ITTO20130644A1 - Macchina per l'applicazione di capsule filettate a contenitori - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo:

“Macchina per l'applicazione di capsule filettate a contenitori”

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Campo dell’invenzione

La presente invenzione riguarda una macchina per l'applicazione di capsule filettate a contenitori.

Descrizione della tecnica relativa

Una tecnica molto diffusa per la chiusura di contenitori quali bottiglie e simili prevede di formare una filettatura esterna sul collo dei contenitori e di applicare ai contenitori capsule dotate di una filettatura interna.

Le macchine solitamente utilizzate per l'applicazione di capsule filettate a contenitori comprendono una struttura a giostra che preleva i contenitori da chiudere e li fa avanzare lungo un percorso circolare. La struttura a giostra porta una pluralità di teste di tappatura ciascuna delle quali è dotata di un rispettivo organo di presa delle capsule. L'organo di presa delle capsule è dotato di un movimento di rotazione attorno ad un rispettivo asse longitudinale e di un movimento di traslazione. Il movimento di rotazione ed il movimento di traslazione dell'organo di presa sono sincronizzati fra loro in modo da applicare alle capsule un movimento di avvitatura.

Nelle soluzioni più tradizionali, il movimento di avvitatura delle capsule sui contenitori si arresta quando viene raggiunta una coppia prestabilita. Le teste di avvitatura limitano la coppia massima trasmessa all’organo di applicazione delle capsule per mezzo di frizioni, ad esempio di tipo magnetico, oppure grazie ad un motore elettrico limitato in corrente.

Queste soluzioni non sono completamente soddisfacenti perché l’avvitamento delle capsule basato sulla coppia massima può produrre una certa percentuale di difettosità delle chiusure.

Per ovviare a questi inconvenienti sono già stati proposti sistemi per l'applicazione di capsule filettate che applicano una corsa di avvitatura di ampiezza angolare prestabilita a partire da una condizione di incipiente accoppiamento fra il filetto della capsula ed il filetto del contenitore.

EP-A1-1491490 descrive una testa di avvitatura dotata di un sensore di coppia che rileva la coppia di avvitatura applicata alla capsula durante l'avvitamento sul contenitore. La coppia misurata aumenta rapidamente nella posizione in cui i filetti della capsula e del contenitore entrano in contatto reciproco, segnalando in questo modo la posizione di incipiente accoppiamento fra la filettatura della capsula e la filettatura del contenitore. La capsula viene fatta ruotare di un angolo predeterminato con riferimento alla posizione di incipiente accoppiamento.

US2011/ 0083405-A1 descrive una testa di avvitatura che rileva la condizione di incipiente accoppiamento fra la capsula ed il contenitore misurando la corrente assorbita dal motore che aziona la testa di avvitatura.

In queste soluzioni note la condizione di incipiente accoppiamento fra i filetti viene rilevata dopo che la capsula viene applicata sul contenitore. Una parte della corsa di lavoro della testa di avvitatura è utilizzata per il riconoscimento della posizione di incipiente accoppiamento fra la capsula ed il contenitore invece che per l'effettivo avvitamento della capsula. Di conseguenza, in queste soluzioni note si ha a disposizione una minore corsa angolare per l'effettiva avvitatura della capsula.

Scopo e sintesi dell'invenzione

La presente invenzione si prefigge lo scopo di fornire una macchina per l'applicazione di capsule filettate a contenitori che superi i problemi della tecnica nota.

Secondo la presente invenzione, tale scopo viene raggiunto da una macchina avente le caratteristiche formanti oggetto della rivendicazione 1.

Le rivendicazioni formano parte integrante dell'insegnamento somministrato in relazione all’invenzione.

Breve descrizione dei disegni

La presente invenzione verrà ora descritta dettagliatamente con riferimento ai disegni allegati, dati a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

- la figura 1 è una vista laterale schematica di una macchina per l'applicazione di capsule filettate a contenitori, e

- le figure 2 e 3 sono viste in maggiore dettaglio delle parti indicate dalla freccia II nella figura 1.

Descrizione dettagliata dell'invenzione

Con riferimento alla figura 1, con 10 è indicata una macchina per l'applicazione di capsule filettate a contenitori C, come ad esempio bottiglie o simili. La macchina 10 comprende una colonna centrale 12 girevole attorno ad un asse verticale A. La colonna centrale 12 porta una torretta 14 dotata di una pluralità di mezzi per la presa dei contenitori C. I mezzi per la presa dei contenitori C sono di per sé noti e possono essere di vario tipo in funzione del tipo di contenitori C. In generale, i mezzi di presa delle bottiglie devono garantire un ritegno radiale ed assiale della bottiglia e devono anche avere un elemento anti-rotazione che impedisce la rotazione della bottiglia attorno al suo asse verticale.

Nell'esempio illustrato, la torretta 14 è dotata di una guida esterna 20 e di elementi a forcella 22 atti a ricevere rispettivi colli dei contenitori C e dotati di rispettivi elementi anti-rotazione. Si intende che il sistema rappresentato nelle figure è solo un esempio di un possibile mezzo di presa e che l’invenzione si applica a qualunque altro sistema per la presa dei contenitori C.

Come illustrato in maggiore dettaglio nelle figure 2 e 3, i contenitori C sono dotati di una filettatura esterna 16 atta a ricevere una capsula filettata. Alla base della filettatura 16 dei contenitori C è formata una baga sporgente radialmente 18.

Con riferimento alla figura 1, la macchina 10 comprende una pluralità di teste tappatrici 24. Ciascuna testa tappatrice 24 è situata al di sopra di un rispettivo mezzo di presa dei contenitori C. Ciascuna testa di presa 24 comprende un mandrino 26 portante alla sua estremità inferiore un organo di presa delle capsule 28. Ciascuna testa di avvitatura 24 ha un rispettivo motore elettrico 30 che impartisce al mandrino 26 un movimento di rotazione attorno ad un rispettivo asse longitudinale B. L'organo di presa delle capsule 28 è dotato di un movimento di rotazione attorno all'asse B e di un movimento di traslazione nella direzione dell'asse B. Il movimento di rotazione ed il movimento di traslazione sono sincronizzati fra loro, in modo che nel funzionamento le capsule tenute dagli organi di presa 28 sono dotate di un movimento di avvitatura. Il movimento lineare nella direzione dell'asse B dell'organo di presa delle capsule 28 può essere ottenuto per mezzo di una camma meccanica od elettronica. La struttura ed il funzionamento delle teste di avvitatura 24 sono di per sé noti e non necessitano di una descrizione più particolareggiata in quanto esulano dall'ambito della presente invenzione. La coppia massima applicata all’organo di presa delle capsule 28 è limitata dalla corrente alimentata al motore 30.

Con riferimento alle figure 2 e 3, l'organo di presa delle capsule 28 di ciascuna testa di avvitatura 24 ha una sede tronco-conica 32 atta a ricevere ed a trattenere una rispettiva capsula 34. La capsula 34 ha una rispettiva filettatura interna 36 che è destinata ad accoppiarsi con la filettatura esterna 16 del rispettivo contenitore C.

La macchina 10 secondo la presente invenzione comprende un sistema di visione 38 che viene utilizzato per rilevare la posizione angolare delle filettature 16 dei contenitori C e la posizione angolare delle filettature 36 delle capsule 34. Più precisamente, il sistema di visione 38 viene utilizzato per rilevare la posizione angolare dei punti di inizio delle filettature 16 e 36.

Il sistema di visione 38 può comprendere un primo dispositivo di visione 40 (figura 2) per rilevare la posizione angolare del punto di inizio della filettatura esterna 16 di un contenitore C ed un secondo dispositivo di visione 42 (figura 3) per rilevare la posizione angolare del punto di inizio della filettatura interna 36 di una capsula 34 tenuta dall'organo di presa 28. Ciascun dispositivo di visione 40, 42 può essere associato ad un rispettivo illuminatore 44, 46 disposto per illuminare la rispettiva zona di visione.

Come illustrato nelle figure 2 e 3, i dispositivi di visione 40, 42 ed i rispettivi illuminatori 44 e 46 possono essere disposti all'esterno della torretta 14. In alternativa, i dispositivi di visione 40, 42 possono essere disposti allineati assialmente alle capsule 34 ed ai contenitori C.

Il sistema di visione 38 è in una posizione fissa e rileva immagini delle filettature 16, 36 dei contenitori C e delle capsule 34 che di volta in volta passano di fronte al sistema di visione 38. Le immagini rilevate dal sistema di visione 28 vengono inviate ad un'unità elettronica di controllo schematicamente indicata con 48 nella figura 1. L’unità elettronica di controllo 48 ha un algoritmo che analizza le immagini rilevate dai dispositivi di visione 40, 42 e determina la posizione angolare rispetto ad un sistema di riferimento del punto di inizio della filettatura esterna 16 del contenitore C e del punto di inizio della filettatura interna 36 della corrispondente capsula 34.

L’unità elettronica di controllo 48 è configurata per comandare i motori elettrici 30 delle teste avvitatrici 24 per effettuare una regolazione della posizione angolare delle capsule 34 in funzione delle informazioni sulla posizione angolare rilevata delle filettature 16, 36. La regolazione della posizione angolare delle capsule 34 consiste in una rotazione attorno all'asse B degli organi di presa 28. Questa regolazione può essere effettuata prima di applicare le capsule 34 ai rispettivi contenitori C.

In alternativa, la regolazione della posizione angolare delle capsule può essere effettuata dopo che le capsule 34 sono state appoggiate sulle filettature 16 dei rispettivi contenitori C. In questo caso, si applica a ciascuna capsula 34 una corsa angolare pari alla somma dell’angolo di avvitatura delle capsule e dell’angolo di sfasamento fra la filettature della capsula e la filettatura del contenitore.

Lo scopo del movimento di regolazione è quello di disporre le capsule 34 rispetto ai contenitori C in modo che le filettature 36 delle capsule 34 in una posizione angolare prestabilita rispetto alle filettature 16 dei rispettivi contenitori C.

Partendo dalla posizione nella quale le capsule 34 vengono accostate ai contenitori C con le filettature 36, 16 in una posizione angolare prestabilita, i motori 30 applicano ai rispettivi organi di presa 28 una rotazione angolare attorno all'asse B con un’ampiezza predeterminata. In questo modo, la corsa di avvitatura delle capsule 34 è determinata sulla base di un criterio geometrico piuttosto che in funzione della coppia di avvitatura. Questo permette di ottenere una maggiore precisione di avvitatura e di evitare difetti di chiusura dei contenitori dovuti ad una eccessiva od insufficiente coppia di chiusura.

In parallelo al comando dei motori 30 sulla base di una corsa di avvitatura predeterminata, l'unità elettronica di controllo 48 può anche effettuare una rilevazione della coppia di avvitatura applicata alle capsule 34 mediante un qualunque metodo noto per la rilevazione della coppia. L’unità elettronica di controllo 48 potrebbe essere programmata per variare la corsa di avvitatura rispetto al valore prestabilito impostato nel caso in cui la coppia di chiusura misurata sia insufficiente od eccessiva.

Il sistema di visione 38 è in grado di riconoscere le filettature 36 di capsule con diverse dimensioni, diverso colore e diverso numero di principi del filetto (da 1 a n principi). Il sistema di visione 38 è anche in grado di riconoscere interruzioni delle filettature e settori della filettatura con pendenza nulla. Il sistema di visione 38 è anche in grado di rilevare la filettatura su contenitori trasparenti di plastica o vetro.

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 dell'invenzione così come definito dalle rivendicazioni che seguono.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina per l'applicazione di capsule filettate a contenitori, comprendente: - mezzi di presa (20, 22) configurati per tenere rispettivi contenitori (C), - almeno una testa di avvitatura (24) includente un organo di presa (28) atto a tenere una rispettiva capsula (34), - almeno un motore elettrico (30) associato a detta testa di avvitatura (24) e configurato per comandare un movimento di rotazione di detto organo di presa (34) attorno ad un asse longitudinale (B),in cui detto organo di presa (28) è dotato di un movimento di traslazione lungo detto asse longitudinale (B) sincronizzato con il movimento di rotazione in modo che nel funzionamento detto organo di presa (28) si muove lungo un percorso di avvitatura, caratterizzata dal fatto che comprende: - almeno un sistema di visione (38) configurato per rilevare immagini delle filettature (16) dei contenitori (C) e delle capsule (34) tenute da detto organo di presa (28), e - un'unità elettronica di controllo (48) configurata per elaborare le immagini di dette filettature (16, 36) e per determinare la posizione angolare del punto di inizio della filettatura (16) dei contenitori (C) e la posizione angolare del punto di inizio della filettatura (36) delle capsule (34) e per comandare una regolazione della posizione angolare delle capsule (34) in modo da effettuare l’avvitatura delle capsule (34) sui rispettivi contenitori (C) con le rispettive filettature (16, 36) disposte in una posizione relativa prestabilita.
2. 2. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che comprende un primo dispositivo di visione (40) per rilevare immagini delle filettature (16) dei contenitori (C) ed un secondo dispositivo di visione (42) per rilevare immagini delle filettature (36) delle capsule (34).
3. 3. Macchina secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detti dispositivi di visione (40, 42) sono associati a rispettivi illuminatori (44, 46) disposti per illuminare le rispettive zone di visione di detti dispositivi di visione (40, 42).
4. 4. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta unità elettronica di controllo (48) è configurata per elaborare le immagini rilevate da detto dispositivo di visione in modo da determinare la posizione angolare del punto di inizio della filettatura (16) di un contenitore (C) e la posizione angolare del punto di inizio della filettatura (36) di una rispettiva capsula (34) rispetto ad un sistema di riferimento comune.
5. 5. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta unità elettronica di controllo (48) è inoltre configurata per comandare detto motore elettrico (30) di detta testa di avvitatura (24) in funzione di informazioni sulla coppia di avvitatura.