IT202100002192A1 - Involucro rinforzato per applicazioni alimentari - Google Patents

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Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: INVOLUCRO RINFORZATO PER APPLICAZIONI ALIMENTARI
DESCRIZIONE
Settore Tecnico dell?Invenzione
La presente invenzione ? relativa ad un involucro rinforzato per applicazioni alimentari, in particolare, un involucro per un albero rotante e relativa unit? cuscinetto serrato ad un telaio di macchina. Pi? in particolare, il rinforzo rende l?involucro resistente a carichi maggiori ovvero ne prolunga la sua vita operativa.
Tecnica Nota
Com?? noto, nell?industria alimentare (Food and beverages o semplicemente F&B, dall?inglese) c'? una crescente attenzione per lo sviluppo di nuovi macchinari e progetti di macchinari volti a migliorare la sicurezza e la qualit? degli alimenti.
Un componente tipico per queste applicazioni ? un involucro, generalmente, ma non esclusivamente, realizzato in materiale polimerico compatibile con le applicazioni alimentari. L?involucro ? provvisto di una sede sferica all?interno della quale ? alloggiata un?unit? cuscinetto (nell?ambito di F&B, spesso dette unit? cuscinetto del tipo ?Y?), che a sua volta consente la rotazione di un albero rotante di macchina rispetto all?involucro che ? invece un componente statico, serrato al telaio della macchina.
In genere, la resistenza di progetto dell?involucro ? pari al carico ammissibile sulle unit? cuscinetto: normalmente i cataloghi delle unit? cuscinetto commerciali riportano un valore del carico C0 espresso in Newton che rappresenta la resistenza di progetto dell?unit? cuscinetto.
Tuttavia, accade spesso che l'utente finale dell'applicazione alimentare non rispetta i valori di carico indicati. Inoltre, molte volte, specialmente nelle operazioni di trasporto, si verificano carichi impulsivi, di entit? non facilmente predeterminabile, che sollecitano l?involucro e sovente ne inducono la sua rottura.
La scrivente ha gi? utilizzato in altro tipo di applicazioni l?idea di rinforzare l?involucro con un elemento addizionale costampato con l?involucro: per questo motivo, spesso, si dice che l?involucro ? realizzato in materiale composito. Come rinforzo ? utilizzato un mezzo elastico, ad esempio una molla a spirale. Per effetto, per?, dei noti processi di costampaggio, il prodotto finale presenta alcuni segni visibili dall?esterno, puntinature o bave, l? dove ? stato inserito il mezzo elastico. Queste difettosit? non sono assolutamente consentite nelle applicazioni alimentari.
? pertanto necessario definire un involucro rinforzato che presenti una soluzione progettuale atta a risolvere i conseguenti inconvenienti sopra menzionati.
Sintesi dell?Invenzione
Per risolvere in modo sostanziale i problemi tecnici di sopra evidenziati, uno scopo della presente invenzione ? definire un involucro rinforzato per applicazioni alimentari, in particolare, un involucro per un albero rotante e relativa unit? cuscinetto serrato ad un telaio di macchina. Secondo un aspetto della presente invenzione, l?involucro ? realizzato in materiale polimerico ed ? provvisto di un rinforzo costituito da un anello in materiale metallico. In pratica, per migliorare il carico di rottura, la rigidezza e la prova di resistenza al fine di aumentare la vita dell?involucro, l?involucro medesimo ? rinforzato aggiungendo l'anello metallico costampato attorno alla sede sferica in cui ? alloggiata un?unit? cuscinetto.
Con questa idea inventiva si ottiene il miglioramento della resistenza meccanica dell'involucro, per mezzo della presenza di questo nuovo anello di rinforzo. Inoltre, grazie a questa soluzione, ? possibile evitare che si formino segni sulla superficie dell'involucro.
Secondo un altro aspetto, il dimensionamento dell?anello metallico ? basato esclusivamente sul design della sede sferica dell?involucro all?interno della quale ? alloggiata l?unit? cuscinetto.
Pertanto, secondo la presente invenzione viene fornita un involucro rinforzato per applicazioni alimentari avente le caratteristiche enunciate nella rivendicazione indipendente, allegata alla presente descrizione.
Ulteriori forme di realizzazione dell'invenzione, preferite e/o particolarmente vantaggiose, sono descritte secondo le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni dipendenti allegate.
Breve Descrizione dei Disegni
L?invenzione verr? ora descritta con riferimento al disegno annesso, che ne illustra un esempio di attuazione non limitativo, in cui:
- la figura 1 ? una sezione trasversale di un involucro rinforzato per applicazioni alimentari, secondo un modo di attuazione della presente invenzione.
Descrizione Dettagliata
A titolo puramente esemplificativo e non limitativo e con riferimento alla figura 1, la presente invenzione verr? ora descritta: un involucro 10, rinforzato per applicazioni alimentari, ? realizzato in materiale polimerico ed ? provvisto di un rinforzo costituito da un anello 20 metallico.
L?anello 20 ? costampato (preferibilmente, il processo utilizzato ? uno stampaggio a iniezione) all?interno dell?involucro 10 ed ? accomodato attorno a una sede sferica 30 dell?involucro 10. All?interno di tale sede sferica ? alloggiata un?unit? cuscinetto, di tipo noto e per questo non mostrata nella figura. Per esigenza delle applicazioni alimentari, il materiale dell'anello 20 potr? essere acciaio inossidabile o acciaio zincato. Poich? l?anello 20 circoscrive la sede sferica 30, le dimensioni dell?anello, come sar? descritto nel seguito, (ovvero diametro B, spessore T e larghezza A) sono calcolate utilizzando come riferimento le dimensioni della sede sferica 30 dell?involucro 10.
Il problema tecnico da risolvere nel costampare l?anello 20 all?interno dell?involucro 10, ? quello di garantire che l?anello assuma una posizione predeterminata all?interno dello stampo, che tale posizione non muti una volta terminato il processo di stampaggio e che, eliminati i riscontri che posizionano l?anello con precisione, la superficie dell?involucro non presenti alcun tipo di alterazione visibile.
Per ottenere questi risultati, l?anello 20 in acciaio ? posizionato con precisione nello stampo per mezzo di una pluralit? di perni speciali che fanno da elementi di riscontro, preferibilmente in numero di quattro. Alla fine del costampaggio con il materiale dell?involucro (che potr? essere un polipropilene, o una poliammide, ma anche altro materiale polimerico purch? compatibile con le applicazioni alimentari), l?asportazione dei perni di riscontro lascer? evidentemente una pluralit? di fori 40 (ad esempio, quattro fori) all?interno dell?involucro 10. Per eliminare questi segni, nella successiva operazione di sovrastampaggio con materiale elastomerico, il materiale elastomerico viene fatto penetrare anche all?interno di questi fori. Realizzare la base dell'involucro 10 con una serie di tasselli 50 in elastomero non costituisce una novit? nel procedimento di fabbricazione di tali componenti. Infatti, la presenza dei tasselli 50 in elastomero migliora l?aderenza dell?involucro 10 allorquando si monta al telaio della macchina. Con la presente invenzione, si sfrutta la presenza del materiale elastomerico per realizzare, oltre ai tasselli 50 lungo la base dell?involucro 10, anche il riempimento dei fori lasciati dai perni di riscontro dell?anello 20. Vantaggiosamente, il materiale elastomerico che ottempera anche alla funzione di fluire all?interno fori ? un elastomero termoplastico; tuttavia anche differenti materiali elastomerici potranno essere utilizzati. Con questo procedimento, si realizza quindi il duplice obiettivo di ottenere una posizione predeterminata dell?anello 20 all?interno dell?involucro 10, ma al tempo stesso di non lasciare alcun segno visibile sulla superficie dell?involucro medesimo.
Il dimensionamento dell?anello 20 ? preferibilmente eseguito in funzione delle dimensioni della sede sferica 30 di alloggiamento dell?unit? cuscinetto. In particolare le dimensioni della sede sferica 30 che rilevano sono il suo diametro S e l?altezza dell?anello esterno D dell?unit? cuscinetto alloggiata nella sede sferica 30. Partendo dai valori di tali dimensioni, per l?anello 20 in acciaio ? possibile definire le dimensioni principali dell?anello 20 metallico.
Innanzitutto per garantire una buona resistenza strutturale, lo spessore T dell?anello 20 dovr? essere non inferiore a 1 mm. Sempre per motivi strutturali ma anche per garantire una buona stabilit? alla sede sferica 30, la larghezza A dell?anello 20 non dovr? essere maggiore dell?altezza D dell?anello esterno dell?unit? cuscinetto ridotta di 1 millimetro. In altre parole:
A ? D ? 1 mm
Inoltre, esigenze del processo di stampaggio a iniezione richiedono spessori minimi perch? il materiale possa fluire in modo uniforme e senza difettosit? (ad esempio rigonfiamenti o produzione di bolle) all?interno dello stampo. Pertanto la distanza C dell?anello 20 da una superficie sferica 35 della sede sferica 30 dovr? essere non inferiore a 1 mm. Ugualmente anche la distanza E tra l?anello 20 e una superficie esterna 15 dell?involucro 10 dovr? essere non inferiore a 1 mm.
Utilizzando il dimensionamento cos? definito, il diametro esterno B dell?anello in acciaio, risulter? dalla seguente formula:
B = (S 2T 2C)
con S, lo si ricorda, diametro della sede sferica.
Questa soluzione pu? essere applicata a tutte le diverse forme esistenti di involucri per applicazioni alimentari. In particolare:
? involucri a flangia quadrata
? involucri a flangia ovale
? involucri flangiati a tre bulloni
? involucro a supporto ritto
? involucro a supporto ritto e a base corta
e ulteriori altre tipologie.
I principali vantaggi che l?invenzione comporta consentono di guadagnare un vantaggio competitivo sulla concorrenza, nonch? di migliorare la qualit? tecnica (rinforzo dell?involucro realizzato per mezzo di un elemento elastico).
Sotto il primo profilo, si ottiene una nuova soluzione di involucro per unit? cuscinetto estremamente resistente e robusta.
Sotto il profilo della qualit? tecnica interna, l?invenzione consente un posizionamento pi? preciso dell?anello di rinforzo assicurando un miglior risultato in termini di prestazioni tecniche, ovvero, rispetto a soluzioni note, riducendo la variazione delle prestazioni causata dal possibile movimento dell?elemento elastico durante il processo di stampaggio. Inoltre, dalle simulazioni effettuate si conclude che, anche in termini di resistenza assoluta, l?utilizzo dell?anello metallico rispetto al noto elemento elastico migliora la resistenza complessiva dell?involucro. Infine, importantissima la rimozione dei segni superficiali che erano necessari per mantenere l?elemento elastico in posizione. Tali segni superficiali si sono rivelati formidabili trappole batteriche che mettono a rischio la sicurezza alimentare in generale.
Oltre alla forma di realizzazione dell'invenzione, come sopra descritto, si deve comprendere che esistono numerose altre varianti. Si deve anche comprendere che tali forme di realizzazione sono solo esemplificative e non limitano n? l'ambito dell'invenzione, n? le sue applicazioni, n? le sue possibili configurazioni. Al contrario, sebbene la descrizione di cui sopra consenta al tecnico specializzato di attuare la presente invenzione almeno secondo una sua forma di realizzazione esemplificativa, si deve comprendere che sono possibili molte varianti dei componenti descritti, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione, come definita nelle rivendicazioni allegate, che sono interpretate letteralmente e/o secondo i loro equivalenti legali.

Claims (8)

RIVENDICAZIONI
1. Involucro (10) di unit? cuscinetto per applicazioni alimentari, realizzato in materiale polimerico e comprendente al suo interno una sede sferica (30) per l?alloggiamento dell?unit? cuscinetto, l?involucro (10) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere un rinforzo nella forma d? un anello (20) metallico costampato all?interno dell?involucro (10) ed accomodato attorno alla sede sferica (30) dell?involucro (10).
2. Involucro (10) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la sua base comprende una pluralit? di tasselli (50) in elastomero il cui materiale riempie anche una pluralit? di fori (40), dall?interno dei quali sono rimossi corrispondenti perni di riscontro per il posizionamento dell?anello (20) all?interno di uno stampo per il costampaggio dell?involucro (10).
3. Involucro (10) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che l?anello (20) ? realizzato in acciaio inossidabile o in acciaio zincato.
4. Involucro (10) secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che lo spessore (T) dell?anello (20) ? non inferiore a 1 mm.
5. Involucro (10) secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la larghezza (A) dell?anello (20) non ? maggiore dell?altezza (D), di un anello radialmente esterno dell?unit? cuscinetto, ridotta di 1 millimetro.
6. Involucro (10) secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la distanza (C) dell?anello (20) da una superficie sferica (35) della sede sferica (30) ? non inferiore a 1 mm.
7. Involucro (10) secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la distanza (E) dell?anello (20) da una superficie esterna (15) dell?involucro (10) ? non inferiore a 1 mm.
8. Involucro (10) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il diametro esterno (B) dell?anello (20) si ottiene dalla seguente formula:
B = (S 2T 2C)
con
S: diametro della sede sferica (30)
T: spessore dell?anello (20)
C: distanza dell?anello (20) da una superficie sferica (35) della sede sferica (30).
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