ITPN20000037U1 - Platorello perfezionato per preforme in resina - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Il presente brevetto riguarda un particolare tipo di platorelli, cioè’ di quei dispositivi utilizzati per applicarsi a rispettive preforme di resina termoplastica allo scopo di supportarle, orientarle, trasportarle durante le fasi di lavorazione delle stesse, in particolare durante le fasi di condizionamento in temperatura e di soffiaggio.-Il termine "platorello" e' un termine del linguaggio tecnico comunemente utilizzato in questo specifico settore; altri termini utilizzati per identificare lo stesso dispositivo sono anche i seguenti: tournette, mandrel, preform holder, carrier.-Pertanto l'impiego del termine 'platorello" non presenta alcuna difficolta' per l'esperto del settore.-La funzione del platorello e' di impegnarsi in una preforma mediante inserimento, di sostenerla, di traferirla o di restituirla alla fine di un ciclo di lavorazione, mediante il disinserimento della stessa.-Quando si utilizzano delle catene di platorelli negli impianti di soffiaggio, la quantità' di questi sono in genere assai rilevanti, ciò' che impone per ragioni di costo ed affidabilita , una concezione semplice.-I platorelli possono essere suddivisi in due categorie: a presa interna, oppure a presa esterna.-I platorelli a presa interna funzionano mediante il loro inserimento nel collo della preforma, mentre i platorelli a presa esterna funzionano mediante l'inserimento del collo della preforma entro una parte di questi.-In generale l impiego dei platorelli presenta le seguenti difficolta :

- Le dimensioni del collo della preforma sono in realta' variabili, e spesso oltrepassano le tolleranze specificate,

- E' molto difficile e quasi impossibile inserire preforme troppo piccole, fuori tolleranza o al limite di questa; infatti si richiederebbe delle forzature notevoli, con rischi di rottura della preforma.-- Le preforme troppo grandi, al limite o fuori tolleranza, cadono durante il trasporto.-Tutto questo comporta rischi di arresto dell'impianto con consegenze economiche gravi e facilmente immaginabili .

Sono noti platorelli dotati di una molla anulare che consente la tenuta delle preforme mediante infilamento; tali molle possono presentare una forma toroidale o cilindrica.-Tali platorelli presentano i seguenti inconvenienti: - la forza di bloccaggio dipende in maniera molto sensibile dal diametro della preforma; infatti si può passare troppo rapidamente da un bloccaggio scarso o nullo per una preforma troppo grande, ad un bloccaggio eccessivo e conseguen-te inceppamento per una preforma troppo piccola.-- nei casi di inceppamento, la notevole spinta assiale di inserimento o disinserimento spinge la molla anulare sui bordi del relativo alloggiamento, aumentando cosi’ la forza di attrito che si oppongono alla sua contrazione (che permetterebbe il movimento della preforma),

Si potrebbe inoltre essere penalizzati per un effetto dello schiacciamento dell'arco della molla anulare, come mostrato schematicamente nella fig. 1.

I dispositivi a molla anulare non consentono, per la loro intrinseca natura, di mantenere in modo abbastanza preciso l'asse in posizione (l'anello si sposta nel suo alloggiamento) e durante il passaggio nei forni di condizionamento, le preforme ruotano attorno ad un asse disassato; ciò' provoca un riscaldamento non simmetrico delle preforme.-Tutti gli inconvenienti sopra elencati sono riferiti a platorelli a presa interna,· per i platorelli a presa esterna si registrano degli inconvenienti analoghi, che tuttavia dovrebbero esser descritti in modo invertito, dato il differente e simmetrico accoppiamento tra platorello a presa esterna e preforma; tuttavia, poiché' tale* descrizione e' perfettamente ed immediatamente immaginabile da parte dell'esperto del settore, per brevità' essa viene omessa.-Sono anche noti dei platorelli a presa interna che utilizzano degli anelli in materiale polimerico elastico; anche se questi riducono alcuni dei problemi elencati sopra, tuttavia presentano i seguenti altri inconvenienti:

->- difficolta' di ottenere una qualità' stabile, e difficolta' di regolazione e dimensionamento,

->- sensibilità' del materiale polimerico al calore del forno, e quindi una rapida degradazione della qualità' e prestazioni ,

->- necessita' di una funzione meccanica aggiuntiva per la compressione e decompressione del giunto elastomerico anulare .-Sono anche noti, ad es. dal brevetto US 4,678,425, assegnato alla Cincinnati Milacron Ine., dei platorelli in cui la funzione di aggancio alla rispettiva preforma e<1 >affidata ad una porzione elastica cilindrica del platorello da inserire nella preforma, e da un opportuno rilievo anulare (bulge 70) disposto su detta porzione elastica; tuttavia tale soluzione presenta alcuni seri inconvenienti, e in primo luogo l'estrema rigidità (nel senso di attitudine ad adattarsi) rispetto a variazioni anche modestissime del diametro interno del collo della preforma.-In conclusione i platorelli attualmente impiegati sono di difficile regolazione e poco adattabili alle variazioni dimensionali delle preforme; essi provocano quindi una riduzione dei rendimenti industriali degli impianti a causa di frequenti incidenti di inserimento o disinserimento delle preforme, o durante il trasporto.-Per di piu' si e' costretti a cambiare tutti i platorelli per cambiare il tipo di preforma in lavorazione, anche se di dimensioni molto simili.-Conformemente a quanto premesso, e' dunque scopo della presente invenzione di realizzare dei tipi di platorelli, sia a presa interna che a presa esterna, atti ad eliminare o ridurre in modo automatico gli inconvenienti descritti.-Inoltre tali platorelli devono essere facilmente realizzabili con materiali normalmente disponibili nella tecnica e quindi economici.-Tale scopo, con altre caratteristiche dell'invenzione, e' conseguito mediante tipi di platorelli realizzati e funzionanti secondo le rivendicazioni che seguono.-Il trovato può' concretizzarsi secondo una forma di realizzazione preferenziale e non limitativa qui descritta in dettaglio ed illustrata a solo scopo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati in cui: - la fig. 2 mostra una prospettiva esterna inclinata di un platorello genericamente secondo il trovato,

- la fig. 2a mostra una sezione mediana di una porzione del platorello di fig. 2,

- la fig. 2b mostra un particolare assetto della porzione di platorello di fig. 2a,

- la fig. 3 mostra una sezione mediana di un platorello secondo un perfezionamento del trovato,

- la fig. 4 mostra una vista prospettica di un componente del platorello di fig.3,

- la fig. 4a mostra la sezione, ortogonale all’asse, del componente di fig. 4,

- la fig. 5 mostra una vista prospettica di un differente componente del platorello secondo le fig. 3,

- la fig. 6 mostra una vista piana laterale del componente di fig. 5,

la fig. 7 mostra una rappresentazione vettoriale, schematizzata delle forza agenti su una preforma applicata stabilmente ad un platorello secondo il trovato,

la fig. 8 mostra una rappresentazione vettoriale schematizzata delle forze agenti su una preforma durante le fasi di inserimento e di estrazione di una preforma da un platorello seconde il trovato.

la fig. 9 mostra due diagrammi che rappresentano l'andamento dei valori di resistenza elastica di due elementi elastici compresi nel platorello, rispettivamente secondo lo stato dell'arte (A), e secondo il trovato (B).-- la fig. 10 mostra una sezione verticale mediana di un platorello a presa esterna secondo il trovato,

- la fig. 11 mostra un ingrandimento di una porzione del platorello illustrato nella fig. 10,

- la fig. 12 mostra una sezione piana del platorello di fig. 10, presa dal piano di sezione B ~ B ortogonale all'asse del platorello.-Con riferimento alle figure, un platorello a presa interna secondo il trovato comprende un corpo centrale 1, sulla cui superficie cilindrica esterna sono ricavate una pluralità' di incavature 2 aperte radialmente verso 1'esterno.-In ciascuna di dette incavature e' disposto un rispettivo elemento di presa 3, singolo ed indipendente, atto a sporgere esternamente alla superficie cilindrica di detto corpo centrale.

Per assicurare che detti elementi di presa complessivamente si espandano radialmente verso l'esterno, impegnandosi con la superficie interna della preforma, ciascuno di questi elementi di presa e' sollecitato verso l'esterno da una rispettiva molla 4, posizionata nell'intercapedine tra la parete interna 5 di ciascun elemento di presa e la faccia 6 rivolta verso l'esterno delia rispettiva incavatura,· pertanto ciascuna incavatura contiene sia un rispettivo elemento di presa sia la relativa molla.-Come mostrato nelle figure 2 e 2a, la forma piu' semplice di realizzazione riguarda un platorello in cui sui bordi delle incavature sono disposti opportune prominenze 7, e il relativo elemento di presa e' dotato di corrispondenti appendici 8 tali che dette prominenze 7 e dette appendici 8 si impegnano reciprocamente sotto l'azione della molla 4, ma detti elementi di presa sono anche trattenuti ed impediti dallo svincolamento dalla rispettiva incavatura.-Mediante un opportuno dimensionamento tra gli elementi interessati, risulta possibile realizzare un platorello in cui i mezzi di impegno consentono l'inserimento di un platorello con una piccola forza di inserimento anche se si desidera inserire preforme con lievi tolleranze nel relativo diametro interno.-Tuttavia tale soluzione conserva due degli inconvenienti sopra descritti, e cioè :

a) lo sforzo di inserimento della preforma può' essere ancora troppo elevato per preforme di diametro ridotto, mentre quando le stesse preforme devono essere estratte e altamente desiderabile che lo sforzo di estrazione sia il piu' basso possibile, tuttavia compatibilmente con l'esigenza che le preforme non si sgancino accidentalmente, magari per effetto delle vibrazioni o cambiamento dell 'assetto.-Queste due esigenze sono naturalmente contrastanti e la soluzione sopra proposta non risolve detta contraddizione.-b) quando si lavorano preforme con diametri interni differenti, per tener conto del diametro interno piu’ ampio bisogna che l'elemento di presa 3 sporga di una distanza "h" (vedi fig. 2b) che può' essere eccessiva quando viceversa si lavorano preforme con diametro minimo, (naturalmente riferito al diametro del corpo del platorello) , a causa della elevata interferenza che ne deriverebbe; in tali circostanze sarebbe ancora necessario sostituire i platorelli con altri di differente calibro; ciò' obbliga a fermare l'impianto e quindi risulta molto oneroso dal punto di vista della produttività' generale.-Allo scopo di eliminare detti inconvenienti, viene vantaggiosamente adottato il perfezionamento descritto di seguito: con riferimento alle figure 3, 4 e 4a, l'incavatura 2 viene dotata di una nicchia 22 ad una sua estremità’, preferibilmente l'estremità' orientata verso il bordo 13 del platorello da infilare nella preforma, come verrà' meglio motivato nel seguito.

In corrispondenza, anche l'elemento di presa 3 viene sagomato in modo da realizzare una appendice 33 avente le seguenti caratteristiche:

a) detta appendice 33 e ' alloggiabile entro una corrispondente nicchia 22 ,

b) i dimensionamenti e le geometrie reciproche tra appendice e rispettiva nicchia sono tali da consentire una parziale rotazione dell'elemento di presa 3 attorno ad un asse "Y" centrato su detta nicchia 22 e sostanzialmente ortogonale sia all'asse "X" del platorello sia alla retta radiale "R" congiungente il centro di detta nicchia con detto asse "X".-In sostanza, l'elemento di presa viene come "imperniato" e vincolato a ruotare con la propria appendice dentro la rispettiva nicchia, per cui non esiste un vero e proprio perno fisico, ma l'asse istantaneo di rotazione e' determinato dal vincolo dell' appendice di rimanere sempre all'interno della rispettiva nicchia.-Per quanto riguarda la molla 4, essa viene logicamente disposta in modo da agire sul lato libero di detto elemento di presa; tale accorgimento, ed altre soluzioni costruttive sono facilmente desumibili, senza particolari spiegazioni, dalla fig. 3.-La geometria preferita dell'elemento di presa 3 e' invece illustrata nelle fig. 5 e 6.-Inoltre, allo scopo di conseguire il migliore centraggio e stabilita' alla preforma, dette incavature e rispettivi elementi di presa devono essere almeno 3, e devono essere preferibilmente distribuite in modo uniforme sulla superficie esterna del platorello.-Le figure 4 e 4a mostrano la porzione toroidale 12 del platorello che comprende tre incavature 2, prive dei relativi elementi di presa.

Cosi' realizzato, il posizionamento dell'asse di rotazione degli elementi di presa rispetto alle zone di attrito della preforma consentono di dosare il cosiddetto "effetto arpione" nel senso di facilitare l'inserimento della preforma e di ostacolare invece il suo disimpegno e la conseguente caduta.-L effetto arpione" in modo semplificato può essere spiegato come segue: con riferimento alla figura 7, l'elemento di presa 3 e' rappresentato dal segmento OA, la preforma e' mostrata dal corpo 15, e la forza che agisce su detto elemento di presa 3 e solo la coppia di rotazione F (infatti sull'elemento 3 non agiscono altre forze che non siano totalmente compensate).-Quando la preforma 15 e' ferma, detta coppia rotante F agisce sul punto di contatto A con una forza "G", la quale può' essere scomposta in una componente di forza Gl, ortogonale alla parete 16 di contatto della preforma 15, ed in una forza tangenziale G2, avente naturalmente la stessa direzione della parete 16, che risulta rettilinea.-Detta forza G2 genererebbe uno spostamento verticale della preforma, a cui si opporrebbe un rispettivo attr tuttavia, poiché' la preforma e' vincolata a rimanere ferma, tale attrito non si genera e detta forza e' forzatamente compensata .-Quando la preforma viene spostata verticalmente nella direzione di inserimento, come mostrato in fig. 8, sul punto A viene anche applicata la forza "T" che si oppone all’attrito, e, se si riporta tale forza sull'estremo "B" del vettore di forza "G", si otterrà' un vettore di forza complessivo delle forze G e T rappresentato da S, cioè' dal vettore del segmento AD.-E' quindi evidente che durante l'inserimento della preforma la forza tangenziale agente sulla preforma e' data dal segmento CD, evidentemente inferiore del segmento CB.-Se ora la preforma viene spostata verticalmente nella direzione di disinserimento, come mostrato nella fig. 8, sul punto A viene anche applicata la forza "U" che si somma all’attrito e se si riporta tale forza di nuovo sull'estremo "B" del vettore di forza "G", si otterrà' un vettore di forza complessivo delle due forze G e U rappresentato da Z, cioè' dal vettore del segmento AN.-E' quindi evidente che durante il disinserimento della preforma la forza tangenziale agente sulla preforma e<1 >data dal segmento CN, evidentemente superiore del segmento CD.-Tuttavia, detto "effetto arpione", a prescindere dalle spiegazioni di tipo tecnico che possono essere fornire per. descriverne il meccanismo di funzionamento, e' una dato universalmente noto e continuamente verificato dalla esperienza comune.-Un ulteriore vantaggioso perfezionamento e' offerto dal fatto che le molle 4 vengano opportunamente precaricate, cosi' che detti elementi di presa 3 siano permanentemente sollecitati nella posizione piu' esterna, cosi’ che tutte le preforme, che possono essere infilate nel corpo centrale del platorello, vengano anche impegnate da detti elementi di presa con una pressione sensibilmente costante ed, entro certi limiti, indipendentemente dal loro diametro interno.-Con riferimento al diagramma di fig. 9, si e' indicata con A la curva dell'andamento della pressione dell'elemento di presa con la molla 4 non pre-caricata, e con B la curva analoga di una molla pre-caricata, in funzione del diametro interno di una preforma generica: dati gli scostamenti minimi e massimi effettivamente raggiungibili da detto diametro, si osserva agevolmente che, se la molla e' correttamente scelta rispetto a detti scostamenti, i valori minimi e massimi, rispettivamente min e max, (curva B) che assume la pressione della molla sono quasi costanti, e comunque enormemente piu vicini, tra loro, dei valori minimi e massimi, rispettivamente MIN e MAX, assunti dalla pressione della molla quando non pre-caricata (curva A).Il trovato descritto consente ulteriori perfezionamento e stato infatti rilevato che il sopracitato "effetto arpione" può' essere esaltato se la superficie esterna 9 dell'elemento di presa 3 e' formata con una curvatura convessa rivolta verso l’esterno, come mostrato nella figura 6; inoltre, con riferimento alla fig. 3, e' stato analogamente trovato che, allo scopo di facilitare l'inserimento di preforme di diametro interno minimo, e' opportuno che la superficie esterna 10 della porzione cilindrica di platorello adiacente a dette incavature e opposta al bordo di inserimento di questo, rispetto a dette incavature, e' sagomata a tronco di cono o svasata.-Una ulteriore vantaggiosa forma di realizzazione del trovato consiste nel fatto che detti elementi di presa singoli ed indipendenti 3, 103 sono dotati, nella loro estremità' opposta alla rispettiva detta appendice terminale 33, di una superficie di arresto 14, 1014, atta ad entrare in battuta, sotto la spinta della molla, contro una parte della superficie 10, 1010 del corpo centrale 1,101; detta superficie e' naturalmente disposta dalla parte opposta di detto bordo terminale 13.

Ciò consente, scegliendo opportuni dimensionamenti e geometrie degli organi interessati, di limitare la corsa e quindi l'escursione di detto elemento di presa 3 verso l'interno o comunque verso il collo della preforma; tale valore potrà quindi essere liberamente scelto in modo che l'elemento di presa 3 sporga abbastanza da impegnare preforme il cui collo sia piccolo fino ad un valore stabilito, ma non troppo per ostacolare la corsa o danneggiare quelle preforme il cui collo sia piu’ largo o molto vicino al valore massimo che permette ancora di applicarla al platorello.-Evidentemente tutte le peculiarità' costruttive ed i perfezionamenti, sono perfettamente immaginabili, adattabili e realizzabili dall'esperto del settore, che non avra' alcuna difficolta' ad interpretare la relativa numerazione, analoga alla numerazione delle parti equivalenti della preforma a presa interna; con riferimento alle figg. 10, 11 e 12, che rappresentano un platorello a presa esterna, valgono in generale tutte le considerazioni fatte in precedenza; bisogna naturalmente tener conto che il platorello a presa esterna e' sostanzialmente costituito da un corpo centrale 101, formato come una corona esterna internamente dotata di una cavita' cilindrica in cui viene inserita, e quindi bloccata, la relativa preforma.

Sul lato interno cilindrico di tale corona vengono disposte sie le incavature 102 sia gli elementi di presa 103 sia i dispositivi elastici 104, in modo sostanzialmente simmetrico rispetto a quanto descritto sopra; infatti nel caso presente sia le incavature sia gli elementi di presa vengono rivolti all'interno, dove viene inserita la preforma.Da fig. Il si rileva subito che, con un platorello a presa esterna, questo si impegna, con gli elementi di presa 103, ovviamente con porzioni della superficie esterna della preforma e quindi anche con i relativi filetti 30.-All'esperto del settore e quindi evidente che il platorello a presa esterna delle figure 10, 11 e 12 e' sostanzialmente speculare, riguardo agli elementi funzionali come incavature 102, elementi di presa 103, molle 104, nicchie 122 e relative appendici 133, superfici di arresto 1014, ad un platorello a presa interna ad es. del tipo sopra rappresentato e descritto; in effetti, il platorello e un dispositivo comprendente superfici dotate di opportuni organi atti ad esercitare una pressione controllata sulle pareti del collo della preforma, detta pressione controllata essendo prodotta dalla reazione di opportune molle che, se agiscono dall'esterno, premono sulla superficie esterna delle pareti del collo, e se agiscono dall'interno, premono sulla rispettiva superficie interna.- Se vengono applicati dall'esterno essi vengono supportati su un elemento portante opportuno che prende nome di platorello a presa esterna; se invece vengono applicati dall'interno, il rispettivo elemento portante prende il nome di platorello a presa interna; tuttavia detti organi possono essere realizzati, disegnati e descritti in modo assolutamente simile o equivalente.

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI 1) Platorello a presa interna per il supporto e trasporto di preforme in resina termoplastica comprendente: - un corpo centrale (1), - mezzi di impegno applicati a detto corpo centrale ed atti a collegarsi con il collo della preforma, dispositivi elastici essendo disposti su detti mezzi in modo da premerli contro la parete di detto collo, caratterizzato dal fatto che: - detto corpo centrale (1) e' dotato di una pluralità' di incavature (2) aperte verso la superficie dì questo atta ad impegnarsi con il collo della rispettiva preforma, - detti mezzi di impegno sono costituiti da elementi di presa singoli ed indipendenti (3) alloggiati in rispettive dette incavature, detti dispositivi elastici essendo costituiti da rispettive molle (4) che agiscono tra la parete interna (6) di rispettive dette incavature e la corrispondente parete contrapposta (5) di detti elementi singoli indipendenti (3).
2. 2) Platorello a presa esterna, per il supporto e trasporto di preforme in resina termoplastica comprendente: - un corpo centrale cilindrico cavo (101), - mezzi di impegno applicati a detto corpo centrale ed atti a col legarsi con il collo della preforma , disposi tivi elastici essendo disposti su detti mezzi in modo da premerli contro la parete di detto collo, caratterizzato dal fatto che detto corpo centrale cavo (101) e dotato di una pluralità di incavature (102) aperte verso la superficie di questo atta ad impegnarsi con il collo della rispettiva preforma, - detti mezzi di impegno sono costituiti da elementi di presa singoli ed indipendenti (103) alloggiati in rispettive dette incavature, detti dispositivi elastici essendo costituiti da rispettive molle (4) che agiscono tra la parete interna (6) di rispettive dette incavature e la corrispondente parete contrapposta (5) di detti elementi singoli indipendenti (103).
3. 3) Platorello secondo la riv. 1 o 2, caratterizzato dal fatto che dette incavature e detti corrispondenti elementi singoli indipendenti sono almeno tre.- 4) Platorello secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette incavature sono dotate di una rispettiva nicchia (22) atta ad impegnare una appendice terminale (33) di un rispettivo di detti elementi indipendenti (3), di modo che la rispettiva appendice terminale sia atta a ruotare parzialmente essendo vincolata a perno nella rispettiva detta nicchia (22).- 5) Platorello secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che dette nicchie (22, 122) e dette corrispondenti appendici terminali (33, 133) sono disposte nell'estremo dei rispettivi alloggiamenti orientato verso il bordo terminale (13, 113) del rispettivo platorello che viene applicato alla rispettiva preforma.- 6) Platorello secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti dispositivi elastici (4, 104) sono precaricati, di modo che detti elementi di presa singoli indipendenti (3, 103) sono permanentemente sospinti verso il collo della rispettiva preforma.- 7) Platorello secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la faccia (9, 109), rivolta verso il collo della rispettiva preforma, di detti elementi singoli indipendenti presenta, almeno parzialmente, una curvatura convessa.- 8) Platorello secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la porzione della superficie (10, 1010), rivolta verso il collo della rispettiva preforma di detto corpo centrale (1,101), disposta dalla parte opposta di detto bordo terminale (13), rispetto ai corrispondenti detti elementi di presa singoli (3, 103), e sagomata a tronco di cono.- 9) Platorello secondo una qualsiasi oppure qualsiasi combinazione delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti elementi di presa singoli ed indipendenti (3, 103) sono dotati, nella loro estremità opposta alla rispettiva detta appendice terminale (33, 133), di una superficie di arresto {14, 1014), atta ad essere impegnata ed arrestata, in una posizione predeterminata, da detta porzione della superficie esterna (10, 1010) di detto corpo centrale (1,101), disposta dalla parte opposta di detto bordo terminale (13).