ITFI20060054A1 - PROCEDURE AND DEVICE TO CLOSE CONTAINERS THROUGH SCREW CLOSURES - Google Patents
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Description
"PROCEDIMENTO E DISPOSITIVO PER CHIUDERE CONTENITORI TRAMITE CHIUSURe A VITE" "PROCEDURE AND DEVICE FOR CLOSING CONTAINERS THROUGH SCREW CLOSURE"
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Campo di applicazione e stato della tecnica Field of application and state of the art
L'invenzione riguarda un procedimento ed un dispositivo per chiudere contenitori tramite chiusure a vite. A tale scopo la richiedente ha sviluppato una stazione di chiusura in una macchina di chiusura contraddistinta dal nome "CONTILINE", in cui i contenitori (confezioni) vengono inseriti in un piatto ruotante e qui trattenuti in alloggiamenti. Al di sopra con il piatto ruotante ruota la stazione di applicazione delle chiusure, con organi di impegno ruotanti, che sono azionati da azionamenti di rotazione. Essi impegnano le chiusure, le applicano sui contenitori e tramite azionamento di rotazione avvitano il coperchio di chiusura sui contenitori. The invention relates to a method and a device for closing containers by means of screw closures. For this purpose, the Applicant has developed a closing station in a closing machine characterized by the name "CONTILINE", in which the containers (packages) are inserted into a rotating plate and held there in housings. Above with the rotating plate rotates the station for applying the closures, with rotating engagement members, which are operated by rotation drives. They engage the closures, apply them on the containers and by means of a rotation actuation screw the closing lid on the containers.
Compito e soluzione Task and solution
L'invenzione ha come compito quello di perfezionare questo dispositivo che funziona senza difficoltà in particolare per l'impiego con prodotti farmaceutici e cosmetici e per ottenere una misurazione ancora più sensibile della coppia di avvitamento. The object of the invention is to improve this device which functions without difficulty in particular for use with pharmaceutical and cosmetic products and to obtain an even more sensitive measurement of the screwing torque.
Questo compito viene risolto con le caratteristiche delle rivendicazioni indipendenti di procedimento e di apparecchiatura ed è ulteriormente perfezionato con le caratteristiche di cui alle rivendicazioni dipendenti. This task is solved with the characteristics of the independent claims of method and apparatus and is further improved with the characteristics of the dependent claims.
Grazie al fatto che secondo 1'invenzione viene ruotato il contenitore anziché il coperchio, la struttura sovrastante il contenitore, cioè la parte che contiene gli organi di impegno delle chiusure, può essere costruito come una stella con bracci molto sottili e presentanti una bassa resistenza all'aria durante la rotazione. In questo modo si può applicare un sistema di aria pura molto efficace con flusso di aria laminare discendente, cosa che è nota nel sattore tecnico con la denominazione LF (laminar flow). L'aria pura filtrata viene introdotta calmata in una cella delimitata ad esempio tramite tende o cortine flessibili, cade verso il basso mantenendo sostanzialmente la condizione di flusso laminare ed esce in prossimità del fondo. I sottili bracci degli organi di impegno delle chiusure praticamente non disturbano questo flusso laminare, contrariamente ad una disposizione in cui ciascun organo di impegno del coperchio deve contenere un azionamento di rotazione. Gli azionamenti di rotazione per l'aw itamento sono disposti nel piatto ruotante al di sotto degli alloggiamenti dei contenitori e qui non disturbano il flusso di aria, poiché la zona dell'aria pura è qui già terminata. Thanks to the fact that according to the invention the container is rotated instead of the lid, the structure above the container, i.e. the part that contains the engagement members of the closures, can be constructed as a star with very thin arms and presenting a low resistance to air during rotation. In this way, a very effective pure air system with downward laminar air flow can be applied, which is known in the technical sactor under the designation LF (laminar flow). The pure filtered air is introduced in a calmed state in a cell delimited for example by flexible curtains or curtains, it falls downwards substantially maintaining the laminar flow condition and exits near the bottom. The thin arms of the closure engaging members practically do not disturb this laminar flow, contrary to an arrangement in which each lid engaging member must contain a rotational drive. The rotary drives for the feed are arranged in the rotary plate below the container housings and do not interfere with the air flow here, since the fresh air zone is already terminated here.
Con l'invenzione si ottiene un ulteriore vantaggio. Se, ad esempio tramite un sensore di coppia, viene misurata la coppia agente sugli organi di impegno delle chiusure, viene misurata l'effettiva coppia di avvitamento che si genera sulla chiusura, e ciò indipendentemente da fattori che sono irrilevanti per il sicuro avvitamento, ad esempio un attrito variabile nella filettatura. Viene così misurata la coppia che successivamente deve essere applicata per ottenere l'apertura. A further advantage is obtained with the invention. If, for example, by means of a torque sensor, the torque acting on the engagement members of the closures is measured, the actual tightening torque generated on the closure is measured, and this regardless of factors that are irrelevant for safe tightening, for example example a variable friction in the thread. In this way, the torque that must subsequently be applied to obtain the opening is measured.
In funzione di questa misura della coppia possono essere regolati,ovvero disattivati gli azionamenti di rotazione per i contenitori, preferibilmente costituiti da motori elettrici controllabili individualmente. Depending on this torque measurement, the rotation drives for the containers, preferably made up of individually controllable electric motors, can be adjusted or deactivated.
In una forma di realizzazione preferita, una stazione per chiudere contenitori con chiusure a vite viene realizzata in un piatto ruotante di chiusura con alloggiamenti dei contenitori, che sono ruotanti per mezzo di azionamenti di rotazione attorno all'asse dei contenitori. Le chiusure a vite vengono impegnate tramite bracci a forma di ragno, relativamente sottili con una bassa resistenza all'aria durante la rotazione, di una stella di applicazione dei coperchi con supporti od organi di impegno ed applicate sulle aperture dei contenitori riempiti. I contenitori portati in rotazione si avvitano con il coperchio a vite tenuto fermo. Una cella di misura della coppia in ciascun braccio di applicazione del coperchio misura la coppia esercitata risultante sulla chiusura e regola, ovvero disattiva l'azionamento di avvitamento. In a preferred embodiment, a station for closing containers with screw closures is made in a rotating closing plate with housings for the containers, which are rotatable by means of rotary drives about the axis of the containers. The screw closures are engaged by means of spider-shaped arms, relatively thin with a low resistance to air during rotation, of a star for applying the lids with supports or engagement members and applied on the openings of the filled containers. The containers carried in rotation are screwed with the screw lid held in place. A torque measuring cell in each lid application arm measures the resulting torque exerted on the closure and adjusts, i.e. deactivates the screw drive.
Le suddette ed ulteriori caratteristiche risultano, oltre che dalle rivendicazioni, anche dalla descrizione e dai disegni, le singole caratteristiche potendo essere realizzate isolatamente o tra loro combinate in forma di sotto-combinazioni in una forma di realizzazione particolare dell'invenzione e anche in altri settori e possono rappresentare forme di realizzazione vantaggiose ed anche di per sé tutelabili, per le quali qui si rivendica esplicitamente una tutela. La suddivisione della domanda in singole sezioni così come i sottotitoli utilizzati non limitano nella loro portata generale le affermazioni contenute nelle singole sezioni. The aforementioned and further characteristics result not only from the claims but also from the description and drawings, the individual characteristics being able to be realized individually or combined with each other in the form of sub-combinations in a particular embodiment of the invention and also in other sectors. and they can represent advantageous embodiments and also in themselves protectable, for which protection is explicitly claimed here. The subdivision of the application into individual sections as well as the subtitles used do not limit in their general scope the statements contained in the individual sections.
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
Esempi di attuazione dell'invenzione sono rappresentati nei disegni e vengono nel seguito descritti in maggiore dettaglio. Mostrano: la Examples of embodiment of the invention are shown in the drawings and are described in greater detail below. They show: the
Fig.l una vista in pianta schematica di una macchina di riempimento e chiusura con una stazione di chiusura; la Fig. 1 a schematic plan view of a filling and closing machine with a closing station; there
Fig.2 una vista prospettica e schematica di una stazione di chiusura; e la Fig.2 a perspective and schematic view of a closing station; and the
Fig.3 un dettaglio della Fig.2. Fig.3 a detail of Fig.2.
Descrizione di un esempio di attuazione preferito Description of a preferred embodiment
La Fig.l mostra una macchina 11 di riempimento e chiusura, alla quale su un percorso di trasporto 12 vengono alimentati nel verso di trasporto 14 contenitori, ad esempio bottiglie o barattoli in vetro, materiale sintetico, porcellana o simili, aperti e vuoti,. Essi vengono riempiti con il rispettivo prodotto in una stazione di riempimento 15, e più esattamente tramite ugelli di riempimento che si muovono contestualmente con la velocità di trasporto dei contenitori. Questi vengono poi ulteriormente alimentati lungo il percorso di trasporto verso una stazione di chiusura 16, dove vengono chiusi con chiusure a vite 17. Fig. 1 shows a filling and closing machine 11, to which containers, for example bottles or jars made of glass, synthetic material, porcelain or the like, open and empty, are fed on a transport path 12 in the transport direction 14. They are filled with the respective product in a filling station 15, and more precisely by means of filling nozzles which move simultaneously with the transport speed of the containers. These are then further fed along the transport path to a closing station 16, where they are closed with screw closures 17.
Come mostrato in Fig.2, la stazione di chiusura 16 è provvista di una pluralità di piatti ruotanti, e più esattamente un piatto di trasferimento 18 dei contenitori, un piatto ruotante 19 che esegue la chiusura e un piatto di uscita 20, che allo stesso tempo alimenta le chiusure a vite 17 al piatto ruotante di chiusura 19. As shown in Fig. 2, the closing station 16 is provided with a plurality of rotating plates, and more precisely a transfer plate 18 for the containers, a rotating plate 19 which carries out the closure and an outlet plate 20, which at the same tempo feeds the screw fasteners 17 to the rotating closing plate 19.
Lungo la propria periferia il piatto di trasferimento 18 dei contenitori presenta una pluralità di incavi 21 all'incirca adattati alla forma dei contenitori e presenta quindi approssimativamente la forma di una ruota per catena o di una stella. Esso accoglie i contenitori da un alimentatore a coclea 20 formante il percorso di trasporto 12 con due coclee di alimentazione o viti di alimentazione 22 cooperanti in modo sincrono, delle quali una è più corta nella zona del piatto di trasferimento 18 e così inserisce i contenitori negli incavi 21. Da qui i contenitori, impegnati su un lato dal piatto ruotante attorno ad un asse verticale e guidati in una.pista di guida 23, si spostano per un'entità superiore ad un quarto di giro verso il disco di chiusura 19, il quale presenta sulla propria periferia alloggiaménti 25 per i contenitori, nei quali i contenitori 13 vengono inseriti e trattenuti in un modo desiderato, ad esempio tramite dispositivi di bloccaggio 51 o per aspirazione. Along its periphery, the container transfer plate 18 has a plurality of recesses 21 roughly adapted to the shape of the containers and therefore approximately has the shape of a chain wheel or a star. It receives the containers from a screw feeder 20 forming the transport path 12 with two synchronously cooperating feed screws or feed screws 22, one of which is shorter in the area of the transfer plate 18 and thus inserts the containers into the recesses 21. From here the containers, engaged on one side by the plate rotating around a vertical axis and guided in a guide track 23, move by an amount greater than a quarter of a turn towards the closing disc 19, the which has housings 25 on its periphery for the containers, in which the containers 13 are inserted and retained in a desired way, for example by means of locking devices 51 or by suction.
Una pluralità di alloggiamenti 25 per i contenitori sono disposti nel piatto ruotante di chiusura 19 in prossimità delia periferia esterna di questo, ma a loro volta su di esso ruotanti, e più esattamente attorno ad un asse 26 dei contenitori, il quale non deve essere necessariamente l'asse mediano del contenitore, quanto piuttosto 1'asse mediano di una filettatura 27 sull'apertura del contenitore. Ciascun alloggiamento dei contenitori è azionato da un proprio motore elettrico indipendente, che è rappresentato solo schematicamente in Fig.2. Esso costituisce 1'azionamento in rotazione 29 dell'alloggiamento 25 dei contenitori ed è accoppiato direttamente o attraverso una trasmissione con questo ed è comandabile in modo indipendente dall'azionamento in rotazione degli altri alloggiamenti dei contenitori. A plurality of housings 25 for the containers are arranged in the rotating closing plate 19 near the external periphery thereof, but in turn rotating thereon, and more precisely around an axis 26 of the containers, which does not necessarily have to be the median axis of the container, rather the median axis of a thread 27 on the opening of the container. Each housing of the containers is driven by its own independent electric motor, which is represented only schematically in Fig. 2. It constitutes the rotation drive 29 of the housing 25 of the containers and is coupled directly or through a transmission with it and can be controlled independently from the rotation operation of the other housings of the containers.
Insieme al piatto ruotante di chiusura ruota una stella 30 di applicazione dei coperchi. Essa presenta, per ciascuna unità di chiusura corredata di un alloggiamento 25 dei contenitori, un braccio 31 sporgente radialmente con una traversa superiore 50 che sporge da un montante verticale 32 (vedasi Fig.3). Ad un'asta di supporto 33 verticale, che sporge verso il basso all'estremità esterna della traversa 50, è previsto un supporto 34 delle chiusure, con un organo di impegno per la chiusura a vite 17. L'organo di impegno può essere azionato pneuinaticamente, elettricamente o meccanicamente ed a tale scopo è previsto di applicare la chiusura a vite verticalmente dall'alto sull'apertura 28 del contenitore, senza tuttavia farla ruotare attorno all'asse 26. A star 30 for applying the lids rotates together with the rotating closing plate. For each closing unit equipped with a container housing 25, it has a radially projecting arm 31 with an upper crosspiece 50 projecting from a vertical upright 32 (see Fig.3). A support 34 for the fasteners is provided to a vertical support rod 33, which projects downwards at the outer end of the crosspiece 50, with an engagement member for the screw closure 17. The engagement member can be operated pneumatically, electrically or mechanically and for this purpose it is provided to apply the screw closure vertically from above on the opening 28 of the container, without however making it rotate around the axis 26.
Lo spostamento verticale per l'applicazione dell'organo di impegno 34 con il cappuccio a vite 17 viene attuato tramite un azionamento lineare non rappresentato, che solleva ed abbassa verticalmente il montante 32. The vertical displacement for the application of the engagement member 34 with the screw cap 17 is carried out by means of a linear drive not shown, which vertically raises and lowers the upright 32.
Nell'asta 33, che a una propria estremità porta l'organo di impegno e all'altra estremità si sviluppa dal braccio 31, è inserito un sensore di coppia 35, il quale, tramite un dispositivo di comando e regolazione non mostrato, influenza l'azionamento della rotazione 29. Nella forma di attuazione più semplice esso potrebbe provocare lo spegnimento dell'azionamento in rotazione 29 quando dal sensore 35 viene rilevata una coppia determinata pre-impostata. In the rod 33, which carries the engagement member at one end and extends from the arm 31 at the other end, a torque sensor 35 is inserted which, by means of a control and adjustment device not shown, influences the actuation of rotation 29. In the simplest embodiment it could cause the shutdown of the rotating drive 29 when a predetermined predetermined torque is detected by the sensor 35.
Dopo una rotazione da mezzo giro a tre quarti di giro del piatto ruotante di chiusura 19 questo piatto ruotante 19 è tangente ovvero si sovrappone al piatto ruotante di uscita 20. 1 contenitori 13 vengono accolti in incavi 21 di questo piatto ruotante in modo analogo a quanto già descritto con riferimento al piatto ruotante di trasferimento 18 e quindi trasferiti ulteriormente dal piatto ruotante di chiusura 19 verso l'uscita, dove essi possono essere in modo desiderato ulteriormente trasportati e confezionati. After a rotation of half a turn to three quarters of a turn of the closing rotating plate 19, this rotating plate 19 is tangent or superimposed on the rotating output plate 20. The containers 13 are received in recesses 21 of this rotating plate in a similar way to what already described with reference to the rotating transfer plate 18 and then further transferred from the rotating closing plate 19 towards the outlet, where they can be further transported and packaged in a desired manner.
Il piatto ruotante di uscita comprende un disco inferiore 36, che porta gli incavi 21 e quindi guida i contenitori, ed inoltre un disco superiore 37 che è configurato a denti di sega e preleva da una pista di alimentazione 39 le chiusure a vite in incavi 38 smussati su un lato in modo corrispondente e li alimenta su una pista delimitata esternamente da una copertura 40 verso la stella 30 dei coperchi che ruota insieme al piatto ruotante di chiusura 19, ove essi vengono presi dagli organi di impegno ovvero dai supporti delle chiusure 34 e portati al di sopra delle aperture dei contenitori. The output rotating plate comprises a lower disc 36, which carries the recesses 21 and therefore guides the containers, and also an upper disc 37 which is shaped like a saw tooth and takes the screw fasteners into recesses 38 from a feed track 39 beveled on one side in a corresponding way and feeds them on a track delimited externally by a cover 40 towards the star 30 of the lids which rotates together with the rotating closing plate 19, where they are taken by the engagement members or by the supports of the closures 34 and carried over the container openings.
Con le frecce 42 in Fig.2 viene simbolizzato il fatto che la stazione di chiusura e con essa anche l'intera macchina 11 di riempimento e chiusura si trovano in una cella >43 a bassa contaminazione, la quale è separata dai restanti ambienti di produzione ad esempio tramite tende in materiale sintetico flessibili, e nella cui parte superiore è introdotta aria calma filtrata, nel seguito indicata come aria pura, la quale si sposta verso il basso in modo per lo più laminare e fuoriesce attraverso fessure al di sotto delle tende 44. Il flusso laminare verso il basso è necessario per evitare di portare in moto vorticoso polveri od altri inquinanti dell'aria, i quali potrebbero entrare nei contenitori ancora aperti. La stella 41 dei coperchi, che ruota con una resistenza relativamente bassa e che si trova come unico elemento al di sopra del piano su cui si trovano le aperture delle bottiglie, consente di mantenere il flusso di aria per lo più laminare o quanto meno di evitare l'insorgenza di turbolenze sostanziali. The arrows 42 in Fig. 2 symbolize the fact that the closing station and with it also the entire filling and closing machine 11 are located in a low contamination cell> 43, which is separated from the remaining production environments for example through curtains in flexible synthetic material, and in the upper part of which filtered calm air is introduced, hereinafter referred to as pure air, which moves downwards in a mostly laminar way and escapes through slits under the curtains 44 The downward laminar flow is necessary to avoid swirling dust or other air pollutants, which could enter the still open containers. The star 41 of the lids, which rotates with a relatively low resistance and which is located as the only element above the surface on which the bottle openings are located, allows to keep the flow of air mostly laminar or at least to avoid the onset of substantial turbulence.
Il funzionainento della stazione di chiusura 16 è il seguente: The function of the locking station 16 is as follows:
Dopo il riempimento dei contenitori questi vengono introdotti con l'apertura priva di chiusura dal percorso di trasporto 12 negli incavi 21 del piatto di trasferimento 18 e alimentati lungo la pista di guida 23 al piatto ruotante di chiusura 19, ove essi vengono disposti negli alloggiamenti 25 dei contenitori e qui trattenuti. Le chiusure a vite 17 sono passate dalla pista di alimentazione 39, ove esse sono state trasportate l'una adiacentemente all'altra con la propria apertura a vite verso il basso sul piatto ruotante di uscita 29, sono state prese dagli incavi 38 di questo e trasportate fino ad una posizione tangente al piatto ruotante di chiusura, dove ciascuna di esse viene impegnata da un supporto 34 delle chiusure e trasferito da questo. A tal fine il braccio 31 viene portato, tramite abbassamento del montante 32, sulla chiusura a vite 17. La chiusura a vite 17 si sposta poi con il braccio in una posizione in cui essa si trova al di sopra dell'apertura del contenitore. Eventualmente dopo di ciò il braccio 30 può essere nuovamente sollevato, fino a che esso si trova nella posizione 45 di applicazione al di sopra dell'apertura 28 del contenitore. Successivamente la chiusura a vite viene applicata sulla apertura del contenitore ed il contenitore viene ruotato per mezzo dell'azionamento di rotazione 29 attorno all'asse 26, per avvitare la chiusura a vite 17 trattenuta dal braccio 31 sull'apertura 28 del contenitore. Ά tale scopo il braccio 31 può essere abbassato della corsa assiale di avvitatura oppure può essere prevista una corsa assiale a vuoto per il supporto 34 della chiusura. L'avvitamento può avvenire in modo molto accurato, poiché a tal fine è disponibile più di mezzo giro del piatto ruotante 19 di chiusura. After filling the containers, they are introduced with the opening without closure from the transport path 12 into the recesses 21 of the transfer plate 18 and fed along the guide track 23 to the rotating closing plate 19, where they are arranged in the housings 25 containers and held here. The screw fasteners 17 have passed from the feed track 39, where they have been transported adjacent to each other with their screw opening downwards on the output rotating plate 29, have been taken from the recesses 38 of this and transported to a position tangent to the closing rotating plate, where each of them is engaged by a support 34 of the closures and transferred therefrom. To this end, the arm 31 is brought, by lowering the upright 32, onto the screw closure 17. The screw closure 17 then moves with the arm to a position in which it is above the opening of the container. Optionally thereafter the arm 30 can be raised again, until it is in the application position 45 above the opening 28 of the container. Subsequently, the screw closure is applied to the container opening and the container is rotated by means of the rotation drive 29 around the axis 26, to screw the screw closure 17 retained by the arm 31 onto the container opening 28. For this purpose, the arm 31 can be lowered by the axial screwing stroke or an axial idle stroke can be provided for the support 34 of the closure. The screwing can be carried out very accurately, since more than half a turn of the locking turning plate 19 is available for this purpose.
La coppia trasferita dal contenitore ruotante attraverso la filettatura a vite sulla chiusura a vite viene misurata dal sensore di coppia 35 ed elaborata nel dispositivo di còmando, non mostrato, in modo tale che non venga superato un valore di soglia predeterminato della coppia. A tale scopo è irrilevante che la filettatura abbia un avvitamento facile o difficile, cosa che può essere variamente influenzata da effetti di riempimento o dalla produzione del contenitore. In ogni caso, la chiusura viene applicata sull'apertura del contenitore con una coppia risultante pre-impostata e viene anche corrispondentemente svitata nuovamente con una tale coppia. Dopo lo scarico dei contenitori riempiti e chiusi dal piatto ruotante di chiusura 19 gli alloggiamenti 25 dei contenitori divengono nuovamente liberi per accogliere nella posizione di accoglimento 45 un nuovo contenitore. The torque transferred from the rotating container through the screw thread on the screw closure is measured by the torque sensor 35 and processed in the control device, not shown, so that a predetermined threshold value of the torque is not exceeded. For this purpose it is irrelevant whether the thread has an easy or difficult screwing in, which can be variously influenced by filling effects or by the production of the container. In each case, the closure is applied to the opening of the container with a pre-set resultant torque and is also correspondingly unscrewed again with such a torque. After unloading the filled and closed containers from the rotating closing plate 19, the housings 25 of the containers become free again to receive a new container in the receiving position 45.
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