ITTO20060706A1 - "testa di avvitatura e rullatura per l'applicazione di capsule pre-filettate" - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
"Testa di avvitatura e rullatura per l'applicazione di capsule pre-filettate"
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda una testa di avvitatura e rullatura per l'applicazione di capsule pre-filettate a contenitori con imboccatura filettata .
Le capsule pre-filettate per bottiglie hanno una parete cilindrica di materiale metallico deformabile, ad esempio di alluminio o simili, che viene sottoposta ad un'operazione di deformazione plastica a freddo mediante rullatura dopo l'avvitatura della capsula sull'imboccatura del contenitore. Questa operazione di rullatura deforma una porzione anulare della parete laterale della capsula contro una scanalatura anulare prevista sull'imboccatura del contenitore alla base della filettatura.
La presente invenzione riguarda una testa atta ad effettuare in modo combinato le operazioni di avvitatura e rullatura. Dal documento EP-A-1519 891 è nota una testa combinata di avvitatura e rullatura avente le caratteristiche contenute nel preambolo della rivendicazione 1. Nella soluzione nota da questo documento, l'organo che effettua l'avvitatura delle capsule sull'imboccatura del contenitore opera per attrito su una superficie di testa della capsula. L'applicazione della coppia di serraggio alle capsule per attrito rischia di danneggiare la superficie di testa delle capsule. In particolare, una testa di avvitatura e rullatura di tipo noto rischia di danneggiare le scritte e le immagini impresse sulla superficie di testa delle capsule.
La presente invenzione si prefigge lo scopo di fornire una testa di avvitatura e rullatura combinata per l'applicazione di capsule prefilettate che superi gli inconvenienti della tecnica nota.
Secondo la presente invenzione, tale scopo viene raggiunto da una testa di avvitatura e rullatura avente le caratteristiche formanti oggetto della rivendicazione 1.
Le caratteristiche ed i vantaggi della testa secondo la presente invenzione risulteranno evidenti nel corso della descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, in cui:
- la figura 1 è una sezione assiale di una testa di avvitatura e rullatura secondo la presente invenzione,
- la figura 2 è una sezione assiale in maggiore scala della testa di figura 1,
- la figura 2a è un dettaglio di una parte della testa non visibile nel piano di rappresentazione di figura 2, e
- le figure 3, 4, 5 e 6 illustrano la sequenza di funzionamento della testa secondo la presente invenzione .
Con riferimento alle figure 1 e 2, con 10 è indicata una testa di avvitatura e rullatura secondo la presente invenzione. La testa 10 è destinata ad applicare capsule pre-filettate 12 a contenitori 14 (nell'esempio illustrato costituiti da bottiglie) aventi un'imboccatura filettata. Le capsule prefilettate 12 sono di tipo per sé noto. Tali capsule comprendono una superficie di testa piana 16 ed una superficie laterale 18 sostanzialmente cilindrica. Le capsule 12 comprendono una camicia esterna formata da uno strato sottile di materiale metallico deformabile plasticamente ed un inserto interno filettato che si accoppia con la filettatura prevista sull'imboccatura del contenitore 14. Le capsule pre-filettate di questo tipo sono anche dotate di una guarnizione cedevole a forma di disco situata all'interno della camicia metallica al di sotto della superficie di testa 16. Tale guarnizione è destinata ad essere premuta contro il bordo frontale dell'imboccatura del contenitore 14.
La testa di avvitatura e rullatura 10 comprende un primo supporto 20 dotato di un moto elicoidale rappresentato dalla freccia 22 nella figura 1. Il moto elicoidale del primo supporto 20 è composto da un movimento rettilineo nella direzione dell'asse longitudinale 26 della testa 10 rappresentato dalla doppia freccia 24 e da un movimento rotatorio attorno all'asse longitudinale 26. Il primo supporto 20 comprende un mandrino tubolare 28 che è collegato a mezzi di azionamento (non illustrati) atti ad impartire il movimento elicoidale al primo supporto 20. I mezzi di azionamento non sono descritti in quanto esulano dall'ambito della presente invenzione. Tali mezzi di azionamento possono essere realizzati in qualunque modo noto nel settore delle macchine tappatrici atte ad applicare tappi filettati. L'estremità inferiore del mandrino 28 è fissata ad una prima flangia 30 che si estende in direzione radiale verso l'esterno rispetto al mandrino 28.
La testa 10 comprende un secondo supporto 32 mobile rispetto al primo supporto 20 nella direzione dell'asse longitudinale 26 e solidale in rotazione rispetto al primo supporto 20. Ciò significa che il secondo supporto 32 per guanto riguarda i movimenti rotatori attorno all'asse 26 è solidale al primo supporto 20 mentre è libero di compiere uno spostamento nella direzione dell'asse 26 rispetto al primo supporto 20. Il collegamento tra il primo supporto 20 ed il secondo supporto 32 è realizzato per mezzo di una pluralità di aste di guida 34 che si estendono parallelamente all'asse longitudinale 26. Ciascuna asta di guida 34 ha un'estremità inferiore fissata al secondo supporto 32 ed un'estremità superiore che impegna in modo scorrevole un foro previsto nella flangia 30 del primo supporto 20. La testa 10 comprende una pluralità di aste di guida 34 distanziate fra loro in direzione circonferenziale. Nelle rappresentazioni illustrate nelle figure è visibile soltanto una delle aste di guida 34. Potranno ad esempio essere previste quattro aste di guida 34 distanziate angolarmente fra loro di 90°.
Mezzi elastici in compressione sono disposti fra il primo supporto 20 ed il secondo supporto 32, tendenti a spingere il secondo supporto 32 in allontanamento rispetto al primo supporto 20. Con riferimento alle figure 2 e 2a, tali mezzi elastici sono realizzati nella forma di molle elicoidali in compressione 36, 38 disposte coassialmente a rispettive aste di guida 34. Una prima serie di molle 36 (figura 2a) applicano una forza di intensità relativamente bassa. Una seconda serie di molle 38 (figura 2) applicano una forza di intensità relativamente elevata. La seconda serie di molle 38 entra in azione e genera la forza di intensità relativamente elevata soltanto dopo una corsa del secondo supporto 32 nei confronti del primo supporto 20 superiore ad una soglia prestabilita. Quando il movimento relativo in direzione assiale del secondo supporto 32 nei confronti del primo supporto 20 è inferiore a tale soglia, il secondo supporto 32 è soggetto alla sola forza prodotta dalle molle 36 (forza di debole intensità). Quando la corsa assiale del secondo supporto 32 nei confronti del primo supporto 20 supera tale soglia, il secondo supporto 32 è soggetto ad una forza data dalla somma delle forze elastiche prodotte dalle molle 36 e 38. Ad esempio, la forza di debole intensità prodotta dalle molle 36 può essere dell'ordine di 15 kg mentre la forza di elevata intensità prodotta dalle molle 36 e 38 può essere dell'ordine di 50 kg. Il secondo supporto 32 è soggetto alla forza di debole intensità per una corsa iniziale di 3-4 mm ed è successivamente soggetto alla forza di elevata intensità per una corsa di circa 12 mm. Come verrà descritto in seguito, la prima corsa serve per effettuare l'avvitamento della capsula e la seconda corsa serve per eseguire la rullatura della capsula.
Il secondo supporto 32 comprende un manicotto tubolare 40 ed una flangia 42 fissata al manicotto tubolare 40 e sporgente da quest'ultimo in direzione radiale verso l'esterno. Le aste di guida 34 sono fissate alla flangia 42 del secondo supporto 32. Il manicotto tubolare 40 si estende coassialmente rispetto all'asse longitudinale 26 della testa 10, nella direzione del primo supporto 20. Il primo supporto 20 porta una camma 44 fissa rispetto alla flangia 30. La camma 44 si estende verso il secondo supporto 32 ed ha un'estremità inferiore che è in contatto di strisciamento con l'estremità superiore del manicotto tubolare 40.
Gli spallamenti presenti sia nel manicotto 40 che nella camma 44 limitano lo spostamento massimo tra il primo supporto 20 ed il secondo supporto 32, in direzione dell'asse 26.
La flangia 42 del secondo supporto 32 porta almeno un braccio oscillante 46 articolato attorno ad un asse trasversale 48. Il braccio oscillante 46 è mobile fra una posizione inoperativa ed una posizione operativa e porta alla sua estremità inferiore un disco di rullatura folle 50 atto ad eseguire la rullatura della parete laterale 18 della capsula 12. Il braccio oscillante 46 comprende un'estensione 52 articolata attorno ad un asse secondario 54 e cooperante con una molla in compressione 56. L'estensione 52 del braccio oscillante 46 porta una ruota folle 58 che coopera con la camma 44 del primo supporto 20. Una molla in compressione 59 tende a spingere il braccio oscillante 46 verso la sua posizione inoperativa. La ruota 58 del braccio oscillante 56 è costantemente mantenuta a contatto con la camma 44 dall'azione delle molle 56 e 59. La testa 10 è preferibilmente munita di due o più bracci oscillanti 46 equidistanziati fra loro in direzione circonferenziale e muniti di rispettive ruote di rullatura 50. I vari bracci oscillanti 46 cooperano tutti con la medesima camma 44.
La testa 10 comprende un dispositivo di avvitatura delle capsule 60 comprendente un albero tubolare 62 coassiale rispetto all'asse longitudinale 26 della testa 10. L'albero tubolare 62 è fisso in direzione assiale rispetto al secondo supporto 32 ed è supportato in modo girevole intorno all'asse 26 dal manicotto tubolare 40 del secondo supporto 32. Nell'esempio di realizzazione illustrato nelle figure, l'albero tubolare 62 è portato dal manicotto tubolare 40 per mezzo di una coppia di cuscinetti radiali 64 e di una coppia di cuscinetti assiali 66. L'albero tubolare 62 è collegato in rotazione al secondo supporto 32 per mezzo di un dispositivo limitatore di coppia 68. Nell'esempio illustrato nelle figure, il dispositivo limitatore di coppia 68 è costituito da una frizione magnetica includente due anelli 70, 72 accoppiati magneticamente fra loro. Un primo anello 70 è fisso rispetto al manicotto tubolare 40 del secondo supporto 32 ed il secondo anello 72 è fisso rispetto all'albero tubolare 62. Una ghiera 74 avvitata su una porzione filettata dell'albero tubolare 62 permette di regolare il gioco assiale fra i due anelli 70, 72, allo scopo di variare la soglia di intervento del dispositivo limitatore di coppia 68. Al di sotto di una soglia di coppia prestabilita (il cui valore è regolabile per mezzo della ghiera 74) l'albero 62 è solidale in rotazione rispetto al secondo supporto 32. Quando la coppia trasmessa tra il secondo supporto 32 e l'albero tubolare 62 supera la soglia di intervento del dispositivo limitatore di coppia 68, l'albero tubolare 62 risulta libero di ruotare rispetto al secondo supporto 32.
Il dispositivo di avvitatura delle capsule 60 comprende una pinza 76 disposta all'estremità inferiore dell'albero tubolare 62. La pinza 76 comprende una pluralità di bracci a bilanciere 78 articolati attorno a rispettivi assi trasversali 80 all'estremità inferiore dell'albero tubolare 62. I bracci a bilancere 78, ad esempio in numero di tre, portano alle loro estremità inferiori tasselli 82 di materiale elastomerico a forma di settori cilindrici con una circonferenza pari alla circonferenza esterna della capsula 12. I bracci a bilanciere 78, formanti nel loro insieme la pinza 76, sono mobili fra una posizione aperta ed una posizione chiusa. Le estremità superiori dei bracci a bilanciere 78 hanno rispettive appendici radiali 84 che cooperano con una porzione a camma 86 prevista all'estremità inferiore di un'asta di comando 88. L'asta di comando 88 è alloggiata in modo coassiale all'interno dell'albero tubolare 62 ed è scorrevole rispetto all'albero tubolare 62 nella direzione dell'asse longitudinale 26.
Una molla anulare 83 mantiene in contatto le appendici radiali 84 dei bracci con la porzione di camma 86.
L'estremità superiore dell'asta di comando 88 coopera con una camma di azionamento (non illustrata). Una molla elicoidale in compressione 90 tende costantemente a spingere l'asta di comando 88 verso l'alto, per questo motivo la pinza è normalmente chiusa. La camma associata all'asta di comando 88 spinge verso il basso l'asta di comando contro l'azione della molla 90, provocando l'apertura della pinza in fasi prestabilite del ciclo operativo della macchina tappatrice.
La pinza 76 è associata ad un dispositivo di sicurezza 92 che impedisce la chiusura della pinza in mancanza della capsula 12 sul contenitore 14. Il dispositivo di sicurezza 92 comprende un anello 94 che circonda il lato esterno dei bracci a bilanciere 78. L'anello 94 è mobile nella direzione dell'asse longitudinale 26 della testa 10 fra una posizione abbassata ed una posizione sollevata. L'anello 94 presenta una scanalatura anulare 96 che, nella posizione sollevata dell'anello 94, è destinata a ricevere protuberanze 98 formate sul lato esterno dei bracci a bilanciere 78. Il dispositivo di sicurezza 92 comprende un tastatore centrale 100 fissato all'anello 94 per mezzo di una spina trasversale 102. Il tastatore 100 è spinto verso il basso da una molla 104 di debole intensità.
La testa 10 comprende un organo di centratura 106 fissato al secondo supporto 32 per mezzo di una serie di colonne assiali 108. Un elemento di appoggio 110, folle rispetto all'albero tubolare 62, è fissato all'estremità inferiore dell'albero tubolare 62 ed è disposto all'interno rispetto ai bracci oscillanti 78 formanti la pinza 76.
Il funzionamento della testa 10 secondo la presente invenzione è il seguente.
Il contenitore 12 si posiziona al di sotto della testa 10 con la capsula 12 inserita sull'imboccatura del contenitore ma non ancora avvitata. Inizialmente la testa 10 si trova nella configurazione illustrata nella figura 2. In questa configurazione, la pinza 10 è in posizione aperta, il secondo supporto 32 si trova alla massima distanza dal primo supporto 20 ed i bracci 46 portanti le ruote di rullatura 50 si trovano nella loro posizione inoperativa (posizione divaricata verso l'esterno).
Partendo da questa configurazione, il primo supporto 20 viene movimentato verso il basso con movimento elicoidale. In questa prima fase, il secondo supporto 32 si muove in modo solidale con il primo supporto 20. L'albero tubolare 62 è solidale al secondo supporto 32 per mezzo del dispositivo limitatore di coppia 68.
La figura 3 mostra la fase in cui la testa 10 si accosta alla capsula 12. L'elemento di appoggio 110 appoggia contro l'estremità superiore della capsula 12. La superficie di testa 16 della capsula 12 spinge il tastatore 100 verso l'alto contro l'azione della molla 104. Il movimento verso l'alto del tastatore 100 spinge verso l'alto l'anello 94. Nella posizione sollevata, la scanalatura anulare 96 dell'anello 94 si trova in corrispondenza delle protuberanze esterne 98 dei bracci 78 della pinza 76. In questa posizione, la pinza può essere chiusa.
11 dispositivo di sicurezza 76 ha lo scopo di impedire la chiusura della pinza se non è presente una capsula 12 sul contenitore 14. Infatti, in mancanza della capsula 12, il tastatore 100 non viene spinto verso l'alto e le protuberanze 98 dei bracci 78 incontrano la superficie interna dell'anello che impedisce il movimento di chiusura della pinza.
A questo punto, come illustrato nella figura 4, la camma che spinge verso il basso l'asta di comando 88 si solleva, per cui l'asta di comando 88 si sposta verso l'alto sotto l'azione della molla 90. Il movimento verso l'alto dell'asta di comando 88 comanda la chiusura della pinza 76. I tasselli 82 della pinza 76 afferrano una parte della superficie esterna della capsula 12.
La testa 10 effettua quindi l'avvitatura della capsula 12 sul contenitore 14. Durante la fase di avvitatura, la pinza 76 è spinta verso il basso da una forza elastica di debole intensità, fornita soltanto dalle molle 36 che agiscono fra il primo supporto 20 ed il secondo supporto 32. Al termine dell'avvitamento, la camma associata all'asta di comando 88 comanda l'apertura della pinza (figura 6).
La corsa verso il basso del primo supporto 20 ha un'ampiezza maggiore della corsa di avvitatura.
Pertanto, terminata la fase di avvitatura si interrompe il movimento verso il basso dell'albero tubolare 62 e del secondo supporto 32 mentre continua il movimento verso il basso del primo supporto 20. In questo modo, vengono compresse le seconde molle 38 che applicano al secondo supporto 32 una forza di maggiore intensità. Terminato il movimento di avvitatura, la frizione magnetica 68 inizia a slittare per cui l'albero tubolare 62 e la pinza 76 rimangono fermi mentre il secondo supporto 32 ruota attorno all'albero tubolare 62. In questa fase, illustrata nella figura 5, la pinza 76 è ferma rispetto alla capsula 12 ed è spinta verso il basso con una forza di elevata intensità. Questa forza comprime la guarnizione deformabile situata all'interno della capsula 12 contro il bordo superiore del contenitore.
Nella fase successiva inizia la fase di rullatura. Mentre la capsula 12 è completamente avvitata ed è spinta verso il basso con la forza di elevata intensità, l'ulteriore movimento verso il basso del primo supporto 20 comanda, tramite la camma 44, l'oscillazione dei bracci 46 che portano le ruote di rullatura a contatto con la parete esterna della capsula 12. L'ulteriore movimento elicoidale verso il basso del primo supporto 20 produce un movimento di pura rotazione del secondo supporto 32 mentre le ruote di rullatura 50 sono premute elasticamente contro il bordo esterno della capsula 12. La rotazione delle ruote di rullatura 50 attorno alla capsula 12 produce una deformazione plastica della capsula entro un corrispondente collare anulare previsto sul contenitore alla base della filettatura.
Al termine della fase di rullatura, il primo supporto 20 si sposta verso l'alto e la testa 10 si riporta in modo automatico nella posizione iniziale di figura 2.
In mancanza della capsula 12 sul contenitore 14, il dispositivo di sicurezza 92 associato alla pinza 76 evita, oltre alla chiusura della pinza 76, anche il movimento di rullatura. Con riferimento alla figura 2, quando l'anello 94 del dispositivo di sicurezza 92 è in posizione abbassata, una protuberanza 112 del braccio 46 appoggia sulla superficie esterna dell'anello 94 impedendo il movimento del braccio oscillante verso la posizione di rullatura. Con riferimento alle figure da 3 a 6, quando l'anello 94 è in posizione sollevata, la protuberanza 112 non interferisce con l'anello 94 ed il braccio 46 può spostarsi nella posizione di rullatura. In questo modo, si evita il rischio di rompere o di danneggiare il contenitore eseguendo la rullatura direttamente sul contenitore 14 in mancanza della capsula 12.
Al termine della fase di rullatura, questo tipo di testa permette una successiva fase di avvitamento finale della capsula. Inoltre, siccome l'apertura e la chiusura della testa sono comandate, è possibile effettuare la fase di rullatura a pinza aperta, riducendo ulteriormente la possibilità di arrecare danni alla serigrafia della capsula.
Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione, così come definito dalle rivendicazioni che seguono.
Claims (11)
- RIVENDICAZIONI 1. Testa di avvitatura e rullatura per l'applicazione di capsule pre-filettate (12) a contenitori (14), comprendente un primo supporto (20) atto ad essere movimentato con un movimento elicoidale composto da un movimento rettilineo lungo un asse longitudinale (26) e da un movimento di rotazione attorno a tale asse, - un secondo supporto (32) mobile rispetto al primo supporto (20) nella direzione di detto asse longitudinale (26) e solidale in rotazione al primo supporto (20), un dispositivo di avvitatura delle capsule (60) fisso in direzione assiale rispetto al secondo supporto (32) e girevole rispetto al secondo supporto (32), un dispositivo limitatore di coppia (68) collegato fra il dispositivo di avvitatura (60) ed il secondo supporto (32), in cui il dispositivo limitatore di coppia (68) rende il dispositivo di avvitatura (60) solidale in rotazione al secondo supporto (32) al di sotto di una soglia di coppia prestabilita e rende il dispositivo di avvitatura (60) girevole rispetto al secondo supporto (32) sotto l'azione di una coppia superiore a detta soglia prestabilita, - almeno un braccio oscillante (46) portante un elemento di rullatura (50) ed articolato al secondo supporto (32) attorno ad un asse trasversale (48) detto braccio oscillante (46) essendo spostabile tra una posizione operativa ed una posizione inoperativa e cooperando con un organo di azionamento a camma (44) portato dal primo supporto (20), e - primi mezzi elastici (36) per applicare fra il primo ed il secondo supporto (20, 32) una forza assiale relativamente bassa durante una fase di avvitamento delle capsule e secondi mezzi elastici (38) per applicare una forza assiale relativamente alta tra il primo ed il secondo supporto (20, 32) durante una fase di rullatura, caratterizzata dal fatto che il dispositivo di avvitatura delle capsule (60) comprende una pinza (76) mobile fra una posizione aperta ed una posizione chiusa ed atta ad afferrare una capsula (12) lungo una sua parete laterale, i movimenti di apertura e chiusura della pinza (76) essendo controllati da un'asta di comando (88) mobile in direzione assiale.
- 2. Testa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la pinza (76) è associata ad un dispositivo di sicurezza (92) atto ad impedire la chiusura della pinza (76) in mancanza di una capsula (12) su un contenitore (14).
- 3. Testa secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detto dispositivo di sicurezza (92) impedisce lo spostamento di detto braccio oscillante (46) verso la posizione operativa in mancanza di una capsula (12) su un contenitore (14).
- 4. Testa secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzata dal fatto che detto dispositivo di sicurezza (92) comprende un anello (94) mobile in direzione assiale fra una posizione abbassata ed una posizione sollevata e collegato ad un tastatore (100) atto ad appoggiare contro una superficie di testa (16) di una capsula (12) ed a spostare l'anello verso la posizione sollevata quando entra in contatto con una capsula (12).
- 5. Testa secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detto anello (94) ha una scanalatura anulare (96) atta a ricevere protuberanze esterne (98) della pinza (76) nella posizione sollevata dell'anello (94).
- 6. Testa secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detto braccio oscillante (46) ha una protuberanza (112) atta ad appoggiare contro una superficie esterna dell'anello (94) quando l'anello (94) è nella sua posizione abbassata .
- 7 Testa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il dispositivo di avvitatura (60) comprende un albero tubolare (62) ad un'estremità del quale sono articolati una pluralità di bracci a bilanciere (78) formanti detta pinza (76).
- 8. Testa secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che l'asta di comando (88) associata alla pinza (76) è disposta in modo coassiale all'interno di detto albero tubolare (62).
- 9. Testa secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che il secondo supporto (32) comprende un manicotto tubolare (40) ed una flangia radiale (32) che si estende in direzione radiale verso l'esterno rispetto a detto manicotto tubolare (40), il suddetto albero tubolare (62) del dispositivo di avvitamento delle capsule (60) essendo disposto coassialmente all'interno di detto manicotto tubolare (40).
- 10. Testa secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che il primo supporto (20) comprende una flangia radiale (30) collegata a detta flangia radiale (42) del secondo supporto (32) per mezzo di una pluralità di aste di guida (34).
- 11. Testa secondo la rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto che detti primi e secondi mezzi elastici comprendono molle elicoidali in compressione (36, 38) disposte coassialmente a dette aste di guide (34).
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