ITPR20100058A1 - Testa magnetica per sollevare oggetti ferromagnetici - Google Patents

Description

"TESTA MAGNETICA PER SOLLEVARE OGGETTI FERROMAGNETICI"

La presente invenzione ha per oggetto una testa magnetica per sollevare oggetti ferromagnetici, in particolare per impiego in un apparato di pallettizzazione o depallettizzazione.

Nel settore del packaging sono note da tempo teste magnetiche di sollevamento di oggetti comprendenti una prima lastra metallica piana recante una pluralità di magneti rettangolari di ferrite equispaziati in modo tale da formare una matrice. Nella prima lastra, tra un magnete e l'altro, sono ricavati dei fori per il passaggio di perni. A tali perni à ̈ solidalmente montata una griglia atta a supportare una seconda lastra piana, tipicamente in acciaio inox. Durante la fase di presa degli articoli (ad esempio lattine in banda stagnata), la seconda lastra si trova ad una distanza minima dai magneti così che questi ultimi possano esercitare una forza attrattiva tale che gli articoli si dispongano sulla superficie esterna della seconda lastra. Durante la fase di rilascio, i perni vengono fatti scorrere nei relativi fori in modo tale da allontanare la griglia dalla prima lastra. La seconda lastra, essendo solidale alla griglia, verrà a sua volta allontanata dai magneti in modo tale da ridurre la forza attrattiva sugli articoli, i quali sono ceduti ad un piano o ad una vasca di raccolta sottostante. Il complesso formato dai perni, dalla griglia e dalla seconda lastra à ̈ comunemente noto nel settore con il termine di "estrattore".

II principale svantaggio della soluzione appena descritta risiede nell'elevato peso dell'estrattore, dovuto al fatto che la griglia à ̈ realizzata in ferro e la seconda lastra à ̈ realizzata in acciaio inox. Di conseguenza, la movimentazione dell'estrattore richiede un leverismo in grado di sviluppare notevoli forze. Tradizionalmente, tale leverismo à ̈ formato da cilindri pneumatici in parallelo. Il peso dell'estrattore, della prima lastra e dei magneti incide sul peso complessivo della testa magnetica, che può raggiungere addirittura 1000-1300 Kg. Una testa magnetica così pesante non à ̈ montabile su un robot o manipolatore tradizionale, che ha una portata compresa tra 130-400 Kg.

È inoltre nota dal documento US6,538,544 una testa magnetica di sollevamento di oggetti ad azionamento pneumatico. Il principale svantaggio di tale testa magnetica à ̈ data dal fatto che l'evacuazione del fluido dalla camera sigillata à ̈ ottenuta tramite un unico condotto centrale connesso al sistema pneumatico. Pertanto, i tempi di risposta sono quelli del sistema pneumatico stesso.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione à ̈ proporre una testa magnetica per sollevare oggetti ferromagnetici che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, Ã ̈ scopo del presente trovato mettere a disposizione una testa magnetica per sollevare oggetti ferromagnetici che abbia un peso ridotto rispetto alle teste magnetiche attualmente conosciute.

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ proporre una testa magnetica per sollevare oggetti ferromagnetici che abbia una struttura più semplice e che consenta un rilascio meno dispendioso, in termini di forze in gioco, rispetto alle soluzioni di arte nota.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da una testa magnetica per sollevare oggetti ferromagnetici, comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di una testa magnetica per sollevare oggetti ferromagnetici, come illustrato negli uniti disegni in cui:

- la figura 1 illustra una testa magnetica per sollevare oggetti ferromagnetici, in una prima configurazione operativa, in vista laterale sezionata;

- la figura 2 illustra la testa magnetica di figura 1, in una seconda configurazione operativa, in vista laterale sezionata.

Con riferimento alle figure, con il numero 1 à ̈ stata indicata una testa magnetica per sollevare oggetti ferromagnetici, ad esempio lattine in banda stagnata. La testa magnetica 1 comprende un supporto 2 sostanzialmente piano recante una pluralità di corpi magnetici 3. Preferibilmente, il supporto 2 à ̈ realizzato in alluminio, mentre i corpi magnetici 3 sono magneti al Neodimio. Preferibilmente, i corpi magnetici 3 hanno forma sostanzialmente cilindrica e sono montati su corrispondenti basi metalliche 4 di forma cilindrica ancorate al supporto 2. Come visibile nelle figure, ciascuna coppia formata da un corpo magnetico 3 e da una base metallica 4 (ad esempio in ferro) à ̈ attraversata da una vite 18 di ancoraggio al supporto 2.

I corpi magnetici 3 sono distribuiti sul supporto 2 in modo tale da creare un campo magnetico avente una intensità predefinita.

A copertura del profilo definito dal supporto 2 e dai corpi magnetici 3 à ̈ posta una piastra 5. Preferibilmente, la piastra 5 à ̈ controsagomata rispetto a tale profilo. In altre parole, la piastra 5 ha uno sviluppo, parallelo al supporto 2, interrotto da cavità cieche 6 controsagomate rispetto alle coppie di corpi magnetici 3-basi metalliche 4. In particolare, tali cavità cieche 6 sono definite su una prima superficie 16 della piastra 5 affacciata al supporto 2. Su una seconda superficie 17 della piastra 5, parallela alla prima superficie 16 ed affacciata all'esterno, à ̈ ricavata una trama di passaggi ciechi (non illustrati) in modo tale da favorire il rilascio degli oggetti.

Vantaggiosamente, la piastra 5 à ̈ realizzata in materiale plastico, ad esempio polizene o polipropilene. La piastra 5 à ̈ movimentabile da una prima posizione, in cui si trova ad una distanza minima dai corpi magnetici 3 e dal supporto 2, ad una seconda posizione in cui si trova ad una distanza massima dai corpi magnetici 3 e dal supporto 2. Il passaggio della piastra 5 dalla prima alla seconda posizione à ̈ determinato dall'immissione di aria tra la piastra 5 ed il supporto 2 in modo tale che questi ultimi definiscano una camera temporanea di espansione 7 (si veda la figura 2). Nella forma realizzativa qui descritta ed illustrata, il supporto 2 presenta una prima serie di fori passanti 8a atti a consentire l'immissione di aria tra la piastra 5 ed il supporto 2. Ad esempio, la pressione dell'aria immessa à ̈ di circa 6 bar, mentre la pressione nella camera 7 raggiunge valori compresi nell'intervallo 0.5-1 bar. L'immissione di aria avviene mediante mezzi di tipo noto che, pertanto, non saranno descritti.

Al fine di impedire che la pressione dell'aria nella camera 7 scenda al di sotto di un valore prestabilito, sono previsti mezzi di tenuta 9 operativamente attivi tra la piastra 5 ed il supporto 2. Nella forma realizzativa qui descritta ed illustrata, i mezzi di tenuta 9 consistono in quattro alette fissate sul perimetro del supporto 2 e calzate su bordi laterali esterni 5a della piastra 5. Preferibilmente, tali alette 9 sono realizzate in acciaio armonico. In una forma realizzativa alternativa (non illustrata), i mezzi di tenuta 9 consistono in quattro alette fissate al perimetro della piastra 5 e calzate su bordi laterali esterni del supporto 2. Un'altra possibilità prevede la predisposizione di un organo di tenuta dedicato operativamente attivo tra il supporto 2 e la piastra 5 per impedire la fuoriuscita di aria.

Per consentire il passaggio di aria quando la piastra 5 si trova nella prima posizione, sulla prima superficie della piastra 5, sono ricavati canali ciechi 10 i quali risultano affacciati ai fori passanti 8a della prima serie. In una forma realizzativa alternativa (non illustrata), i canali ciechi sono ricavati sulla superficie del supporto 2 rivolta verso la piastra 5. II supporto 2 presenta una seconda serie di fori passanti 8b i quali rimangono chiusi durante il passaggio della piastra 5 dalla prima alla seconda posizione e vengono aperti durante il passaggio della piastra 5 dalla seconda alla prima posizione in modo tale da consentire lo scarico rapido di aria dalla camera 7. In particolare, la chiusura della seconda serie di fori passanti 8b viene ottenuta tramite relativi tappi 11.

Il supporto 2 presenta una terza serie di fori passanti 8c i quali formano, con corrispondenti fori passanti 12 realizzati nella piastra 5, coppie di fori atti a ricevere altrettanti perni 13 per guidare la movimentazione della piastra 5 rispetto al supporto 2. Per richiamare la piastra 5 dalla seconda alla prima posizione sono predisposti mezzi elastici 14, 19 comprendenti una o più molle. Ad esempio, nelle figure 1 e 2 à ̈ mostrata una molla 14, posta dal lato del supporto 2, la quale à ̈ accoppiata ad un cilindro 19. La molla 14 funziona a trazione, per cui passa da una configurazione espansa in cui lo stelo del cilindro 19 à ̈ ritratto così che la molla 14 mantiene la piastra 5 nella prima posizione, ad una configurazione compressa in cui lo stelo del cilindro 19 à ̈ estratto in modo tale da escludere l'azione della molla 14 sulla piastra 5.

La testa magnetica 1 comprende almeno una valvola di sovrapressione 15 comunicante con la camera 7 per scaricare l'aria nel caso in cui la pressione superi una soglia prefissata.

La movimentazione (ad es. traslazione) della testa 1 avviene mediante uno o più cilindri pneumatici oppure mediante un motore elettrico (non illustrati). In alternativa, la testa magnetica 1 può essere montata su un manipolatore o robot in modo tale da poter attrarre gli oggetti in una stazione di prelievo e cederli ad una stazione di rilascio.

II funzionamento della testa magnetica per sollevare oggetti ferromagnetici, secondo la presente invenzione, Ã ̈ descritto nel seguito.

Inizialmente, la testa magnetica 1 viene portata in corrispondenza di una stazione di prelievo degli oggetti. La piastra 5 si trova nella prima posizione, lo stelo del cilindro 19 à ̈ ritratto e la molla 14 si trova nella configurazione espansa. I fori passanti 8b della seconda serie sono chiusi dai relativi tappi 11 (si veda la figura 1). Gli oggetti ferromagnetici, posti in prossimità della testa magnetica 1, sono attratti dal campo magnetico generato dai corpi magnetici 3.

Successivamente, la testa magnetica 1 viene portata in corrispondenza di una stazione di rilascio degli oggetti. A questo punto, viene immessa aria in pressione tra la piastra 5 ed il supporto 2, iniettandola attraverso i fori passanti 8a della prima serie. L'aria si insinua nei canali ciechi 10 e, con la sua pressione, determina l'allontanamento della piastra 5 dal supporto 2. In particolare, la piastra 5 scorre sui perni 13 e si porta nella seconda posizione. Contestualmente, si forma la camera temporanea di espansione 7 (si veda la figura 2). La valvola di sovrapressione 15 assicura che la pressione all'interno della camera 7 rimanga al di sotto della soglia prefissata. La tenuta à ̈ assicurata dalle alette 9 e dai tappi 11. In tale situazione, la forza attrattiva del campo magnetico sugli articoli non à ̈ più sufficiente ad attrarli, pertanto gli oggetti sono ceduti ad un piano o ad una vasca di raccolta posta inferiormente alla testa.

Durante il passaggio della piastra 5 dalla prima alla seconda posizione, lo stelo del cilindro 19 viene estratto e la molla 14 viene gradualmente compressa in modo tale da non esercitare la forza di richiamo sulla piastra 5.

Una volta che la piastra 5 raggiunge la seconda posizione, il cilindro 19 abilita nuovamente il funzionamento della molla 14, la quale richiama la piastra 5 verso il supporto 2. I fori passanti 8b della seconda serie vengono dunque aperti in modo tale da consentire lo scarico rapido dell'aria dalla camera 7. In tal modo, la piastra 5 ritorna nella prima posizione. Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche della testa magnetica per sollevare oggetti ferromagnetici, secondo la presente invenzione, così come chiari ne risultano i vantaggi.

In particolare, grazie al fatto che l'estrattore à ̈ realizzato in materiali più leggeri rispetto alle soluzioni note (plastica e alluminio al posto di acciaio inox e ferro), il suo azionamento avviene con un sistema costruttivamente semplice e poco dispendioso (immissione di aria) . In tal modo, à ̈ possibile eliminare il complesso leverismo di cilindri pneumatici delle soluzioni note. Si osservi che anche pressioni minime, cioà ̈ inferiori ad 1 bar, assolvono in maniera ottimale la funzione di allontanamento della piastra dal supporto e dai magneti.

II peso complessivo della testa magnetica proposta si aggira al massimo intorno a 100 Kg, pertanto à ̈ facilmente montabile su un manipolatore tradizionale. Inoltre, il sistema di immissione e scarico dell'aria à ̈ realizzato con una struttura estremamente semplice: i canali ciechi, le alette di tenuta, la valvola di sovrapressione e la seconda serie di fori passanti.

Inoltre, la trama di passaggi ciechi realizzata sulla seconda superficie della piastra consente un rapido rilascio degli oggetti.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Testa magnetica (1) per sollevare oggetti ferromagnetici, comprendente: un supporto (2) sostanzialmente piano recante una pluralità di corpi magnetici (3); una piastra (5) posta a copertura del profilo definito da detto supporto (2) e dai corpi magnetici (3), detta piastra (5) essendo movimentabile da una prima posizione in cui si trova ad una distanza minima dai corpi magnetici (3) e dal supporto (2) per cui la testa (1) à ̈ in grado di attrarre gli oggetti, ad una seconda posizione in cui si trova ad una distanza massima dai corpi magnetici (3) e dal supporto (2) per cui gli oggetti sono rilasciabili dalla testa (1), il passaggio della piastra (5) dalla prima alla seconda posizione essendo determinato dall'immissione di aria tra la piastra (5) ed il supporto (2) in modo tale che questi ultimi definiscano una camera temporanea di espansione Π ); mezzi di tenuta (9) operativamente attivi tra la piastra (5) ed il supporto (2) per impedire che la pressione dell'aria scenda al di sotto di un valore prestabilito, caratterizzata dal fatto che detto supporto (2) presenta una seconda serie di fori passanti (8b) i quali rimangono chiusi da relativi tappi (11) durante il passaggio della piastra (5) dalla prima alla seconda posizione e vengono aperti durante il passaggio della piastra (5) dalla seconda alla prima posizione in modo tale da consentire lo scarico rapido dell'aria da detta camera (7).
2. 2. Testa magnetica (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta piastra (5) Ã ̈ controsagomata rispetto al profilo definito da detto supporto (2) e dai corpi magnetici (3).
3. 3. Testa magnetica (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detti corpi magnetici (3) hanno forma sostanzialmente cilindrica e sono montati su corrispondenti basi metalliche (4) sostanzialmente cilindriche ancorate a detto supporto (2).
4. 4. Testa magnetica (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto supporto (2) presenta una prima serie di fori passanti (8a) atti a consentire l'immissione di aria tra la piastra (5) ed il supporto (2).
5. 5. Testa magnetica (1) secondo la rivendicazione 4, in cui su una prima superficie (16) della piastra (5) rivolta verso il supporto (2) sono ricavati canali ciechi (10), i quali si affacciano sulla prima serie di fori passanti (8a) per consentire l'immissione iniziale di aria.
6. 6. Testa magnetica (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di tenuta (9) consistono in quattro alette fissate sul perimetro del supporto (2) e calzate su bordi laterali esterni (5a) della piastra (5).
7. 7. Testa magnetica (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto supporto (2) presenta una terza serie di fori passanti (8c) i quali formano, con corrispondenti fori passanti (12) realizzati nella piastra (5), coppie di fori (8c, 12) atti a ricevere altrettanti perni (13) per guidare la movimentazione della piastra (5) rispetto a detto supporto (2).
8. 8. Testa magnetica (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre mezzi elastici (14, 19) di richiamo della piastra (5) dalla seconda alla prima posizione.
9. 9. Testa magnetica (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre almeno una valvola di sovrapressione (15) comunicante con detta camera (7) per scaricare l'aria nel caso in cui la pressione superi una soglia prefissata.
10. 10. Testa magnetica (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto supporto (2) Ã ̈ realizzato in alluminio, detta piastra (5) Ã ̈ realizzata in materiale plastico e detti corpi magnetici (3) sono magneti al Neodimio.