ITTO970819A1 - Dispositivo per il taglio di gocce di vetro fuso in uscita da un alimentatore di una macchina per la produzione di articoli di vetro. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Dispositivo per il taglio di gocce di vetro fuso in uscita da un alimentatore di una macchina per la produzione di articoli di vetro"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ai dispositivi per il taglio di gocce di vetro fuso in uscita da un alimentatore di una macchina per la produzione di articoli di vetro, del tipo noto comprendente :

- un telaio di sostegno, destinato ad essere montato su un struttura di sopporto della macchina, - un primo ed un secondo carrello porta-lame montati scorrevoli in avvicinamento ed allontanamento reciproco su detto telaio di sostegno lungo una direzione rettilinea comune,

- una o più coppie di lame per il taglio delle gocce di vetro fuso in uscita da detto alimentatore di detta macchina, le due lame di ciascuna coppia essendo portate rispettivamente da detto primo e detto secondo carrello porta-lame, così da essere spostabili fra una prima posizione aperta inoperativa ed una seconda posizione chiusa operativa in cui le due lame di ciascuna coppia sono atte a cooperare fra loro per effettuare il taglio di una rispettiva goccia di vetro fuso, e

- mezzi di comando del movimento di detto primo e detto secondo carrello porta-lame fra dette posizioni di apertura e di chiusura delle lame.

I dispositivi del tipo sopra indicato, denominati dispositivi a taglio "parallelo" (o "rettilineo") dai tecnici del ramo, sono noti ed utilizzati da tempo (EP-A-0202 809, EP-A-0294 057, EP-A-0 164 902, EP-A-0 490 294). Essi sono preferiti ad un'altra categoria di dispositivi di taglio che prevedono un movimento angolare delle lame, con controllo meccanico o elettronico (US-A-4 444 079) in quanto in questi ultimi dispositivi, soprattutto quando vengono utilizzati per effettuare il taglio simultaneo di più di due gocce di vetro, la coppia di lame pia distanziata dall'asse di oscillazione angolare delle lame effettua il taglio con un ritardo non trascurabile rispetto alla coppia di lame più prossima all'asse di rotazione.

D'altra parte, anche i dispositivi di taglio con lame a movimento parallelo, sia a controllo meccanico, sia a controllo elettronico, presentano degli inconvenienti. Tali dispositivi prevedono tutti l'uso di motori elettrici di comando e di una trasmissione atta a trasformare il movimento rotatorio dell'albero di uscita del motore elettrico in un movimento rettilineo dei carrelli porta-lame. In alcuni casi (EP-A-0202 809, EP-A-0294 057) tale trasmissione comprende un sistema a pignone e dentiera, in altri casi (EP-A-0164 902) un sistema a biella e manovella e in altri casi ancora (EP-A-0 490 294) un sistema vite/madrevite utilizzante una vite a rulli.

Le elevate cadenze di taglio di questi dispositivi, superiori ai 200 tagli al minuto, comportano elevate velocità dei carrelli porta-lame (superiori a 2 m/s) ed elevate accelerazioni lineari (superiori ai 50 m/s<2>) che provocano altissime sollecitazioni sugli organi della trasmissione, con conseguenti rapide usure delle guide laterali che sono predisposte per i carrelli porta-lame. Inoltre, le elevate accelerazioni alla partenza, ossia all'inizio del movimento delle lame dalla posizione aperta alla posizione chiusa, e all'inversione del movimento, quando, a taglio effettuato, le lame si spostano nuovamente verso la posizione aperta, generano altissime pressioni specifiche sugli organi della trasmissione, ad esempio sui filetti della vite a rulli, sui denti del pignone del comando della dentiera e sugli snodi del gruppo biellamanovella, rispettivamente, nei casi noti sopra citati, provocando cosi rapide usure degli organi stessi ed una conseguente perdita di precisione e di qualità del taglio. Nel caso particolare di uso di una vite a rulli, inoltre, tale vite dà luogo a coppie ribaltanti sul carrello porta-lame da essa comandato che si trasmettono sulle guide del carrello accentuando i problemi di usura nel tempo.

A causa di tutti i problemi sopra indicati, non esiste oggi un dispositivo di taglio con lame a movimento parallelo che possa essere definito affidabile .

Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo di taglio con movimento parallelo delle lame, del tipo indicato all'inizio della presente descrizione, che sia in grado di ovviare a tutti gli inconvenienti della tecnica nota che sono stati sopra discussi.

In vista di raggiungere tale scopo, l'invenzione ha per oggetto un dispositivo per il taglio di gocce di vetro fuso in uscita da un alimentatore di una macchina per la produzione di articoli di vetro, del tipo dotato di lame a movimento rettilineo, avente tutte le caratteristiche note che sono state indicate all'inizio della presente descrizione ed inoltre caratterizzato dal fatto che i suddetti mezzi di comando del movimento del primo e del secondo carrello porta-lame fra le posizioni di apertura e di chiusura delle lame comprendono almeno un motore elettrico lineare avente uno statore connesso al suddetto telaio di sostegno ed una parte mobile connessa ad uno dei due carrelli porta-lame.

In una forma preferita di attuazione, i suddetti mezzi di comando sono costituiti da due motori elettrici lineari aventi ciascuno uno statore connesso a detto telaio di sostegno ed una parte mobile connessa ad un rispettivo di detti primo e secondo carrello porta-lame, detto dispositivo comprendendo inoltre mezzi di controllo di detti motori elettrici lineari atti a provocare un movimento delle parti mobili dei due motori simultaneo e simmetrico rispetto ad un piano contenente gli assi di caduta delle gocce di vetro.

Il vantaggio dell'applicazione di motori elettrici lineari nel dispositivo di taglio secondo l'invenzione consiste nel funzionamento perfettamente bilanciato dei carrelli porta-lame, soggetti in modo quasi preponderante alla sola forza di attrazione generata fra lo statore e la parte mobile di ciascun motore lineare. Tale forza di attrazione, che nel caso dell'applicazione di interesse è nell'ordine di 8000 N, viene sopportata unicamente da un sistema di guide lineari che sono pertanto soggette soltanto a forze di compressione, con l'eliminazione quindi delle coppie ribaltanti e torcenti che si generano nel caso dei sistemi utilizzanti viti a rulli.

Eventuali usure delle guide con il tempo non danno origine a giochi, come nei dispositivi noti, in quanto la forza di attrazione tra le due parti di ciascun motore elettrico lineare compensa automaticamente l'usura delle guide, mantenendo sempre in compressione la parte mobile su quella statica delle guide.

Preferibilmente, lo statore di ciascuno di detti motori elettrici lineari porta gli avvolgimenti del motore, mentre la parte mobile porta il gruppo magneti.

Nella suddetta forma preferita di attuazione, il telaio di sostegno è provvisto di una coppia di guide rettilinee fra loro parallele e distanziate, su entrambe le quali è montato scorrevole ciascuno di detti carrelli porta-lame. Gli statori dei due motori elettrici lineari sono connessi ad una parete di base di detto telaio di sostegno che porta pure le suddette guide di scorrimento e sono disposti con i loro assi longitudinali fra loro paralleli e distanziati nello spazio compreso fra dette guide, ciascun carrello comprendendo una piastra connessa rigidamente alla parte mobile del rispettivo motore elettrico lineare e portante una coppia di sopporti montati scorrevoli su dette guide.

Secondo un'ulteriore caratteristica, i suddetti mezzi di controllo di detti motori elettrici lineari, che sono atti a provocare un movimento simultaneo e simmetrico delle parti mobili dei due motori, comprendono mezzi elettronici di controllo programmabili, per il controllo del movimento dei motori secondo una logica in contro-reazione, e mezzi sensori della posizione delle parti mobili dei motori. Preferibilmente, tali mezzi sensori comprendono sensori ad effetto Hall montati sulle parti mobili dei motori, ed encoder lineari montati all'esterno dei motori.

Sempre nel caso della suddetta forma preferita di attuazione, detto telaio di sostegno è disposto in modo tale per cui motori e guide lineari giacciono in un piano orizzontale. Tuttavia, è possibile anche prevedere in alternativa una disposizione dei motori e delle guide lineari in un piano verticale, mantenendo il movimento dei carrelli su un piano orizzontale.

Secondo un'ulteriore caratteristica dell'invenzione, il telaio di sostegno è provvisto di mezzi per essere collegato alla struttura di sopporto della macchina in modo articolato fra una posizione operativa adiacente all'uscita dell'alimentatore ed una posizione inoperativa distanziata da detta uscita, che consente ad esempio di procedere ad una .sostituzione delle lame.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

le figure 1, 2 illustrano una vista schematica in pianta di una forma preferita di attuazione del dispositivo secondo l'invenzione, rispettivamente nella condizione aperta e nella condizione chiusa delle lame,

le figure 3, 4 sono viste in sezione rispettivamente secondo le linee III-III e IV-IV della figura 1,

le figure 5, 6 illustrano una vista in sezione secondo la linea V-V della figura 2 e VI-VI della figura 1, e

la figura 7 illustra un sistema a blocchi del sistema di controllo dei motori elettrici lineari utilizzati nel dispositivo secondo l'invenzione.

Nei disegni, il numero di riferimento 1 indica nel suo insieme un dispositivo per il taglio di gocce di vetro fuso in uscita da un alimentatore di una macchina per la produzione di articoli di vetro. I disegni non illustrano tale macchina, in quanto essa non rientra nell'ambito della presente invenzione. Secondo la tecnica nota, tale macchina comprende una struttura fissa di sopporto. Il dispositivo 1 secondo l'invenzione è destinato ad essere montato su detta struttura in posizione adiacente all'uscita del suddetto alimentatore della macchina dal quale cadono cordoni di vetro fuso che vengono tagliati mediante il dispositivo secondo 1 'invenzione.

Nella forma preferita di attuazione che è illustrata nei disegni, il dispositivo è destinato ad essere montato sulla struttura fissa della macchina, al di sotto dell'alimentatore, con un orientamento orizzontale. A tal fine, il dispositivo 1 comprende un telaio di sostegno indicato nel suo insieme con 2 nei disegni annessi.

Nell'esempio illustrato, il telaio 2 comprende una parete orizzontale inferiore 3 (vedere figure 36), due pareti laterali 4 e due pareti di estremità 5 (vedere figura 1) ed è invece aperto superiormente. Il telaio 2 include inoltre una staffa 6 includente un sopporto di articolazione 7 destinato ad essere montato articolato, in un qualunque modo noto, intorno ad un'asse verticale sulla struttura di sopporto della macchina, cosi da consentire di spostare l'intero dispositivo 1 secondo l’invenzione fra una posizione operativa adiacente all'uscita dell’alimentatore della macchina, ed una posizione inoperativa, distanziata da detta uscita (ad esempio di un angolo di circa 70°), nella quale il dispositivo può essere portato quando è necessario eseguire su di esso operazioni di manutenzione, ad esempio per sostituire le lame di cui il dispositivo è provvisto, come risulterà dalla descrizione che segue.

Il dispositivo 1 comprende due carrelli portalame 8, 9 che sono montati scorrevoli in avvicinamento ed allontanamento reciproco sul telaio di sostegno 2 lungo una direzione rettilinea comune indicata con le frecce A nelle figure 1, 2.

I due carrelli 8, 9 portano superiormente due bracci 10, 11 sporgenti orizzontalmente a sbalzo da un lato del telaio di sostegno 2 e che portano una pluralità di coppie (nell'esempio illustrato, tre coppie) di lame 12, 13 destinate a cooperare fra loro per effettuare il taglio di altrettanti cordoni di vetro in uscita dall'alimentatore della macchina. La struttura e conformazione specifica delle lame 12, 13 non è qui illustrata in dettaglio, in quanto tali lame possono essere realizzate in un qualunque modo noto ed in quanto tali dettagli costruttivi non rientrano, considerati da soli, nell'ambito della presente invenzione.

Sulla parete di fondo 3 dell'elemento di sostegno 2 sono connesse rigidamente mediante mezzi di fissaggio di qualunque tipo noto due guide rettilinee 14 su cui sono montati scorrevoli entrambi i carrelli 8, 9. Ciascuno di tali carrelli presenta una piastra inferiore 8a, 9a sulla cui superficie inferiore sono fissati due sopporti 15 e 16 (figure 3, 4) che sono montati scorrevoli sulle guide 14, così da realizzare il sopporto scorrevole dei carrelli 8, 9 nella direzione A illustrata nella figura 1.

Le guide di scorrimento 14 e i relativi sopporti scorrevoli 15, 16 sono illustrati solo schematicamente nei disegni, i dettagli costruttivi di tali organi potendo essere realizzati in un qualunque modo noto. Ad esempio è possibile prevedere guide a rulli o guide prismatiche, oppure ancora guide cilindriche con bussole scorrevoli o manicotti a sfere. Tali dettagli costruttivi non sono illustrati nei disegni annessi né sono qui descritti in quanto essi, come già detto, possono essere di qualunque tipo noto ed in quanto essi non rientrano, considerati a se stanti, nell’ambito della presente invenzione. Inoltre, l'eliminazione di tali dettagli dai disegni rende questi ultimi di più pronta e facile comprensione.

Il movimento dei due carrelli 8, 9 è comandato, secondo l'invenzione, da due motori elettrici lineari, indicati nel loro insieme con 17 e 18 nelle figure 3, 4, presentanti una barra-statore 17a, 18a, recante gli avvolgimenti del motore, connessa rigidamente alla parete di fondo 3 del telaio di sostegno 2 e una barra mobile 17b, 18b recante i magneti, connessa rigidamente alla piastra inferiore, rispettivamente indicata con 8a e 9a, dei due carrelli 8, 9. Anche i dettagli costruttivi di ciascun motore elettrico lineare non sono qui descritti ed illustrati, in quanto tali motori sono di un qualunque tipo per se noto e disponibile in commercio, adatto all'applicazione in discussione.

I due motori 17, 18 si estendono con la loro direzione longitudinale parallelamente alla direzione di scorrimento A dei due carrelli 8, 9 e presentano i loro statori 17a, 18a fra loro paralleli e distanziati e disposti nello spazio disponibile fra le due guide rettilinee 14.

Occorre ancora osservare che le due pareti longitudinali 4 del telaio di sostegno 2 sono fra loro unite al centro ed alle estremità del telaio 2 da tre traverse 20 (vedere figura 1, figura 3 e figure 5, 6) che si estendono per tutta la larghezza del telaio di sostegno 2 ed hanno un bordo inferiore con un incavo 20a in cui si impegna una costola longitudinale 21 formata a ciascuna estremità di ciascuno dei carrelli 8, 9.

Il principio di funzionamento dei motori lineari 17, 18 è analogo a quello di un motore elettrico rotante di tipo brushless, con magneti ed avvolgimenti sviluppati su un piano.

In una realizzazione concreta del dispositivo di taglio secondo l'invenzione messa a punto dalla Richiedente, ciascun motore lineare è in grado di sviluppare una forza di circa 8000 N e compie una corsa di circa 180 mm.

Secondo una tecnica per se nota, si può utilizzare un dispositivo di regolazione micrometrica per regolare la distanza fra i magneti e gli avvolgimenti di ciascun motore. La lunghezza della barra mobile 17b, 18b di ciascuno dei due motori elettrici lineari 17, 18 è uguale alla lunghezza della barra statore 17a, 18a aumentata della corsa, ad esempio di 180 mm, che si vuol fare eseguire al carrello.

I due carrelli 8, 9 vengono comandati indipendentemente dai due motori lineari 17, 18. Tali motori sono controllati in modo sincronizzato per realizzare un movimento simultaneo dei due carrelli 8, 9 in avvicinamento e allontanamento reciproco, simmetrico rispetto al piano X illustrato nella figura 1, contenente gli assi di caduta delle gocce di vetro fuso, che sono indicati con 42 nella figura 2.

La figura 7 illustra il sistema di comando e controllo del dispositivo di taglio secondo l'invenzione. L'interfaccia con l'operatore è costituita ad esempio da un computer 22 oppure da un terminale portatile 23 collegati in via seriale con una scheda CPU 24 atta a prograrrenare il funzionamento dei due motori lineari 17, 18. La scheda CPU 24 invia i dati di programmazione a due schede di controllo motore 25 e 26 ciascuna delle quali invia segnali di riferimento e riceve segnali di feedback da unità di azionamento motore 27, 28. Le unità di azionamento motore 27, 28 comandano a loro volta rispettivamente i motori lineari 17, 18 tramite la commutazione delle correnti negli avvolgimenti 29, 30 dei due motori. Il controllo della commutazione di corrente e della posizione dei motori viene realizzato sia tramite sensori Hall 31, 32 montati sugli avvolgimenti 29, 30, che forniscono istantaneamente la posizione reale dei motori, sia tramite un encoder lineare 33, 34 montato esternamente al motore. Il feedback di controllo viene chiuso sulle unità di azionamento 27, 28 dei motori.

Dalla descrizione che precede, risulta evidente che il dispositivo secondo l'invenzione consente di superare gli inconvenienti della tecnica nota garantendo piena affidabilità di funzionamento. Il principale vantaggio dell'applicazione di un servo motore lineare nel dispositivo di taglio parallelo consiste nel funzionamento perfettamente bilanciato dei carrelli porta-lame, soggetti in modo quasi preponderante alla sola forza di attrazione generata fra la parte mobile e la parte stazionaria di ciascun motore. Tale forza di attrazione viene sopportata unicamente da un sistema di guide lineari che saranno così soggette unicamente a forza di compressione, senza coppie ribaltanti e torcenti come nel caso dei sistemi noti utilizzanti viti a rulli. Eventuali usure delle guide con il tempo non danno origine a giochi, come nei dispositivi noti, in quanto la forza di attrazione tra le due parti del motore compensa automaticamente l'usura delle guide mantenendo sempre in compressione la parte mobile con quella statica delle guide.

Naturalmente, fermo restando al principio del trovato, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione come definito dalle annesse rivendicazioni.

Ad esempio, non si può escludere, almeno in linea teorica, l'utilizzazione di un unico motore elettrico lineare per il comando del movimento relativo dei due carrelli porta-lame.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per il taglio di gocce di vetro fuso in uscita da un alimentatore di una macchina per la produzione di articoli di vetro, comprendente: - un telaio di sostegno (2), destinato ad essere montato su una·struttura di sopporto della suddetta macchina, - un primo ed un secondo carrello porta-lame (8, 9) montati scorrevoli in avvicinamento ed allontanamento reciproco su detto telaio di sostegno (2) lungo una direzione rettilinea comune (A), - una o più coppie di lame (12, 13) per il taglio delle gocce di vetro fuso in uscita da detto alimentatore di detta macchina, le due lame (12, 13) di ciascuna coppia essendo portate rispettivamente da detto primo e detto secondo carrello porta-lame (10, 11), cosi da essere spostabili fra una prima posizione aperta e inoperativa ed una seconda posizione chiusa operativa, in cui le due lame (12, 13) di ciascuna coppia sono atte a cooperare tra loro per effettuare il taglio di una rispettiva goccia di vetro fuso, e - mezzi di comando del movimento di detto primo e detto secondo carrello porta-lame (8, 9) fra dette posizioni di apertura e chiusura delle lame (12, 13), caratterizzato dal fatto che detti mezzi di comando comprendono almeno un motore elettrico lineare (17; 18) avente uno statore (17a; 18a) connesso a detto telaio di sostegno (2) ed una parte mobile (17b; 18b) connessa ad uno di detti primo e secondo carrello porta-lame (8, 9).
2. 2. Dispositivo di taglio secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di comando sono costituiti da due motori elettrici lineari (17, 18) aventi ciascuno uno statore (17a, 18a) connesso a detto telaio di sostegno (2) ed una parte mobile (17b, 18b) connessa ad un rispettivo di detti primo e secondo carrello porta-lame (8, 9), detto dispositivo comprendendo inoltre mezzi di controllo (22-34) di detti motori elettrici lineari (17, 18) atti a provocare un movimento delle parti mobili (17b, 18b) dei due motori (17, 18) simultaneo e simmetrico rispetto ad un piano (X) contenente gli assi (21) di caduta delle gocce di vetro.
3. 3. Dispositivo di taglio secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che lo statore (17a, 18a) di ciascuno di detti motori elettrici lineari (17, 18) porta gli avvolgimenti del motore, mentre la parte mobile porta il gruppo magneti.
4. 4. Dispositivo di taglio secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto telaio di sostegno (2) è provvisto di una coppia di guide rettilinee (14) fra loro parallele e distanziate, su entrambe le quali è montato scorrevole ciascuno di detti carrelli porta-lame (8, 9) .
5. 5. Dispositivo di taglio secondo la rivendicazione 4, , caratterizzato dal fatto che gli statori (17a, 18a) dei due motori elettrici lineari (17, 18) sono connessi ad una parete di base (3) di detto telaio di sostegno (2) che porta pure le suddette guide di scorrimento (14), e sono disposti con i loro assi longitudinali fra loro paralleli e distanziati, nello spazio compreso fra dette guide (14), ciascun carrello comprendo una piastra (8a, 9a) connessa rigidamente alla parte mobile del rispettivo motore elettrico lineare (17, 18), e portante una coppia di sopporti (15, 16) montati scorrevoli su dette guide (14).
6. 6. Dispositivo di taglio secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo dei motori elettrici lineari (17, 18) comprendono mezzi elettronici di controllo programmabili, per il controllo del movimento dei motori secondo una logica in contro-reazione, e mezzi sensori della posizione delle parti mòbili dei motori.
7. 7. Dispositivo di taglio secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi sensori comprendono sensori ad effetto Hall (31, 32) montati sulle parti mobili dei motori, ed encoder lineari (33, 34) montati esternamente ai motori.
8. 8. Dispositivo di taglio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto telaio di sostegno (2) è disposto in modo tale per cui la direzione di scorrimento di detti carrelli (8, 9) giace in un piano orizzontale.
9. 9. Dispositivo di taglio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto telàio di sostegno (2) è disposto in modo tale per cui la direzione di scorrimento (A) di detti carrelli è verticale.
10. 10. Dispositivo di taglio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto telaio di sostegno (2) è provvisto di mezzi (6, 7) per essere collegato alla struttura di sopporto della suddetta macchina in modo articolato fra una posizione operativa adiacente all'uscita di detto alimentatore ed una posizione inoperativa distanziata da detta uscita. Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.