IT201700019857A1

IT201700019857A1 - Sistema di movimentazione di contenitori tra unita' operative

Info

Publication number: IT201700019857A1
Application number: IT102017000019857A
Authority: IT
Inventors: Marco Grazioli; Valentina Clivati
Original assignee: Smi Spa
Priority date: 2017-02-22
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2018-08-22
Also published as: PL3366453T3; US20180237230A1; CN108454065B; EP3366453B1; US10662000B2; EP3366453A1; CA2993844A1; CN108454065A; ES2791358T3

Description

Titolo: SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE DI CONTENITORI TRA UNITÀ OPERATIVE

Descrizione

La presente invenzione si riferisce ad un sistema di movimentazione di contenitori verso e da unità operative, in particolare unità di soffiatura di bottiglie in materiale plastico o unità di riempimento.

Negli impianti di packaging la movimentazione dei contenitori tra le varie unità operative dell’impianto, ognuna demandata ad una specifica fase di lavorazione, avviene tramite sistemi di trasporto lineari (nastri trasportatori o simili) o rotativi, cioè le cosiddette stelle di distribuzione. Queste ultime in particolare sono utilizzate in impianti rotativi che prevedono l’utilizzo di giostre su cui i contenitori subiscono una particolare lavorazione.

Ad esempio, la fase di soffiatura delle bottiglie a partire dalle preforme avviene in unità di soffiatura supportate su una giostra girevole. Le preforme, opportunamente riscaldate tramite passaggio in un forno ad infrarossi, vengono movimentate da una stella di distribuzione, anch’essa girevole in sincronia con la giostra, che trasferisce ogni singola preforma ad un’unità di soffiatura. In posizione a valle, rispetto alla direzione di rotazione della giostra, è posta un’altra stella di distribuzione che preleva la bottiglia soffiata dall’unità di soffiatura e la invia, tramite altri mezzi di trasporto (stelle di distribuzione o nastri trasportatori lineari), verso la successiva lavorazione.

Un altro esempio che prevede il medesimo schema di lavorazione è il riempimento della bottiglia con un prodotto, che avviene in giostre girevoli che supportano una pluralità di valvole di riempimento. Anche in questo caso la singola bottiglia viene trasferita alla rispettiva unità di riempimento tramite una stella di distribuzione girevole in sincronia con la giostra e la bottiglia riempita viene prelevata da un’altra stella di distribuzione posta a valle rispetto alla direzione di rotazione della giostra.

Da quanto detto è evidente che la lavorazione che subisce il contenitore, ad esempio la soffiatura o il riempimento, deve avvenire nel tratto di percorso circolare tra la stella di distribuzione di carico e la stella di distribuzione di prelievo del contenitore. Per evitare l’interferenza tra la stella di carico e quella di prelievo dei contenitori tale tratto di percorso circolare ha quindi un’ampiezza angolare inferiore a 180°, per cui si crea un angolo morto in cui non avviene alcuna operazione. Questo limita decisamente la velocità di rotazione della giostra, non essendo possibile ridurre i tempi di lavorazione oltre un certo limite, e quindi anche la produttività dell’impianto.

Il problema indirizzato dalla presente invenzione è di mettere a disposizione un sistema di movimentazione dei contenitori verso e da un’unità di lavorazione che consenta di risolvere i problemi dell’arte nota e che permetta di migliorare la produttività dell’impianto.

Tale problema è risolto da un sistema di movimentazione di contenitori come delineato nelle annesse rivendicazioni, le cui definizioni formano parte integrante della presente descrizione.

Un ulteriore oggetto dell’invenzione è un impianto per il trattamento di contenitori comprendente il sistema di movimentazione secondo la presente invenzione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione di alcuni esempi di realizzazione, fatta qui di seguito a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle seguenti figure:

Figura 1 rappresenta una vista in pianta dall’alto di un impianto di soffiatura di contenitori comprendente il sistema di movimentazione secondo l’invenzione;

Figura 2A rappresenta una vista laterale di un particolare del sistema di movimentazione dell’invenzione, secondo una prima forma di realizzazione;

Figura 2B rappresenta una vista laterale di una seconda forma di realizzazione del particolare di figura 2A;

Figura 2C rappresenta una vista laterale di una terza forma di realizzazione del particolare di figura 2A;

Figura 3 rappresenta una vista prospettica del particolare di figura 2C;

Figura 4 rappresenta una vista laterale ingrandita di una parte del particolare di figura 2C;

Figura 5 rappresenta una vista laterale di un’unità di soffiatura secondo la presente invenzione;

Figure 6 A-D rappresentano una sequenza operativa semplificata dello schema di funzionamento dell’unità di soffiatura di figura 5;

Figura 7 rappresenta una vista schematica frontale in sezione di un particolare dell’unità di soffiatura di figura 5 in una fase operativa;

Figura 8 rappresenta una vista prospettica in esploso del particolare di figura 2C;

Figura 9 rappresenta una vista in pianta dall’alto del particolare di figura 8;

Figura 10 rappresenta una vista prospettica della camma inferiore del particolare di figura 9;

Figura 11 rappresenta una vista prospettica in esploso di una pinza passiva secondo l’invenzione;

Figura 12A rappresenta una vista in pianta dall’alto di una pinza attiva secondo l’invenzione in condizione di chiusura;

Figura 12B rappresenta la vista di figura 12A in condizione di apertura;

Figura 12C rappresenta una vista in pianta dal basso della pinza di figura 12A in condizione di chiusura;

Figura 12D rappresenta la vista di figura 12C in condizione di apertura;

Figura 13A rappresenta una vista laterale di una diversa forma di realizzazione dell’unità di soffiatura secondo l’invenzione in una prima fase operativa;

Figura 13B rappresenta la vista di figura 13A in una seconda fase operativa;

Figura 14A rappresenta una vista in pianta dall’alto della pinza dell’unità di soffiatura di figura 13A in condizione di chiusura;

Figura 14B rappresenta la vista di figura 14A in condizione di apertura;

Figura 15 rappresenta una vista laterale di un particolare dell’unità di soffiatura di figura 13B;

Figura 16 rappresenta una vista in pianta dall’alto di una seconda forma di realizzazione dell’impianto di soffiatura di contenitori comprendente il sistema di movimentazione secondo l’invenzione.

Con riferimento alla figura 1, è mostrato un impianto di soffiatura di bottiglie in materiale plastico, tipicamente in PET, indicato nel suo complesso con il numero 1, che comprende un forno 2 per il riscaldamento delle preforme fino alla temperatura di rammollimento, una giostra di soffiatura 4 ed un’unità di distribuzione 3 che provvede a:

- prelevare le preforme riscaldate in uscita dal forno 2 ed a trasferirle a detta giostra di soffiatura 4, e

- prelevare dalla giostre di soffiatura 4 le bottiglie soffiate e trasferirle ad un sistema di trasporto 5 per l’invio delle bottiglie ad una successiva lavorazione.

L’impianto comprende anche un sistema di trasporto 5’ per l’invio delle preforme al forno 2. Tipicamente, il forno 2 è un forno ad infrarossi. Sia il forno 2 che i sistemi di trasporto 5, 5’ sono del tutto convenzionali e non verranno quindi descritti ulteriormente.

Anche la giostra di soffiatura 4 è, nel suo insieme, di tipo convenzionale ed è posta in rotazione da una motorizzazione (non mostrata) in sincronia con l’unità di distribuzione 3. La giostra di soffiatura 4 comprende lungo il suo perimetro una pluralità di unità di soffiatura 6 che comprendono uno stampo per la soffiatura e formatura di una bottiglia, mezzi di immissione di un fluido pressurizzato in una preforma all’interno di detto stampo e mezzi di trasferimento di una preforma da detta unità di distribuzione 3 a detto stampo. Maggiori dettagli verranno forniti nella descrizione che segue.

Secondo una prima forma di realizzazione, mostrata in figura 2A, l’unità di distribuzione 3 comprende una prima stella di distribuzione 7 ed una seconda stella di distribuzione 8 poste coassialmente una rispetto all’altra, la prima stella di distribuzione 7 essendo situata superiormente rispetto alla seconda stella di distribuzione 8. Le stelle di distribuzione 7, 8 sono incernierate su una struttura di supporto 12.

Ognuna delle due stelle di distribuzione 7, 8 comprende lungo la sua periferia una pluralità di pinze 13, 14, adatte ad agganciare il collo di una preforma o, rispettivamente, di una bottiglia. In certe forme di realizzazione, tali pinze sono di tipo passivo, cioè atte ad aprirsi per interferenza con il collo del contenitore ed a richiudersi esercitando un’azione di tenuta grazie all’azione di mezzi elastici precaricati, come verrà meglio descritto nel seguito.

Le stelle di distribuzione 7, 8 sono poste in rotazione indipendentemente da rispettive motorizzazioni 10, 11. Le motorizzazioni 10, 11 sono preferibilmente dei motori rotativi brushless, programmati in modo da ruotare in sincronia con la giostra di soffiatura (si vedano le frecce in figura 1), così da cedere la preforma in lavorazione nel punto di tangenza tra le stelle di distribuzione 7, 8 e la giostra 4.

Il sistema di movimentazione secondo l’invenzione è disegnato in modo tale che la stella di distribuzione 7 superiore provvede a prelevare la preforma riscaldata dal forno 2 ed a cederla ad un’unità di soffiatura 6 in transito sulla giostra 4, mentre la stella di distribuzione 8 inferiore provvede a prelevare una bottiglia soffiata da un’unità di distribuzione 6 ed a cederla al sistema di trasporto 5.

Maggiori dettagli sul funzionamento delle pinze 13, 14 e dell’unità di soffiatura 6 risulteranno chiari dalla descrizione che segue.

Le figure 2B e 2C mostrano due varianti di una diversa forma di realizzazione dell’unità di distribuzione 3 dell’invenzione, in cui le due stelle di distribuzione 7, 8 sono state sostituite da un’unica stella di distribuzione 107 che comprende una pluralità di prime pinze 13 ed una pluralità di seconde pinze 14, in cui le prime pinze 13 sono poste superiormente rispetto alla seconde pinze 14 e ad esse allineate su un asse verticale. Per questa ragione le prime pinze 13 verranno anche indicate come “pinze superiori” e le seconde pinze 14 verranno anche indicate come “pinze inferiori”.

La differenza tra la variante di figura 2B e quella di figura 2C non riguarda tanto il meccanismo di funzionamento della stella di distribuzione 107, ma risiede essenzialmente in una maggiore compattezza strutturale della variante di figura 2C. La descrizione che segue farà quindi riferimento a quest’ultima versione dell’unità di distribuzione 107, fermo restando che essa sarà ugualmente applicabile, salvo i necessari adattamenti nel design della macchina, anche alla versione di figura 2B.

Con riferimento quindi alle figure 2C, 3 e 4, la stella di distribuzione 107 comprende un disco di supporto 107a girevolmente supportato su una struttura di supporto 12 e posto in rotazione da una motorizzazione 10, preferibilmente un motore brushless. La motorizzazione 10 è collegata, direttamente o tramite un riduttore, ad un albero di trasmissione 10a solidale con il disco di supporto In certe forme di realizzazione, la struttura di supporto 12 è cava, così da ospitare al suo interno la motorizzazione 10. Opportune griglie 15 rimovibili permettono l’accesso alla motorizzazione per la necessaria manutenzione.

Le prime e le seconde pinze 13, 14 sono montate accoppiate su un supporto girevole 16 incernierato, tramite il perno 17, sul disco di supporto 107a. Questo permette alle pinze 13, 14 di basculare, con verso alternato, attorno all’asse del perno 17 per un determinato angolo α di rotazione (si veda la figura 9). Tale angolo di rotazione dipende dalla particolare legge di moto che è legata al formato di contenitore prodotto, ma è preferibilmente inferiore a circa 70°. Il movimento alternato delle pinze 13, 14 attorno al perno 17 è comandato da una camma 18, come verrà meglio descritto nel seguito, e permette alle pinze 13, 14 di rimanere in una condizione di interferenza con il collo del contenitore (preforma o bottiglia) per il periodo di tempo necessario al trasferimento di esso alla e dalla unità di soffiatura 6. In pratica, tenuto conto che sia la giostra 4 che l’unità di distribuzione 3 ruotano nel verso delle rispettive frecce (si veda la figura 1), le pinze 13, 14 devono seguire tale reciproca rotazione, nel verso opposto rispetto alla rotazione dell’unità di distribuzione 3, per poter rimanere in contatto con il collo del contenitore per un tempo sufficientemente lungo da consentirne il trasferimento.

Tale movimento rotatorio alternato delle pinze 13, 14, come detto sopra, è attuato per mezzo di una camma 18, mostrata nelle figure 8 e 10, che comprende una scanalatura 18a di forma simil-ellittica che crea il percorso di camma. La camma 18 è fissata alla struttura di supporto 12.

La figura 9 mostra invece una vista in pianta in cui si nota una pinza 13 (in basso nella figura) disposta all’estremità opposta dell’angolo α rispetto alle altre due pinze 13.

La figura 11 mostra una vista in esploso del supporto girevole 16 su cui è montata una pinza inferiore 14, mentre non è mostrata la rispettiva pinza superiore 13.

Il supporto 16 è solidale con il perno 17, che è fissato ad un piattello 19. Il piattello 19 è destinato ad essere alloggiato in una sede 20 ricavata sulla faccia superiore del disco di supporto 107a (figura 9), così da guidare la rotazione con verso alternato delle pinze 13, 14.

Al supporto girevole 16 è inferiormente fissata una pinza inferiore 14. La pinza 14 comprende un corpo pinza 21 che comprende un carrello 22 scorrevolmente associato ad una slitta 23 fissata al supporto girevole 16. Il carrello 22 è disposto trasversalmente rispetto al perimetro del disco di supporto 107a, in modo da consentire un movimento di allontanamento o di avvicinamento della pinza 14 rispetto al perimetro del disco 107a. Sul corpo pinza 21, ai due lati del carrello 22, sono fissate prime estremità di due molle 24a, 24b, le cui estremità opposte sono invece fissate al supporto girevole 16. Le molle 24a, 24b sono preferibilmente molle di compressione, in modo tale da esercitare una spinta sul corpo pinza 21 per portarlo da una posizione ritratta ad una posizione estesa.

Sul corpo pinza 21 sono incernierate le chele 25a, 25b della pinza 14. Ogni chela 25a, 25b è accoppiata con una levetta 26a, 26b. Le due levette 26a, 26b sono collegata da una molla 27, in particolare una molla di compressione. In questo modo, la pinza inferiore 14 è di tipo passivo, cioè la sua apertura e chiusura avviene per interferenza con il collo del contenitore, in contrasto con la forza di richiamo esercitata dalla molla 27.

Il supporto girevole 16 comprende un organo attuatore del movimento alternato delle pinze 13, 14, che comprende una mensola 28 su cui sono inferiormente incernierate due rotelle 29a, 29b coassiali che costituiscono l’organo condotto della camma 18, destinato ad interagire con il profilo di camma 18a. L’asse delle rotelle 29a, 29b è eccentrico rispetto al perno 17, in modo da agire come leva consentendo appunto tale movimento rotatorio del supporto girevole 16.

Un’altra rotella 30 è incernierata inferiormente al corpo pinza 21, in modo da interagire con il profilo di camma 18a e permettere il movimento di allontanamento o di avvicinamento della pinza 14 rispetto al supporto girevole 16. La combinazione di tali cinematismi, rotatorio alternato del supporto girevole 16 e di estensione-ritrazione della pinza 14, secondo un’opportuna legge di moto, consentono di realizzare la desiderata interferenza della pinza 14 con il collo del contenitore (nello specifico, la bottiglia soffiata) in modo da ottenerne il prelievo dall’unità di soffiatura.

La pinza superiore 13 è anch’essa fissata al supporto girevole 16 per mezzo di un elemento di collegamento 31 che la rende solidale con il carrello 22. E’ però possibile, in certe forme di realizzazione, che la pinza superiore 13 sia scorrevole su un proprio carrello, diverso dal carrello 22 della pinza inferiore 14, ma essendo comunque mobile solidalmente ad esso. Il moto della pinza superiore 13 è quindi il medesimo di quello della pinza inferiore 14 ed avviene in sincronia con esso.

In certe forme di realizzazione preferite, la pinza superiore 13 è una pinza attiva, cioè la sua apertura è attivamente comandata da un’opportuna camma.

Con riferimento alle figure 12A, 12B, 12C e 12D, la pinza superiore 13 comprende due chele 13a, 13b, incernierate sul corpo pinza 43b tramite rispettive cerniere 44a, 44b. Ognuna delle chele 13a, 13b comprende un elemento a leva 45a, 45b, che si estende in direzione opposta a quella delle chele 13a, 13b rispetto alle cerniere 44a, 44b. Le estremità distali 46a, 46b degli elementi a leva 45a, 45b sono unite da una molla 47, in particolare una molla di trazione.

Tra i due elementi a leva 45a, 45b è disposto un elemento di fermo 48, che mantiene le chele 13a, 13b chiuse contro la forza di richiamo della molla 47. L’elemento di fermo 48 comprende una piastrina 49 su una faccia della quale, in corrispondenza di estremità opposte, sono montati folli due cuscinetti 50 che insistono sulla superficie interna degli elementi a leva 45a, 45b. Sulla faccia opposta della piastrina 49 è fissata una levetta 51. La levetta 51 è disposta lungo una direzione sostanzialmente perpendicolare all’asse X della pinza 13. L’estremità distale della levetta 51 comprende una rotella 52 che protrude verso l’alto. L’elemento di fermo 48 è montato su un corpo di supporto 48’ che è solidale con il corpo pinza 43, così che l’estremità prossimale della levetta 51 e la piastrina 49 sono collegate da un perno 49’ che attraversa verticalmente il corpo di supporto 48’.

Come mostrato ad esempio in figura 4, sulla struttura di supporto 12, al di sopra del disco di supporto 107a, è fissata una seconda camma 53, avente un percorso di camma 53a con cui la rotella 52 della pinza superiore 13 può interagire, costituendo quindi l’organo condotto della camma.

Come mostrato nelle figure 12B e 12D, quando la levetta 51, guidata dalla camma 53 tramite la rotella 52, ruota di un certo angolo rispetto alla sua posizione iniziale unitamente alla piastrina 49, i cuscinetti 50 posti ad opposte estremità della piastrina 49 si pongono in diagonale, il che consente l’avvicinamento reciproco degli elementi a leva 45a, 45b, grazie alla forza di richiamo operata dalla molla 47, e quindi permette alle chele 13a, 13b della pinza 13 di aprirsi. Quando, sempre guidata dalla camma 53, la levetta 51 si riporta nella posizione iniziale (figure 12A e 12C), i cuscinetti 50 ritornano nella posizione trasversale allontanando gli elementi a leva 45a, 45b – contro la resistenza della molla 47 - e quindi chiudendo le chele 13a, 13b.

In certe forme di realizzazione sia la pinza inferiore 14 che la pinza superiore 13 sono attive. In altre forme di realizzazione invece sono entrambe passive.

La figura 5 mostra una forma di realizzazione dell’unità di soffiatura secondo l’invenzione. L’unità di soffiatura 6 comprende uno stampo 32 formato da due semistampi 32a (nella vista laterale è visibile solo uno di detti semistampi) e da un piattello di fondo 33, destinati ad aprirsi in corrispondenza del punto di rilascio di una bottiglia soffiata ed a richiudersi subito a valle del punto di prelievo di una preforma da soffiare, in modo da permettere l’accesso alla cavità interna. L’unità di soffiatura 6 comprende anche una testa di erogazione 34 (la cosiddetta “campanella”), collegata ad una sorgente di aria compressa e munita di ugello di erogazione, mobile tra una posizione sollevata (come mostrato in figura 5) ed una posizione ribassata, in cui la testa di erogazione 34 chiude a tenuta superiormente la cavità dello stampo 32 e l’ugello di erogazione immette aria compressa attraverso al collo della preforma.

La testa di erogazione 34 di aria compressa è mobile verticalmente lungo una guida 35 ad opera di un attuatore 36. La struttura ed il funzionamento dell’unità di soffiatura fin qui presentati sono del tutto convenzionali e non verranno quindi descritti in maggiore dettaglio.

L’unità di soffiatura 6 dell’invenzione si differenzia da quelle convenzionali per il fatto di comprendere una pinza 37 mobile tra detta posizione sollevata della testa di erogazione 34 ed una posizione ribassata a contatto con la superficie superiore dello stampo 32. La pinza 37 è posta al di sotto della testa di erogazione 34 e permette il prelievo di una preforma riscaldata da una pinza superiore 13 dell’unità di distribuzione 3 e la sua introduzione all’interno dello stampo 32, che è posto in posizione inferiore, cioè a livello delle pinze inferiori 14 dell’unità di distribuzione 3. La pinza 37 è di tipo passivo, quindi la presa della preforma avviene per interazione diretta con il collo della stessa.

Come meglio mostrato nella sequenza operativa delle figure 6A-D (in cui l’unità di soffiatura 6 è rappresentata in forma molto semplificata per facilitare la comprensione del cinematismo), la pinza 37 è collegata alla testa di erogazione 34 per mezzo di un braccio 38 con profilo a C, avente una porzione scorrevole sul corpo della testa di erogazione 34. Ad esempio, se la testa di erogazione 34 è di forma cilindrica, il braccio 38 sarà associato ad esso per mezzo di una porzione ad anello scorrevole sul detto corpo. La testa di erogazione 34 comprende superiormente uno spallamento 34’ ed una molla 39 disposta tra detto spallamento e la porzione scorrevole del braccio 38.

Sempre con riferimento alla sequenza operativa delle figure 6 A-D, la figura 6A rappresenta la condizione in cui una preforma P riscaldata è stata già ceduta da una pinza superiore 13 dell’unità di distribuzione 3 alla pinza 37 dell’unità di soffiatura ed in cui l’insieme testa di erogazione 34 – pinza 37 viene abbassato ad opera dell’attuatore 36 fino alla posizione di contatto della pinza 37 con la superficie superiore dello stampo 32 (figura 6B).

Successivamente (figura 6C) l’attuatore 36 abbassa ulteriormente la testa di erogazione 34, comprimendo la molla 39 e permettendo l’introduzione dell’ugello di erogazione nel collo della preforma P.

La figura 6D mostra infine la fase in cui l’attuatore 36, terminata la soffiatura della bottiglia, provvede al sollevamento dell’insieme testa di erogazione 34 – pinza 37 fino a portarlo nella posizione iniziale in cui la pinza 37 potrà prelevare un’altra preforma riscaldata proveniente dall’unità di distribuzione 3. La pinza 37 torna nella sua posizione iniziale grazie alla molla 39 che si decomprime.

La figura 7 mostra come avviene il rilascio della preforma P riscaldata dalla pinza 37 allo stampo 32. La pinza 37 comprende due chele 37a, 37b aventi un bordo 40 di contatto con il collo della preforma P, in cui il bordo 40 ha un profilo svasato verso il basso. Lo stampo 32 presenta, in corrispondenza della superficie superiore, un elemento conico 41 avente un canale verticale 42 di forma e dimensione adatte all’introduzione di una preforma P. Quando la pinza 37 viene calata fino ad interagire con la superficie superiore dello stampo 32 (figura 6B), il profilo svasato 40 delle chele 37a, 37b interferisce con l’elemento conico 41, la cui conicità è caratterizzata da un angolo ȕ con la base del cono inferiore alla svasatura del bordo 40, caratterizzata dall’angolo Ȗ rispetto al piano della chela 37a, 37b. Questa interferenza provoca l’apertura delle chele 37a, 37b e quindi il rilascio della preforma P all’interno dello stampo 32.

Le figure 13A e 13B mostrano una diversa forma di realizzazione dell’unità di soffiatura, indicata con il numero 106, in cui gli elementi in comune con la prima forma realizzativa sono indicati con la medesima numerazione.

La differenza con la prima versione dell’unità di soffiatura 6 sopra descritta consiste nel fatto che la pinza 137 è di tipo attivo ed è movimentata indipendentemente dalla testa di erogazione 34.

Più nel dettaglio, la pinza 137 è supportata su una barra ad L 54, a sua volta collegata ad un’asta 55 verticale scorrevole in una guida 56 sotto l’azione di un attuatore, così che la pinza 137 può assumere una posizione sollevata (figura 13A) - in cui avviene il prelievo di una preforma riscaldata proveniente dall’unità di distribuzione 3 – ed una posizione ribassata (figura 13B), in cui la pinza si pone a livello della superficie superiore dello stampo 32 e cede la preforma nella cavità interna di esso.

Come detto sopra, la pinza 137 è di tipo attivo, cioè la sua apertura-chiusura avviene ad opera dell’interazione con una camma. A tal fine, come mostrato nelle figure 14A, 14B e 15, la pinza 137 comprende due chele 137a, 137b aventi rispettive porzioni di presa 59a, 59b e rispettive porzioni a leva 60a, 60b. Le chele 137a, 137b sono incernierate, in corrispondenza del punto di giunzione tra le porzioni di presa 59a, 59b e le porzioni a leva 60a, 60b, sul corpo pinza 57 mediante il perno 58 realizzando un accoppiamento incrociato ad X.

Le porzioni di presa 59a, 59b sono raccordate da una molla di trazione 61 che le mantiene in posizione di chiusura (figura 14A). Sulle estremità distali delle porzioni a leva 60a, 60b, invece, sono incernierati rispettivi bracci 61a, 61b. A loro volta, le estremità distali dei bracci 61a, 61b sono incernierate su una piastra 62 così da formare un sistema a pantografo o parallelogramma articolato. Sulla piastra 62 è fissato un organo condotto 63 di una camma. L’organo condotto 63 è ad esempio costituito da tre rotelle con asse orizzontale perpendicolare all’asse Y della pinza 137.

L’organo condotto 63 interagisce con una camma 64 avente un profilo di camma 65 verticale che presenta una porzione inferiore 65’sporgente verso la pinza 137. In questo modo, quando la pinza 137, che si muove verso il basso nella fase di carico della preforma nello stampo 32, giunge in prossimità della camma 64, l’interazione dell’organo condotto 63 con il percorso di camma 65’ provoca un movimento in avanti della piastra 62. Grazie al sistema a pantografo, le chele 137a, 137b si aprono e nello stesso tempo arretrano (si veda la figura 14B). In questo modo la preforma viene rilasciata e la pinza 137 arretra quel tanto che basta a non interferire con la testa di erogazione 34 che viene nel frattempo portata dalla posizione sollevata alla posizione operativa ribassata in cui avviene la soffiatura della bottiglia.

Il funzionamento del sistema di movimentazione secondo l’invenzione risulta chiaro da quanto è stato sopra descritto. Le preforme riscaldate in uscita dal forno 2 vengono prelevate dalle pinze superiori 13 dell’unità di distribuzione 3 che, ad esempio, ruota in senso orario. Quando una pinza 13 si trova in prossimità del punto di tangenza con la giostra 4, che invece ruota in senso opposto, avviene la cessione della preforma dalla pinza superiore 13 dell’unità di distribuzione 3 alla pinza 37, 137 dell’unità di soffiatura 6, 106. Come detto, la pinza superiore 13 è di tipo attivo, ed è mobile lungo l’angolo α ed in estensione lungo l’asse della pinza, in modo da seguire in controrotazione il movimento della stella di distribuzione 107 e prolungare quindi il tempo di contatto con la preforma favorendone il corretto trasferimento. Viceversa la pinza 37, 137 agisce in modo passivo (la pinza 137 di figura 14A-B agisce in modo attivo solo nella fase di cessione della preforma allo stampo 32).

La pinza 37, 137 viene quindi abbassata fino a cedere la preforma allo stampo 32 e subito dopo la testa di erogazione 34 chiude lo stampo 32 ed insuffla aria compressa all’interno della preforma in modo da formare la bottiglia. Terminata tale operazione, lo stampo 32 si apre poco prima di giungere in corrispondenza con l’unità di distribuzione 3, dove la bottiglia soffiata viene ceduta ad una pinza inferiore 14, che come detto è di tipo passivo. Anche in questo caso, il movimento combinato - rotatorio lungo l’angolo α ed in estensione lungo l’asse della pinza - della pinza 14 favorisce il trasferimento della bottiglia dallo stampo 32 alla stella di distribuzione 107. La bottiglia viene poi trasferita sul sistema di trasporto 5 in modo noto.

Secondo una diversa forma di realizzazione del sistema di movimentazione di contenitori secondo l’invenzione, come mostrato in figura 16, l’unità di distribuzione 103 comprende due stelle di distribuzione 207, 207’ separate, disposte in parziale sovrapposizione e su piani diversi. La stella di distribuzione 207 superiore comprenderà le pinze superiori 13, mentre la stella di distribuzione inferiore 207’ comprenderà le pinze inferiori 14. In questo caso, le due stelle di distribuzione 207, 207’ potranno essere movimentate da diverse motorizzazioni oppure dalla medesima motorizzazione per mezzo di opportuni organi di trasmissione del moto. Inoltre, ognuna delle stelle di distribuzione 207, 207’ avrà una propria camma 18 per la movimentazione rotatoria e in estensione delle pinze 13, 14, mentre solo la stella distribuzione superiore 207 comprenderà anche la camma 53 per l’apertura-chiusura attiva delle pinze superiori 13.

Le due stelle di distribuzione 207, 207’ sono poste in tangenza con diversi punti della giostra 4, uno per la cessione della preforma allo stampo ed uno per il prelievo della bottiglia dallo stampo, anche se la loro sovrapposizione parziale permette a tali punti di tangenza di essere molto ravvicinati.

Il vantaggio principale del sistema di movimentazione di contenitori secondo l’invenzione risiede nel fatto che il punto di cessione della preforma ed il punto di prelievo della bottiglia soffiata sostanzialmente coincidono o sono molto vicini (variante di figura 16). Questo consente di sfruttare la totalità o la maggior parte della rotazione della giostra per il completamento dell’operazione di soffiatura. Questo notevole aumento di percorso utile (o in altre parole riduzione dell’angolo morto) consente di aumentare la velocità di rotazione della giostra 4 e quindi la produttività dell’impianto.

Inoltre, la disposizione spaziale del sistema di movimentazione sopra descritto consente anche una sensibile riduzione degli ingombri, un miglioramento della gestione delle motorizzazioni (in particolare nel caso in cui si utilizza una sola motorizzazione 11) ed una manutenzione meno impegnativa.

E’ evidente che sono state descritte solo alcune forme particolari di realizzazione della presente invenzione, cui l’esperto dell’arte sarà in grado di apportare tutte quelle modifiche necessarie per il suo adattamento a particolari applicazioni, senza peraltro discostarsi dall’ambito di protezione della presente invenzione.

Ad esempio, sebbene la descrizione precedente sia stata dedicata ad una macchina di soffiatura di bottiglie, il sistema di movimentazione di contenitori dell’invenzione può facilmente essere applicato anche ad altre tipologie di macchina. Un tipico esempio è una macchina di riempimento di contenitori, in cui lo stampo 32 è sostituito da un piattello che sorregge la bottiglia da riempire e la testa di erogazione 34 di aria compressa viene sostituita da una valvola di riempimento in comunicazione di flusso con un liquido di riempimento.

In un’ulteriore variante della suddetta macchina di riempimento, la movimentazione verticale della pinza 37, 137 e della valvola di riempimento potrà essere sostituita dalla movimentazione del piattello di sostegno della bottiglia, che in questo caso si muoverà tra una posizione sollevata, in cui il piattello riceve la bottiglia dalla stella di distribuzione 107 ed in cui avviene il riempimento ad opera della valvola di riempimento, ed una posizione ribassata, in cui la bottiglia riempita viene prelevata da una pinza inferiore 14 della stella di distribuzione 107.

Claims

RIVENDICAZIONI l. Sistema di movimentazione di contenitori verso e da un’unità (6, 106) di lavorazione di detti contenitori, comprendente: - una giostra (4) girevole, alla cui periferia è disposta una pluralità di dette unità (6, 106) di lavorazione; - un’unità di distribuzione (3, 103) di detti contenitori, comprendente almeno una stella di distribuzione (107, 207, 207’) disposta in sostanziale tangenza con detta giostra (4) e girevole in sincronia ma verso opposto rispetto a detta giostra (4), caratterizzato dal fatto che detta unità di distribuzione (3, 103) comprende una pluralità di pinze superiori (13) per il trasferimento di un contenitore ad una rispettiva unità (6, 106) di lavorazione ed una pluralità di pinze inferiori (14) per il trasferimento di un contenitore da detta unità (6, 106) di lavorazione a detta unità di distribuzione (3, 103), e dal fatto che detta unità (6, 106) di lavorazione comprende una pinza (37, 137) mobile tra una posizione superiore a livello di dette pinze superiori (13) dell’unità di distribuzione (3, 103), per la presa di un contenitore da una rispettiva pinza superiore (13) dell’unità di distribuzione (3, 103), ed una posizione inferiore a livello di dette pinze inferiori (14) dell’unità di distribuzione (3, 103), per la cessione di detto contenitore a detta unità (6, 106) di lavorazione.
2. Sistema di movimentazione secondo la rivendicazione 1, in cui l’unità di distribuzione (3) comprende una stella di distribuzione (107) che comprende una pluralità di pinze superiori (13) ed una pluralità di pinze inferiori (14), in cui le pinze superiori (13) sono poste superiormente rispetto alle pinze inferiori (14) e ad esse allineate su un asse verticale.
3. Sistema di movimentazione secondo la rivendicazione 2, in cui la stella di distribuzione (107) comprende un disco di supporto (107a) girevolmente supportato su una struttura di supporto (12) e posto in rotazione da una motorizzazione (10), preferibilmente un motore brushless, le pinze superiori (13) ed inferiori (14) essendo montate accoppiate su un supporto girevole (16) incernierato sul disco di supporto (107a).
4. Sistema di movimentazione secondo la rivendicazione 3, in cui il supporto girevole (16) può rotare, con verso alternato, attorno ad un asse verticale almeno per un angolo α compreso tra 60° e 70°.
5. Sistema di movimentazione secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui il supporto girevole (16) è solidale con un perno (17), che è fissato ad un piattello (19), in cui il piattello (19) è alloggiato in una sede (20) ricavata sulla faccia superiore del disco di supporto (107a), così da guidare la rotazione con verso alternato delle pinze (13, 14).
6. Sistema di movimentazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui ognuna di dette pinze inferiori (14) comprende un corpo pinza (21) che comprende un carrello (22) scorrevolmente associato ad una slitta (23) fissa, il carrello (22) essendo disposto trasversalmente rispetto al perimetro della stella di distribuzione (107), in modo da consentire un movimento di allontanamento o di avvicinamento della pinza (14) rispetto al perimetro della stella di distribuzione (107), il carrello (22) essendo associato a molle (24a, 24b), preferibilmente molle di compressione, in modo tale da esercitare una spinta sul corpo pinza (21) per portarlo da una posizione ritratta ad una posizione estesa.
7. Sistema di movimentazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui dette pinze inferiori (14) sono di tipo passivo, cioè la loro apertura e chiusura avviene per interferenza con il collo del contenitore, in contrasto con la forza di richiamo esercitata da una rispettiva molla (27).
8. Sistema di movimentazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 7, in cui la stella di distribuzione (107) comprende un organo attuatore del movimento alternato delle pinze (13, 14), che comprende un organo condotto (29a, 29b) ed una camma (18), detto organo condotto (29a, 29b) essendo posto su detto supporto girevole (16) ed essendo accoppiato con un profilo di camma (18a) di detta camma (18).
9. Sistema di movimentazione secondo la rivendicazione 8, in cui una rotella (30) è incernierata inferiormente al corpo pinza (21) ed è accoppiata con il profilo di camma (18a) della camma (18), in modo da permettere il movimento di allontanamento o di avvicinamento della pinza inferiore (14) rispetto al perimetro della stella di distribuzione (107).
10. Sistema di movimentazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 9, in cui la pinza superiore (13) è fissata al supporto girevole (16) per mezzo di un elemento di collegamento (31) che la rende solidale con il carrello (22).
11. Sistema di movimentazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, in cui ognuna delle pinze superiori (13) comprende due chele (13a, 13b), incernierate sul corpo pinza (43b) tramite rispettive cerniere (44a, 44b), ognuna delle chele (13a, 13b) comprendendo un elemento a leva (45a, 45b), che si estende in direzione opposta a quella delle chele (13a, 13b) rispetto alle cerniere (44a, 44b), gli elementi a leva (45a, 45b) comprendendo rispettive estremità distali (46a, 46b) unite da una molla (47), preferibilmente una molla di trazione.
12. Sistema di movimentazione secondo la rivendicazione 11, in cui tra i due elementi a leva (45a, 45b) è disposto un elemento di fermo (48), che mantiene le chele (13a, 13b) chiuse contro la forza di richiamo della molla (47), detto elemento di fermo essendo sboccabile per mezzo di una camma (53).
13. Sistema di movimentazione secondo la rivendicazione 12, in cui l’elemento di fermo (48) comprende una piastrina (49) su una faccia della quale, in corrispondenza di estremità opposte, sono montati folli due cuscinetti (50) che insistono sulla superficie interna degli elementi a leva (45a, 45b), sulla faccia opposta della piastrina (49) essendo fissata una levetta (51) avente un’estremità distale che comprende una rotella (52) che protrude verso l’alto avente la funzione di organo condotto della camma (53).
14. Sistema di movimentazione secondo la rivendicazione 13, in cui la levetta (51) è disposta lungo una direzione sostanzialmente perpendicolare all’asse (X) della pinza (13).
15. Sistema di movimentazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 14, in cui detta unità (6) di lavorazione è un’unità di soffiatura (6) di bottiglie da preforme riscaldate, comprendente: - uno stampo (32) per la soffiatura e formatura di una bottiglia, e - una testa di erogazione (34) di aria compressa mobile tra una posizione superiore ed una posizione inferiore in cui la testa di erogazione (34) chiude superiormente lo stampo (32) ed insuffla aria compressa attraverso al collo di una preforma, ed in cui la pinza (37) è collegata alla testa di erogazione (34) per mezzo di un braccio (38) con profilo a C, avente una porzione scorrevole sul corpo della testa di erogazione (34), la testa di erogazione (34) comprendendo superiormente uno spallamento (34’) ed una molla (39) disposta tra detto spallamento (34’) e la porzione scorrevole del braccio (38) della pinza (37).
16. Sistema di movimentazione secondo la rivendicazione 15, in cui la pinza (37) comprende due chele (37a, 37b) aventi un bordo (40) di contatto con il collo della preforma (P), in cui il bordo (40) ha un profilo svasato verso il basso, ed in cui lo stampo (32) comprende, in corrispondenza della superficie superiore, un elemento conico (41) avente un canale verticale (42) di forma e dimensione adatte all’introduzione di detta preforma (P) ed avente una conicità, caratterizzata da un angolo ȕ con la base del cono, inferiore alla svasatura del bordo (40), caratterizzata dall’angolo Ȗ rispetto al piano della chela (37a, 37b), in modo tale che, quando la pinza (37) viene calata fino ad interagire con la superficie superiore dello stampo (32), il profilo svasato (40) delle chele (37a, 37b) interferisce con l’elemento conico (41) provocando l’apertura delle chele (37a, 37b).
17. Sistema di movimentazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 14, in cui detta unità (106) di lavorazione è un’unità di soffiatura (106) di bottiglie da preforme riscaldate, comprendente: - uno stampo (32) per la soffiatura e formatura di una bottiglia, e - una testa di erogazione (34) di aria compressa mobile tra una posizione superiore ed una posizione inferiore in cui la testa di erogazione (34) chiude superiormente lo stampo (32) ed insuffla aria compressa attraverso al collo di una preforma, ed in cui la pinza (137) dell’unità (106) di soffiatura è di tipo attivo ed è movimentata indipendentemente dalla testa di erogazione (34).
18. Sistema di movimentazione secondo la rivendicazione 17, in cui la pinza (137) è supportata su una barra ad L (54), a sua volta collegata ad un’asta (55) verticale scorrevole in una guida (56) sotto l’azione di un attuatore, così che la pinza (137) può assumere una posizione superiore, in cui avviene il prelievo di una preforma riscaldata proveniente dall’unità di distribuzione (3, 103), ed una posizione inferiore, in cui la pinza si pone a livello della superficie superiore dello stampo (32) e cede la preforma nella cavità interna di esso.
19. Sistema di movimentazione secondo la rivendicazione 18 o 19, in cui la pinza (137) comprende due chele (137a, 137b) aventi rispettive porzioni di presa (59a, 59b) e rispettive porzioni a leva (60a, 60b), le chele (137a, 137b) essendo incernierate, in corrispondenza del punto di giunzione tra le porzioni di presa (59a, 59b) e le porzioni a leva (60a, 60b), sul corpo pinza (57) realizzando un accoppiamento incrociato ad X, ed in cui le porzioni di presa (59a, 59b) sono raccordate da una molla di trazione (61) che le mantiene in posizione di chiusura, ed in cui sulle estremità distali delle porzioni a leva (60a, 60b) sono incernierati rispettivi bracci (61a, 61b), le cui estremità distali sono incernierate su una piastra (62) così da formare un sistema a pantografo o parallelogramma articolato, ed in cui sulla piastra (62) è fissato un organo condotto (63) di una camma (64) avente un profilo di camma (65) verticale che presenta una porzione inferiore (65’) sporgente verso la pinza (137).
20. Sistema di movimentazione secondo la rivendicazione 1, in cui l’unità di distribuzione (103) comprende due stelle di distribuzione (207, 207’) separate, disposte in parziale sovrapposizione e su piani diversi, la stella di distribuzione (207) superiore comprendendo detta pluralità di pinze superiori (13) e la stella di distribuzione inferiore (207’) comprendendo detta pluralità di pinze inferiori (14).
21. Sistema di movimentazione secondo la rivendicazione 1 o 20, in cui detta unità (6, 106) di lavorazione di contenitori è un’unità di riempimento.
22. Impianto per la soffiatura di bottiglie da preforme riscaldate, comprendente: - un forno (2) per il riscaldamento di dette preforme, - un sistema di movimentazione comprendente (a) una giostra (4) girevole, alla cui periferia è disposta una pluralità di unità (6, 106) di soffiatura comprendenti uno stampo (32) per la soffiatura e formatura di una bottiglia, e una testa di erogazione (34) di aria compressa, mobile tra una posizione superiore ed una posizione inferiore in cui la testa di erogazione (34) chiude superiormente lo stampo (32) ed insuffla aria compressa attraverso al collo di una preforma, e (b) un’unità di distribuzione (3, 103) di dette preforme verso detta unità (6, 106) di soffiatura e di bottiglie soffiate da detta unità (6, 106) di soffiatura verso detta unità di distribuzione (3, 103), - un sistema di trasporto (5) delle bottiglie soffiate verso una successiva unità di lavorazione, caratterizzato dal fatto che detto sistema di movimentazione è come definito in una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 20.