ITRM990344A1 - CUTTING AND TRIMMING MACHINE OF PLASTIC CONTAINER MOUTHS. - Google Patents
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Description
L'invenzione riguarda una macchina di taglio e rifilatura di bocche di contenitori, ad esempio bottiglie, in materiale plastico, utilizzabile in una linea di produzione di contenitori. The invention relates to a machine for cutting and trimming container mouths, for example bottles, made of plastic material, usable in a container production line.
Più in particolare, l'invenzione riguarda una macchina del tipo detto che consente, in maniera semplice, affidabile ed economicamente vantaggiosa, di ridurre la quantità di sfridi risultanti dalla lavorazione e, conseguentemente, la contaminazione del prodotto, risultando altresì adattabile alla lavorazione di diversi tipi di contenitori. More specifically, the invention relates to a machine of the above type which allows, in a simple, reliable and economically advantageous way, to reduce the quantity of scraps resulting from the processing and, consequently, the contamination of the product, also being adaptable to the processing of different types of containers.
La produzione di contenitori in materiale plastico prevede, per ogni contenitore, una modellatura di due fogli di detto materiale plastico, inizialmente piani, in uno stampo che forma la sagoma del contenitore e salda i due fogli lungo il bordo della sagoma. Il contenitore ottenuto in uscita da detto stampo è chiuso, in corrispondenza della zona cilindrica della bocca, nota come collo, da una capsula chiusa ed è contornato, ad eccezione della zona della capsula, da una coppia di ali formate dalle parti piane dei fogli plastici che non sono state modellate nello stampo e che sono ancora attaccate al contenitore lungo il bordo di saldatura dei due fogli. The production of plastic containers provides, for each container, a shaping of two sheets of said plastic material, initially flat, in a mold which forms the shape of the container and welds the two sheets along the edge of the shape. The container obtained at the outlet from said mold is closed, in correspondence with the cylindrical area of the mouth, known as the neck, by a closed capsule and is surrounded, with the exception of the capsule area, by a pair of wings formed by the flat parts of the plastic sheets. which have not been molded into the mold and which are still attached to the container along the sealing edge of the two sheets.
Di conseguenza, a valle dello stampo operano alcune macchine che effettuano la rifinitura dei contenitori. In particolare, la rifinitura dei contenitori comprende la asportazione di detta coppia di ali e la formazione della bocca del contenitore in modo tale da garantire la tenuta ermetica del tappo che vi verrà applicato. Questo implica che il bordo della bocca del contenitore deve essere esente da difetti di planarità rispetto ad un piano ortogonale all'asse della bocca e che la superficie interna della bocca deve essere assolutamente regolare per una profondità di alcuni millimetri, eliminando le variazioni di spes sore della bocca dovute alle possibili sporgenze in corrispondenza dei bordi di saldatura dei fogli pla stici, Infatti, tali possibili sporgenze possono in terferire sfavorevolmente con il labbro interno di forma conica, di cui sono generalmente dotati i tap pi, compromettendo la tenuta ermetica di questi. Consequently, downstream of the mold some machines operate that carry out the finishing of the containers. In particular, the finishing of the containers comprises the removal of said pair of wings and the formation of the mouth of the container in such a way as to guarantee the hermetic seal of the cap that will be applied to it. This implies that the edge of the mouth of the container must be free from flatness defects with respect to a plane orthogonal to the axis of the mouth and that the internal surface of the mouth must be absolutely regular for a depth of a few millimeters, eliminating variations in thickness. of the mouth due to the possible protrusions in correspondence with the welding edges of the plastic sheets. In fact, these possible protrusions can adversely affect the conical internal lip with which the plugs are generally equipped, compromising the hermetic seal of the latter.
Pertanto, tale formazione della bocca del conte nitore prevede l'asportazione di detta capsula di chiusura, mediante un taglio secondo un piano perfet tamente ortogonale all'asse della bocca, ed una rifi latura della superficie interna della bocca stessa. Therefore, this formation of the mouth of the container provides for the removal of said closing cap, by means of a cut according to a plane perfectly orthogonal to the axis of the mouth, and a profiling of the internal surface of the mouth itself.
Attualmente, le operazioni di asportazione di detta capsula e di rifilatura della superficie inter na della bocca sono separate e vengono usualmente realizzate mediante, rispettivamente, un taglio a ghigliottina ed una fresatura con una fresa di dimen sioni corrispondenti a quelle della bocca del conte nitore in lavorazione. Currently, the operations of removing said capsule and trimming the internal surface of the mouth are separated and are usually carried out by, respectively, a guillotine cut and a milling with a cutter of dimensions corresponding to those of the mouth of the container in processing.
Ciò comporta alcuni inconvenienti. This involves some drawbacks.
Innanzitutto, vengono prodotte notevoli quantità di sfridi, risultanti sia dal taglio che, soprattut to, dalla fresatura di difficile contenimento e che causano una significativa contaminazione dei conteni tori fabbricati. First of all, considerable quantities of scraps are produced, resulting both from cutting and, above all, from milling which are difficult to contain and which cause significant contamination of the manufactured containers.
Inoltre, pur essendo le operazioni di asportazio ne e rifilatura semplici, la loro esecuzione richiede due macchine distinte, incrementando gli ingombri ed i costi economici della produzione. Furthermore, although the removal and trimming operations are simple, their execution requires two separate machines, increasing the overall dimensions and economic costs of production.
Infine, poiché l'operazione di fresatura impone l'utilizzazione di frese di diverse dimensioni a se conda della dimensione delle bocche dei contenitori da fabbricale, la macchina per la fresatura risulta poco rispondente ad eventuali esigenze di flessibili tà di produzione. Finally, since the milling operation requires the use of cutters of different dimensions depending on the size of the mouths of the containers to be manufactured, the milling machine does not respond to any production flexibility requirements.
Lo scopo della presente invenzione è, pertanto, quello di fornire un dispositivo che consenta di ese guire sia l'operazione di taglio che quella di rifi latura di bocche di contenitori in maniera semplice, affidabile ed economicamente vantaggiosa, riducendo drasticamente nella quantità e contenendo gli sfridi risultanti dalla lavorazione. The object of the present invention is, therefore, to provide a device which allows to carry out both the cutting and trimming operations of container mouths in a simple, reliable and economically advantageous way, drastically reducing the quantity and containing the scraps resulting from processing.
Ulteriore scopo della presente invenzione è quel lo di fornire un dispositivo del tipo detto che ri sulti adattabile alla lavorazione di diversi tipi di contenitori . A further object of the present invention is to provide a device of the aforementioned type which is adaptable to the processing of different types of containers.
Forma oggetto specifico della presente invenzione una macchina di taglio e rifilatura di bocche di con tenitori in materiale plastico, le bocche avendo un asse ortogonale al loro piano, comprendente uno o più gruppi portalame, preferibilmente due, una lama oriz zontale essendo prevista su almeno uno dei gruppi portalame, una lama verticale essendo prevista su al meno uno dei gruppi portalame, e mezzi di movimenta zione per lo spostamento radiale ed angolare dei gruppi portalame attorno ad un asse centrale vertica le, i gruppi portalame assumendo posizioni atte a consentire il passaggio di un per il trasporto di contenitori, la macchina comprendendo altresì mezzi di blocco per trattenere un contenitore in una posizione in cui l'asse ortogonale al piano delle bocche coincide con l'asse centrale, ognuno dei gruppi portalame provvisti di una lama verticale com prendendo mezzi dì traslazione operanti sulla relati va lama verticale in modo da consentirne lo sposta mento lungo una direzione parallela all'asse centra le . The specific object of the present invention is a machine for cutting and trimming mouths of plastic containers, the mouths having an axis orthogonal to their plane, comprising one or more blade holder groups, preferably two, a horizontal blade being provided on at least one of the blade holder groups, a vertical blade being provided on at least one of the blade holder groups, and movement means for the radial and angular displacement of the blade holder groups around a central vertical axis, the blade holder groups assuming positions suitable for allowing the passage of a for transporting containers, the machine also comprising blocking means for retaining a container in a position in which the axis orthogonal to the plane of the mouths coincides with the central axis, each of the blade holder units provided with a vertical blade comprising means of translation operating on the relative vertical blade in such a way as to allow it to be moved along a direction p arallela to the central axis.
secondo l'invenzione, detti mezzi di movi mentazione per lo spostamento radiale ed angolare dei gruppi portalame attorno ad un asse centrale possono comprendere un supporto sagomato per ognuno dei grup pi portalame, sul quale è montato il relativo gruppo portalame ed avente inferiormente un disco, una pia stra di base, girevole attorno all'asse centrale ed avente un'asola, preferibilmente avente profilo a spirale dì Archimede rispetto all'asse centrale, per ognuno dei gruppi portalame nella quale può scorrere un corrispondente disco, e mezzi elettromeccanici dì rotazione a controllo numerico, atti ad interagire con i dischi e con la piastra dì base in modo da tra smettere una coppia di rotazioni attorno all'asse alla piastra ed ai dischi. according to the invention, said movement means for the radial and angular displacement of the blade holder groups around a central axis can comprise a shaped support for each of the blade holder groups, on which the relative blade holder group is mounted and having a disk at the bottom, a base plate, rotatable around the central axis and having a slot, preferably having an Archimedes spiral profile with respect to the central axis, for each of the blade holder groups in which a corresponding disc can slide, and electromechanical means for rotation to numerical control, adapted to interact with the disks and with the base plate so as to transmit a couple of rotations around the axis to the plate and the disks.
Ancora secondo l'invenzione, detti gruppi porta lame possono essere angolarmente equidistanti tra lo ro rispetto all'asse centrale. Still according to the invention, said blade holder groups can be angularly equidistant from each other with respect to the central axis.
Ulteriormente secondo l'invenzione, detti mezzi di traslazione operanti su una relativa lama vertica le, preferibilmente controllati elettronicamente, possono essere mezzi meccanici e/o pneumatici e/o elettromagnetici . Furthermore, according to the invention, said translation means operating on a relative vertical blade, preferably electronically controlled, can be mechanical and / or pneumatic and / or electromagnetic means.
Sempre secondo l'invenzione, detti mezzi di bloc co per trattenere un contenitore possono comprendere almeno una pinza. Always according to the invention, said locking means for holding a container can comprise at least one gripper.
La presente invenzione verrà ora descritta, a ti tolo illustrativo, ma non limitativo, secondo una sua forma preferita di realizzazione, con particolare ri ferimento alle figure dei disegni allegati, in cui: la Figura 1 è una vista prospettica dall'alto di alcuni componenti della macchina secondo l'invenzio ne, The present invention will now be described, for illustrative but not limitative purposes, according to a preferred embodiment thereof, with particular reference to the figures of the attached drawings, in which: Figure 1 is a perspective view from above of some components of the machine according to the invention,
la Figura 2 è una vista prospettica parziale dal basso della macchina di Figura 1, e Figure 2 is a partial perspective view from below of the machine of Figure 1, and
la Figura 3 è una vista in pianta dal basso prò della macchina di Figura 1. Figure 3 is a bottom plan view of the machine of Figure 1.
Con riferimento a tutte le Figure, si può osser vare che la macchina secondo l'invenzione prevede un primo gruppo portalame 1, provvisto di una lama orizzantale 2 e di una lama verticale 3, ed un secondo gruppo portalame 4, provvisto di una lama orizzontale 5; I due gruppi portalame 1 e 4, che nelle Figure so-no mostrati in posizione di riposo, presentano le pa-reti verticali tra loro affacciate sagomate in modo da cooperare con corrispondenti pareti sagomate di una guida 6, avente un asse centrale 14, posta centralmente rispetto ai due gruppi portalame 1 e 4. Nella posizione di riposo dei gruppi portalame 1 e 4, le lame orizzontali 2 e 5 sono separate da uno spazio sufficiente a consentire il passaggio dei contenitori, portati da un trasportatore, non mostrato. In Figura 1 è in particolare mostrata la capsula 7 attaccata al collo 8 di un contenitore, non mostrato; nelle Figure, la capsula 7 ed il collo 8 sono schematicamente raffigurati da elementi cilindrici, With reference to all the Figures, it can be observed that the machine according to the invention provides a first blade holder group 1, provided with a horizontal blade 2 and a vertical blade 3, and a second blade holder group 4, provided with a horizontal blade 5; The two blade holder units 1 and 4, which in the Figures are shown in the rest position, have their vertical walls facing each other shaped so as to cooperate with corresponding shaped walls of a guide 6, having a central axis 14, placed centrally with respect to the two blade holder groups 1 and 4. In the rest position of the blade holder groups 1 and 4, the horizontal blades 2 and 5 are separated by a space sufficient to allow the passage of the containers, carried by a conveyor, not shown. Figure 1 shows in particular the capsule 7 attached to the neck 8 of a container, not shown; in the Figures, the capsule 7 and the neck 8 are schematically represented by cylindrical elements,
La macchina secondo l'invenzione prevede mezzi meccanici di blocco, non mostrati, quali una pinza, per trattenere il contenitore durante le operazioni di taglio e rifilatura eseguite dalle lame 2, 3 e 5, come verrà descritto nel seguito. The machine according to the invention provides mechanical locking means, not shown, such as a gripper, to hold the container during the cutting and trimming operations performed by the blades 2, 3 and 5, as will be described below.
I due gruppi portalame 1 e 4 sono montati su corrispondenti supporti sagomati, rispettivamente 9 e 10, ognuno dei quali presenta inferiormente un disco, rispettivamente li e 12. The two blade holder assemblies 1 and 4 are mounted on corresponding shaped supports, 9 and 10 respectively, each of which has a disk at the bottom, respectively 1 and 12.
La macchina secondo l'invenzione prevede che la guida 6 sia girevolmente accoppiata ad una piastra 13 di base, nella quale sono presenti due asole, rispet-tivamente 15 e 16, preferibilmente con profilo a spi-rale di Archimede, nelle quali possono scorrere i corrispondenti dischi 11 e 12, i quali si trovano sempre in posizioni diametralmente opposte rispetto all'asse 14 della guida 6. The machine according to the invention provides that the guide 6 is rotatably coupled to a base plate 13, in which there are two slots, 15 and 16 respectively, preferably with an Archimedes spiral profile, in which the corresponding discs 11 and 12, which are always in diametrically opposite positions with respect to the axis 14 of the guide 6.
La macchina prevede mezzi elettromeccanici di ro-tazione, non mostrati, a controllo numerico, che interagiscono con i dischi 11 e 12 dei gruppi portalame 1 e 4 e con la piastra 13 di base. Tali mezzi elettromeccanici trasmettono una coppia di rotazioni attorno all'asse 14 rispettivamente alla piastra 13 ed ai dischi 11 e 12. The machine provides electromechanical rotation means, not shown, with numerical control, which interact with the discs 11 and 12 of the blade holder units 1 and 4 and with the base plate 13. These electromechanical means transmit a pair of rotations around the axis 14 to the plate 13 and to the discs 11 and 12 respectively.
Il primo gruppo portalame 1 comprende mezzi di traslazione assiale, raffigurati da una guida 17, che operano sulla lama verticale 3 per consentirne lo spostamento in direzione verticale. I mezzi 17 di traslazione assiale, preferibilmente controllati elettronicamente, sono in grado di eseguire movimentazioni rapide della lama verticale 3 e possono essere meccanici e/o pneumatici e/o elettromagnetici. Per meglio comprendere la presente invenzione si descrivono nel seguito le modalità di funzionamento della preferita forma di realizzazione della macchina di taglio e rifilatura, valendo modalità analoghe per le altre forme di realizzazione. The first blade holder assembly 1 comprises axial translation means, represented by a guide 17, which operate on the vertical blade 3 to allow it to be moved in the vertical direction. The axial translation means 17, preferably electronically controlled, are capable of performing rapid movements of the vertical blade 3 and can be mechanical and / or pneumatic and / or electromagnetic. In order to better understand the present invention, the operating modes of the preferred embodiment of the cutting and trimming machine are described below, similar methods apply to the other embodiments.
I contenitori vengono trasferiti da trasportatori, preferibilmente a facchini, nella zona compresa tra i due gruppi portalame 1 e 4 che si trovano nella posizione di riposo mostrata nelle Figure, con i corrispondenti dischi, rispettivamente 11 e 12, situati all'estremità della rispettiva asola, rispettivamente 15 e 16, più distante dall'asse 14. In tale posizione di riposo, le lame orizzontali 2 e 5 e la lama verticale 3 si trovano fuori dall'ingombro della capsula 7 da asportare. In particolare, rispetto alla quota delle lame orizzontali 2 e 5, la lama verticale 3 è preferibilmente situata, tramite detti mezzi 17 di traslazione assiale, in una posizione più vicina alla capsula 7 che al contenitore. The containers are transferred by conveyors, preferably with flights, in the area between the two blade holder groups 1 and 4 which are in the rest position shown in the Figures, with the corresponding discs, 11 and 12 respectively, located at the end of the respective slot , respectively 15 and 16, further away from the axis 14. In this rest position, the horizontal blades 2 and 5 and the vertical blade 3 are outside the encumbrance of the capsule 7 to be removed. In particular, with respect to the height of the horizontal blades 2 and 5, the vertical blade 3 is preferably located, by means of said axial translation means 17, in a position closer to the capsule 7 than to the container.
Quando il contenitore raggiunge una posizione coassiale con l'asse centrale 14 viene bloccato da detti mezzi meccanici di blocco. When the container reaches a position coaxial with the central axis 14 it is blocked by said mechanical locking means.
Successivamente, i due gruppi portalame 1 e 4, cooperando con la guida 6, effettuano un movimento radiale fino a portare il filo tagliente delle rispettive lame orizzontali, rispettivamente 2 e 5, ad incidere la zona della bocca, ovvero il collo 8, del contenitore al di sopra, relativamente alla Figura 1, della capsula 7. Subsequently, the two blade holder groups 1 and 4, cooperating with the guide 6, carry out a radial movement until the cutting edge of the respective horizontal blades, 2 and 5, respectively, cuts into the mouth area, or the neck 8, of the container above, relative to Figure 1, of capsule 7.
Il taglio della bocca del contenitore si completa con una rotazione attorno all'asse 14 di entrambi i gruppi portalame 1 e 4 di un angolo appena superiore a 180°. L'allineamento dell'asse del contenitore, e quindi del collo 8, con l'asse centrale 14 assicura la planarità del taglio. The cut of the mouth of the container is completed with a rotation around the axis 14 of both the blade holder units 1 and 4 by an angle just greater than 180 °. The alignment of the axis of the container, and therefore of the neck 8, with the central axis 14 ensures the flatness of the cut.
La realizzazione del movimento radiale e del movimento rotante, rispetto all'asse 14, dei due gruppi portalame 1 e 4 è reso possibile da detti mezzi elettromeccanici di rotazione a controllo numerico, interagenti con i dischi 11 e 12 e con la piastra 13 di base. Infatti, con riferimento particolare alla Figura 3, supponendo che i dischi 11 e 12 siano solidali con l'asse 14, la rotazione in senso orario della piastra 13 attorno all'asse 14 produce lo scorrimento dei dischi 11 e 12 nelle rispettive asole 15 e 16 a spirale di Archimede, trasformando la rotazione della piastra 13 in una traslazione radiale dei due gruppi portalame 1 e 4. Analogo effetto ha luogo quando si verifica una rotazione relativa attorno all'asse 14 della piastra 13 rispetto ai dischi 11 e 12. The realization of the radial movement and of the rotary movement, with respect to the axis 14, of the two blade holder units 1 and 4 is made possible by said electromechanical rotation means with numerical control, interacting with the discs 11 and 12 and with the base plate 13 . In fact, with particular reference to Figure 3, assuming that the discs 11 and 12 are integral with the axis 14, the clockwise rotation of the plate 13 around the axis 14 produces the sliding of the discs 11 and 12 in the respective slots 15 and 16 in an Archimedes spiral, transforming the rotation of the plate 13 into a radial translation of the two blade-holder groups 1 and 4. A similar effect takes place when there is a relative rotation around the axis 14 of the plate 13 with respect to the discs 11 and 12.
Una volta completato il taglio della bocca del contenitore, il movimento radiale dei due gruppi portalame 1 e 4 prosegue fino a portare la lama verticale 3 in corrispondenza della quota radiale nominale della parete interna della bocca del contenitore. Raggiunta la corretta posizione radiale della lama verticale 3, i mezzi 17 di traslazione assiale la inseriscono all'interno della bocca del contenitore ed i gruppi portalame 1 e 4 effettuano una intera rota-zione attorno all'asse 14, consentendo alla lama verticale 3 di eseguire la rifilatura della superficie interna della bocca. Nel caso di una elevata profondità di rifilatura, i mezzi 17 di traslazione assiale possono gradualmente inserire la lama verticale 3 all' interno della bocca mentre i gruppi portalame 1 e 4 effettuano più rotazioni complete attorno all'asse 14 . Once the cut of the container mouth has been completed, the radial movement of the two blade holder units 1 and 4 continues until the vertical blade 3 is brought into correspondence with the nominal radial height of the internal wall of the container mouth. Once the correct radial position of the vertical blade 3 has been reached, the means 17 for axial translation insert it into the mouth of the container and the blade holder units 1 and 4 carry out a complete rotation around the axis 14, allowing the vertical blade 3 to perform the trimming of the inner surface of the mouth. In the case of a high trimming depth, the axial translation means 17 can gradually insert the vertical blade 3 inside the mouth while the blade holder units 1 and 4 perform several complete rotations around the axis 14.
E' evidente per gli esperti del ramo che il controllo elettronico dei movimenti radiali dei gruppi portalame 1 e 4 e del movimento assiale della lama verticale 3 consente l'adattabilità della macchina di taglio e rifilatura a differenti tipi di contenitori. It is evident to those skilled in the art that the electronic control of the radial movements of the blade holder units 1 and 4 and of the axial movement of the vertical blade 3 allows the adaptability of the cutting and trimming machine to different types of containers.
Inoltre, la macchina di taglio e rifilatura secondo l'invenzione permette una drastica riduzione della quantità di sfridi risultanti e della loro diffusione lungo la linea di produzione, limitando di conseguenza la contaminazione dei prodotti. Furthermore, the cutting and trimming machine according to the invention allows a drastic reduction in the quantity of resulting scraps and their diffusion along the production line, consequently limiting the contamination of the products.
Infine, la riduzione del numero di macchine necessarie all'effettuazione delle operazioni di taglio e rifilatura da due a una consente un vantaggio economico. A titolo illustrativo si consideri la limitazione dell'ingombro delle linee di produzione e la riduzione degli interventi di manutenzione. Finally, the reduction of the number of machines necessary to carry out the cutting and trimming operations from two to one allows an economic advantage. By way of illustration, consider the limitation of the footprint of the production lines and the reduction of maintenance interventions.
In quel che precede è stata illustrata una preferita forma di realizzazione della macchina secondo l'invenzione avente due gruppi portalame 1 e 4 ed una sola lama verticale 3. Risulta tuttavia immediato per gli esperti del ramo modificare la macchina in modo da includere un numero di gruppi portalame diverso da due e/o da prevedere che più di un gruppo portalame comprenda una lama verticale, rimanendo sempre nell'ambito di protezione della presente invenzione. In particolare, a titolo puramente esemplificativo e non limitativo, la macchina può anche comprendere un solo gruppo portalame. In the foregoing, a preferred embodiment of the machine according to the invention has been illustrated having two blade holder units 1 and 4 and a single vertical blade 3. It is, however, immediate for those skilled in the art to modify the machine so as to include a number of blade holder groups other than two and / or to provide that more than one blade holder group comprises a vertical blade, always remaining within the scope of protection of the present invention. In particular, purely by way of non-limiting example, the machine can also comprise a single blade holder unit.
La presente invenzione è stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue forme preferite di realizzazione, ma è da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti nel ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate . The present invention has been described by way of illustration, but not of limitation, according to its preferred embodiments, but it is to be understood that variations and / or modifications may be made by those skilled in the art without thereby departing from the relative scope of protection, as defined from the attached claims.
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