricavata in detta prima estremità in modo da essere internamente accoppiato alla superficie esterna filettata della madrevite 32. Detta prima estremità del cannotto 34 à ̈ anche incollata a detta spalla 32a in modo da impedire una rotazione relativa fra il cannotto 34 e la madrevite 32. Pertanto la vite senza fine 31 e la madrevite 32 vengono inserite in detta cavità del cannotto mentre l'altre estremità del cannotto 34 viene ricevuta nel mozzo 30 e scorrevolmente supportata da questo; un foro 35 filettato à ̈ ricavato sulla seconda estremità del cannotto 34 per consentire la connessione alla guida del trasportatore da controllare con il dispositivo 100. Detto mozzo 30 à ̈ infine dotato di una sede 38 anulare in cui viene alloggiato un O-ring 39 per garantire la protezione del dispositivo 100 contro solidi, polveri e liquidi. Come chiaramente mostrato in fig. 4 la corsa del cannotto 34, o della guida di trasportatore ad esso connessa, à ̈ definita dalla battuta della spalla 32a contro il cuscinetto 33 (fermo corsa inferiore) e dalla battuta della spalla 32a contro il mozzo 30 (fermo corsa superiore).

Un magnete 12 sinterizzato polarizzato à ̈ coassialmente fissato in corrispondenza della seconda estremità llb dell'albero 11 del motore e ruota con esso. Un sensore 14 ad effetto Hall viene posto in prossimità di detto magnete 12 che in questo modo risulta immerso nel campo magnetico generato dal magnete 12. Ciascun giro dell'albero 11 à ̈ pertanto rilevato come un impulso dal sensore 14 ad effetto Hall: mezzi di connessione elettrica (non mostrati) trasferiscono detto segnale, attraverso detti fori 7 sull'involucro 2, ad una unità di controllo esterna. Il forzamento del cannotto 34 contro il cuscinetto 33 o mozzo 30 per una quantità di tempo molto limitata si traduce in un picco della corrente di alimentazione dovuto all'elevato carico. Questo picco di corrente può essere associato dall'unità di controllo ad una posizione di riferimento, cioà ̈ la posizione di zero rispetto alla quale l'esatta posizione del cannotto 34 - o della guida del trasportatore, che à ̈ lo stesso - tenendo inoltre in considerazione il rapporto di riduzione può essere calcolata, non richiedendo perciò alcun encoder assoluto.

A puro scopo illustrativo si fa notare che un tipico dimensionamento del dispositivo 100 elettromeccanico per una corsa della guida inferiore ai 50 mm può prevedere un motore DC a magneti permanenti che assorbe una corrente media di circa 350 mA in corrispondenza di un regime di 5000 rpm, una cascata 20 di ingranaggi fatti con un materiale come la resina acetale e dimensionati in modo da avere un rapporto di riduzione che varia fra 50 e 60 raggiungendo in questo modo un carico assiale in uscita di 250 N.

Realizzazioni alternative del dispositivo elettromeccanico in conformità della presente invenzione possono essere variate e modificate, come gli esperti del settore potranno facilmente notare, in rispetto alla realizzazione preferita descritta in precedenza in modo da fornire un movimento di rotazione al posto in un movimento lineare, adottando perciò un complesso rotativo, al posto del complesso di madrevite e vite senza fine, come un albero pieno (non mostrato) che nel precedente tipico dimensionamento fornirebbe una coppia di circa 45 Ncm a circa 90 rpm utilizzabile per comandare la rotazione di una leva (non mostrata) o analogo meccanismo di interconnessione fra il dispositivo elettromeccanico e la guida del trasportatore. Similmente, molti altri materiali possono essere scelti per ciascun componente meccanico in modo da adeguarsi alla particolare applicazione per cui si vuole il dispositivo elettromeccanico, l'applicazione dipendendo dalla specifica corsa e carico della guida del trasportatore, cosi come dalle condizioni ambientali in cui il dispositivo si trova a funzionare. È altresì evidente che il dispositivo elettromeccanico à ̈ facilmente adattabile in impianti diversi da quello di produzione delle bottiglie ed utilizzabile per altri scopi come ad esempio il controllo di valvole, in particolare valvole a sfera che si può prevedere di comandare con la realizzazione alternativa rotativa descritta. Tutti questi cambiamenti e modifiche ricadono nell'ambito della presente invenzione come rivendicata di seguito.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo elettromeccanico per la regolazione di posizione di guide di trasportatori, il dispositivo comprendendo: un involucro che alloggia, un motore a basso assorbimento, un trasduttore, una cascata di ingranaggi azionata dal motore a basso assorbimento, una vite senza fine azionata dalla cascata di ingranaggi, una madrevite che ingrana con la vite senza fine, un cannotto connesso in maniera fissa ad una sua prima estremità alla madrevite, l’altra estremità essendo fissata a detta guida di trasportatore, in cui il trasduttore emette un segnale proporzionale alla rotazione del motore a basso assorbimento previsto per il controllo di posizione della guida del trasportatore rispetto ad una posizione di riferimento.
2. 2. Dispositivo elettromeccanico in conformità della rivendicazione 1, in cui un magnete polarizzato à ̈ assialmente fissato all’albero di uscita di detto motore a basso assorbimento e detto trasduttore à ̈ un sensore ad effetto Hall posto vicino a detto magnete polarizzato.
3. 3. Dispositivo elettromeccanico in conformità di una o più precedenti rivendicazioni, in cui la posizione di riferimento à ̈ definita dalla battuta della madrevite o del cannotto contro un organo fissato all’involucro.
4. 4. Dispositivo elettromeccanico in conformità di una o più precedenti rivendicazioni, in cui detta cascata di ingranaggi comprende ingranaggi realizzati con tecnopolimeri, preferibilmente resina acetale.
5. 5. Dispositivo elettromeccanico in conformità di una o più rivendicazioni precedenti in cui detto motore a basso assorbimento à ̈ un motore DC a magneti permanenti.
6. 6. Dispositivo elettromeccanico in conformità di una o più rivendicazioni precedenti, in cui detta vite senza fine, detta madrevite e detto cannotto vengono sostituiti con un complesso rotativo, ad esempio un albero pieno per la trasmissione di una coppia a meccanismi di interconnessione con dette guide.