IT201600110615A1 - Testa di saldatura ad induzione per una macchina automatica. - Google Patents

Testa di saldatura ad induzione per una macchina automatica.

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IT201600110615A1
IT201600110615A1 IT102016000110615A IT201600110615A IT201600110615A1 IT 201600110615 A1 IT201600110615 A1 IT 201600110615A1 IT 102016000110615 A IT102016000110615 A IT 102016000110615A IT 201600110615 A IT201600110615 A IT 201600110615A IT 201600110615 A1 IT201600110615 A1 IT 201600110615A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
flat wall
welding head
induction welding
container
rectilinear
Prior art date
Application number
IT102016000110615A
Other languages
English (en)
Inventor
Salvatore Carboni
Eugenio Navacchia
Antonio Vitali
Andrea Biondi
Original Assignee
Gd Spa
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Publication date
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Priority to EP17200002.8A priority patent/EP3318391B1/en
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Description

"Testa di saldatura ad induzione per una macchina automatica"
SETTORE DELLA TECNICA
La presente invenzione è relativa ad una testa di saldatura ad induzione per una macchina automatica.
La presente invenzione trova vantaggiosa applicazione in una macchina riempitrice automatica di contenitori per prodotti versabili, cui la presente descrizione farà esplicito riferimento senza per questo perdere di generalità.
ARTE ANTERIORE
Sono da molti anni disponibili sul mercato contenitori (monouso o richiudibili) che sono realizzati piegando e saldando uno foglio di incarto multistrato (cioè formato da strati di materiali differenti accoppiati insieme) e vengono utilizzati per la distribuzione di prodotti versabili (ovvero prodotti fluidi privi di una forma propria e quindi che assumono la forma dell’oggetto che li contiene, tali prodotti fluidi possono essere liquidi, polverosi, granulosi o semisolidi). Questi contenitori possono generalmente venire utilizzati per la distribuzione di prodotti alimentati (ad esempio vino, latte, succhi di frutta, sciroppi, bibite, salse, creme, yogurt, passate, conserve, verdure, legumi, pelati...).
A titolo di esempio, il foglio di incarto multistrato è formato da uno strato esterno in polietilene trasparente (termosaldabile in quanto fonde a temperature relativamente modeste), da un successivo strato portante in cartone, da un successivo strato di barriera in alluminio, e da uno strato interno in polietilene trasparente (termosaldabile in quanto fonde a temperature relativamente modeste).
Un comune contenitore per prodotti versabili ha una forma parallelepipeda e presenta quattro pareti laterali (a due a due tra loro parallele ed opposte) e due pareti di fondo rispettivamente inferiore e superiore che sono perpendicolari alle quattro pareti laterali. Il contenitore comprende una saldatura longitudinale e due saldature trasversali, ciascuna delle quali è disposta in corrispondenza di una rispettiva parete di fondo e presenta una pinna di saldatura che è inizialmente perpendicolare alla rispettiva parete di fondo e viene successivamente piegata di 90° contro la parete di fondo stessa; ciascuna parete di fondo presenta alle estremità due alette triangolari (denominate anche “orecchie”) che possono venire piegate contro rispettive pareti laterali oppure contro la parete di fondo stessa. Tipicamente, le alette triangolari in corrispondenza della parete di fondo superiore vengono piegate contro rispettive pareti laterali (e fissate alle pareti laterali stesse mediante termosaldatura) mentre le alette triangolari in corrispondenza della parete di fondo inferiore vengono piegate contro la parete di fondo inferiore stessa (e fissate alla parete di fondo inferiore stessa mediante termosaldatura).
Ad esempio la domanda di brevetto EP2781325A1 descrive una macchina formatrice e riempitrice di un contenitore per prodotti versabili mediante piegatura e termosaldatura di uno foglio di incarto (dotato preventivamente di linee di piegatura pre-indebolite) che è parte di un nastro di materiale di incarto (avvolto a bobina). Il foglio di incarto disposto verticalmente viene piegato a tubo sovrapponendo uno sull’altro due lembi longitudinali opposti che vengono tra loro termosaldati mediante una saldatura longitudinale e quindi all’interno del tubo viene alimentata una dose di prodotto versabile; infine, il tubo viene chiuso inferiormente e superiormente mediante due rispettive saldature trasversali (che formano due corrispondenti pinne di saldatura presentanti le quattro alette triangolari) determinando la formazione del contenitore che presenta inizialmente una forma “a cuscino”. Contestualmente con la realizzazione delle saldature, il foglio di incarto viene tagliato trasversalmente per separare dal nastro di materiale di incarto il foglio di incarto (ovvero il contenitore conformato “a cuscino” e formato dal foglio di incarto ripiegato e saldato).
Contestualmente o successivamente con la realizzazione delle saldature trasversali, il contenitore può venire sagomato (ad esempio mediante una coppia di conchiglie cave che comprimono tra loro il contenitore imponendo al contenitore stesso una forma predefinita) per assumere una forma parallelepipeda definitiva (in quanto inizialmente il contenitore assume una forma “a cuscino”). Secondo quanto descritto nella domanda di brevetto EP2781325A1, il dispositivo saldatore che realizza la saldatura trasversale comprende una testa di saldatura ad induzione provvista di un elemento conduttore tubolare (ovvero internamente cavo) che è piegato ad “U” per formare due zone di saldatura distinte e separate tra le quali opera una lama che esegue il taglio trasversale dello sbozzato. L’elemento conduttore tubolare è annegato in un corpo di supporto di materiale plastico che viene costampato attorno al corpo conduttore tubolare stesso. La superficie operativa della testa di saldatura ad induzione è costituita in parte dall’elemento conduttore tubolare ed in parte dal corpo di supporto ed è sostanzialmente piana con l’eccezione di un dentino (costola) che sporge perpendicolarmente dal dispositivo saldatore.
Utilizzando la testa di saldatura ad induzione descritta nella domanda di brevetto EP2781325A1 per realizzare le saldature trasversali, è stato osservato che le saldature trasversali stesse sono relativamente deboli in corrispondenza delle estremità (ovvero in corrispondenza dei bordi esterni). In particolare, in corrispondenza delle estremità l’estensione delle saldature trasversali si riduce in modo sensibile (anche del 50-60%) rispetto alla zona centrale e quindi in corrispondenza delle estremità le saldature trasversali sono relativamente deboli (ovvero soggette a rottura in caso di sollecitazioni meccaniche appena più intese del normale durante la manipolazione dei contenitori).
DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE
Scopo della presente invenzione è fornire una testa di saldatura ad induzione per una macchina automatica, la quale testa di saldatura sia esente dagli inconvenienti sopra descritti e, in particolare, sia di facile ed economica realizzazione.
In accordo con la presente invenzione viene fornita una testa di saldatura ad induzione per una macchina automatica, secondo quanto rivendicato nelle rivendicazioni allegate.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:
• la figura 1 è una vista prospettica di un contenitore per prodotti versabili;
• la figura 2 è una vista in pianta di un foglio di incarto che viene ripiegato e termosaldato per realizzare il contenitore della figura 1; • la figura 3 è una vista prospettica del contenitore della figura 1 durante la realizzazione dello stesso, ovvero prima della piegatura delle pinne di saldatura e delle rispettive alette triangolari;
• la figura 4 è una vista schematica e con l’asportazione di parti per chiarezza di una macchina formatrice e riempitrice che forma e riempie il contenitore della figura 1 ed è realizzata in accordo con la presente invenzione;
• la figura 5 è una vista prospettica anteriore e con l’asportazione di parti per chiarezza di una unità di saldatura della macchina formatrice e riempitrice della figura 4;
• le figure 6 e 7 sono due viste prospettiche anteriori e con l’asportazione di parti per chiarezza di un particolare della unità di saldatura della figura 5;
• la figura 8 è una vista prospettica anteriore di una testa di saldatura ad induzione della unità di saldatura della figura 5;
• la figura 9 è una vista prospettica posteriore della testa di saldatura della figura 8;
• la figura 10 è una vista frontale della testa di saldatura della figura 8; • la figura 11 è una vista in scala ingrandita di un particolare della figura 10;
• la figura 12 è una vista in sezione trasversale della testa di saldatura della figura 8;
• la figura 13 è una vista prospettica di un elemento conduttore tubolare della testa di saldatura della figura 8;
• la figura 14 è una vista frontale di una diversa forma di attuazione della testa di saldatura della figura 8;
• la figura 15 è una vista in scala ingrandita di un particolare della figura 14;
• la figura 16 è una vista frontale di una ulteriore forma di attuazione della testa di saldatura della figura 8;
• la figura 17 è una vista in scala ingrandita di un particolare della figura 16;
• la figura 18 è una vista prospettica di un elemento conduttore tubolare a sezione circolare e di forma rettilinea dal quale viene ricavato l’elemento conduttore tubolare della figura 13; e
• le figure 19 e 20 sono due viste schematiche di un attrezzo utilizzato per sagomate l’elemento conduttore tubolare a sezione circolare e di forma rettilinea della figura 18 per ricavare l’elemento conduttore tubolare della figura 13.
FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE
Nella figura 1 con il numero 1 è indicato nel suo complesso un contenitore per prodotti versabili che contiene al suo interno una quantità predeterminata di un prodotto versabile (ovvero un prodotto fluido privo di una forma propria e quindi che assume la forma dell’oggetto che li contiene, come un prodotto liquido, polveroso, granuloso o semisolido). Il contenitore 1 è generalmente utilizzato per la distribuzione di prodotti alimentati (ad esempio vino, latte, succhi di frutta, sciroppi, bibite, salse, creme, yogurt, passate, conserve, verdure, legumi, pelati…).
Il contenitore 1 è realizzato piegando e saldando un foglio 2 di incarto multistrato (cioè formato da strati di materiali differenti accoppiati insieme) illustrato nella figura 2. Secondo una possibile e non vincolante forma di attuazione, il foglio 2 di incarto è formato da uno strato esterno in polietilene trasparente (termosaldabile in quanto fonde a temperature relativamente modeste), da un successivo strato portante in cartone, da un successivo strato di barriera in alluminio, e da uno strato interno in polietilene trasparente (termosaldabile in quanto fonde a temperature relativamente modeste). Secondo una possibile e non vincolante forma di attuazione, il foglio 2 di incarto viene preventivamente provvisto (tipicamente mediante deformazione meccanica eseguita con rulli goffratori) di linee di piegatura pre-indebolite che guidano la successiva piegatura del foglio 2 di incarto stesso.
Secondo quanto illustrato nella figura 1, il contenitore 1 ha una forma parallelepipeda e presenta quattro pareti 3 laterali (a due a due tra loro parallele ed opposte) e due pareti 4 e 5 di fondo rispettivamente inferiore e superiore che sono perpendicolari alle quattro pareti 3 laterali. Il contenitore 1 comprende una saldatura 6 longitudinale e due saldature 7 trasversali, ciascuna delle quali è disposta in corrispondenza di una rispettiva parete 4 o 5 di fondo e presenta una pinna di saldatura che è inizialmente perpendicolare alla rispettiva parete 4 o 5 di fondo (come illustrato nella figura 3) e viene successivamente piegata di 90° contro la parete 4 o 5 di fondo stessa (come illustrato nella figura 1); ciascuna parete 4 o 5 di fondo presenta alle estremità due alette 8 triangolari (denominate anche “orecchie”) che possono venire piegate contro rispettive pareti 3 laterali oppure contro la parete 4 o 5 di fondo stessa. Tipicamente e come illustrato nella figura 1, le due alette 8 triangolari della parete 5 di fondo superiore vengono piegate contro rispettive pareti 3 laterali (e fissate alle pareti 3 laterali stesse mediante termosaldatura) mentre le alette 8 triangolari della parete 4 di fondo inferiore vengono piegate contro la parete 4 di fondo inferiore stessa (e fissate alla parete 4 di fondo inferiore stessa mediante termosaldatura).
Nella figura 4 con il numero 9 è indicato nel suo complesso una macchina formatrice e riempitrice che forma e riempie il contenitore 1 illustrato nella figura 1 e descritto in precedenza.
La macchina 9 formatrice e riempitrice comprende un convogliatore 10 di alimentazione che svolge da una bobina 11 un nastro 12 di materiale di incarto contenente una successione di fogli 2 di incarto. A valle del convogliatore 10 di alimentazione è disposto un convogliatore 13 di riempimento, il quale avanza il nastro 12 di materiale di incarto attraverso una stazione S1 di piegatura, in cui il nastro 12 di materiale di incarto viene piegato a tubo e provvisto della saldatura 6 longitudinale; in particolare, nella stazione S1 di piegatura vengono sovrapposti uno sull’altro e quindi tra loro termosaldati due lembi longitudinali opposti del nastro 12 di materiale di incarto. Inoltre, il convogliatore 13 di riempimento avanza il nastro 12 di materiale di incarto conformato a tubo attraverso una stazione S2 di riempimento in cui all’interno del nastro 12 di materiale di incarto piegato a tubo viene alimentata una dose di prodotto (utilizzando un condotto 14 di alimentazione che si accoppia al nastro 12 di materiale di incarto a monte della stazione S1 di piegatura sfocia in corrispondenza della stazione S2 di riempimento). Infine, il convogliatore 13 di riempimento avanza il nastro 12 di materiale di incarto conformato a tubo attraverso una stazione S3 di sigillatura in cui il nastro 12 di materiale di incarto piegato a tubo viene provvisto di due saldature 7 trasversali contrapposte per definire il contenitore 1. Contestualmente con la realizzazione delle saldature 7 trasversali (ovvero nella stazione S3 di sigillatura), il contenitore 1 viene separato dal nastro 12 di materiale di incarto mediante un taglio trasversale; in alternativa, il taglio trasversale invece di essere contemporaneo con la saldatura traversale potrebbe venire eseguito successivamente alla saldatura traversale.
In corrispondenza della stazione S3 di sigillatura è disposta una unità 15 di saldatura (schematicamente illustrata nella figura 4 e meglio illustrata nelle figure 5, 6 e 7) che è provvista di una coppia di teste 16 di saldatura ad induzione contrapposte che ciclicamente vengono strette da lati opposti contro il nastro 12 di materiale di incarto conformato a tubo per pinzare tra loro il nastro 12 di materiale di incarto stesso. Le teste 16 di saldatura ad induzione supportano anche degli elementi taglianti per eseguire, contestualmente con la saldatura, anche il taglio trasversale del nastro 12 di materiale di incarto conformato a tubo. L’unità 15 di saldatura comprende anche una coppia di conchiglie 17 cave che sono mobili assieme alle teste 16 di saldatura ad induzione per abbracciare da lati opposti il nastro 12 di materiale di incarto conformato a tubo in modo da sagomare il nastro 12 di materiale di incarto stesso (ovvero in modo da conferire al nastro 12 di materiale di incarto una forma parallelepipeda definitiva). In altre parole, contestualmente alla realizzazione delle saldature 7 trasversali, il contenitore 1 viene sagomato (mediante la coppia di conchiglie 17 cave che comprimono tra loro il contenitore 1 imponendo al contenitore 1 stesso una forma predefinita) per assumere una forma parallelepipeda definitiva (in quanto inizialmente il contenitore 1 assume una forma “a cuscino”).
Secondo quanto illustrato nella figura 5, l’unità 15 di saldatura comprende una parte 18 fissa montata rigidamente sul telaio della macchina 9 formatrice e riempitrice ed una parte 19 mobile che in uso si sposta rispetto alla parte 18 fissa ed è disposta affacciata alla parte 18 fissa stessa. In particolare, la parte 19 mobile è costituita da una slitta che scorre verticalmente rispetto alla parte 18 fissa ad esempio mediante dei binari ricavati nella parte 18 fissa stessa. In uso, la parte 19 mobile scorre ciclicamente avanti ed indietro (ovvero su e giù) compiendo ciclicamente una corsa di lavoro, lungo la quale viene eseguita la saldatura trasversale di un contenitore 1 (inglobato ancora nel nastro 12 di materiale di incarto conformato a tubo) seguendo il movimento continuo del contenitore 1 stesso per un certo tempo, ed una successiva corsa di ritorno, lungo la quale non viene eseguita alcuna lavorazione e la parte 19 mobile viene riportata nella posizione iniziale per iniziare la lavorazione del contenitore 1 successivo.
Secondo quanto illustrato nelle figure 8 e 9, ciascuna testa 16 di saldatura ad induzione presenta una forma sostanzialmente parallelepipeda e comprende un elemento 20 conduttore tubolare presentante due pareti 21 piane in vista (cioè disposta esternamente e quindi del tutto visibili dall’esterno) tra loro separate ed affiancate, ciascuna delle quali definisce una zona di saldatura. Inoltre, ciascuna testa 16 di saldatura comprende un corpo 22 di supporto di materiale isolante (ad esempio un materiale plastico a base di resina epossidica) che circonda l’elemento 20 conduttore tubolare e presenta una parete 23 piana in vista (cioè disposta esternamente e quindi del tutto visibile dall’esterno) che è complanare alle parete 21 piane e circonda le pareti 21 piane stesse.
L’elemento 20 conduttore tubolare ha una forma relativamente complessa (ben illustrata nella figura 13) e presenta due estremità 24 (visibili anche nella figura 9) alle quali viene collegato un circuito idraulico atto a fare circolare all’interno dell’elemento 20 conduttore tubolare un liquido di raffreddamento; inoltre, all’elemento 20 conduttore tubolare sono accoppiati due terminali 25 elettrici, i quali vengono collegati ad un circuito elettrico atto a fare circolare all’interno dell’elemento 20 conduttore tubolare una corrente elettrica alternata a frequenza relativamente elevata che induce calore nello strato metallico del foglio 2 di incarto multistrato.
Secondo quanto meglio illustrato nelle figure 10 e 11, ciascuna parete 21 piana dell’elemento 20 conduttore tubolare presenta una unica singola porzione 26 centrale rettilinea che comprende la maggior parte della parete 21 piana stessa. Inoltre, ciascuna parete 21 piana dell’elemento 20 conduttore tubolare presenta due porzioni 27 di estremità rettilinee che sono parallele e non allineate alla porzione 26 centrale rettilinea e due porzioni 28 curve che raccordano la porzione 26 centrale rettilinea con le due porzioni 27 di estremità rettilinee; ciascuna porzione 28 curva di ciascuna parete 21 piana presenta una forma ad “S” per raccordare tra loro le corrispondenti porzioni 26 e 27 tra loro sfalsate. In altre parole, ciascuna parete 21 piana presenta una forma ad “U” (ovvero una forma ad arco), determinata dal fatto di essere composta dalle porzione 26 centrale rettilinea raccordata alle estremità alle due porzioni 27 di estremità rettilinee che sono sfalsate rispetto alla porzione 26 centrale rettilinea. E’ importante osservare che ciascuna parete 21 piana comprende solo tre porzioni 26 e 27 rettilinee e che la porzione 26 centrale rettilinea è più estesa delle due porzioni 27 di estremità rettilinee (indicativamente la porzione 26 centrale rettilinea presenta una estensione che è 7-14 volte l’estensione delle due porzioni 27 di estremità rettilinee).
Le due porzioni 27 di estremità rettilinee di ciascuna parete 21 piana sono disposte in corrispondenza delle zone in cui il foglio 2 di incarto che costituisce il contenitore 1 è piegato ad “U”, ovvero in corrispondenza delle zone in cui avviene la transizione tra “davanti” e “dietro”.
Come detto in precedenza, la testa 16 di saldatura ad induzione viene utilizzata per realizzare la saldatura 7 trasversale di un contenitore 1 reso tubolare da una saldatura 6 longitudinale eseguita in precedenza; ciascuna porzione 28 curva di ciascuna parete 21 piana dell’elemento 20 conduttore tubolare è rivolta verso l’interno della corrispondente saldatura 7 trasversale, ovvero verso l’interno del contenitore 1 in cui viene realizzata la saldatura 7 trasversale stessa. Di conseguenza, le due pareti 21 piane dell’elemento 20 conduttore tubolare che sono conformate ad “U” presentano concavità con orientamenti opposti.
Secondo una preferita, ma non vincolante, forma di attuazione, ciascuna porzione 27 di estremità rettilinea di ciascuna parete 21 piana è disallineata rispetto alla porzione 26 centrale rettilinea di una distanza inferiore alla dimensione trasversale della parete 21 piana; in altre parole, il disallineamento delle porzioni 27 di estremità rettilinea rispetto alla porzione 26 centrale rettilinea è inferiore alla dimensione trasversale della parete 21 piana.
Secondo una preferita forma di attuazione, ciascuna parete 21 piana comprende un dentino 29 che sporge perpendicolarmente dalla parete 21 piana stessa, presenta un andamento rettilineo, e si estende diritto lungo la porzione 26 centrale rettilinea, lungo le porzioni 28 curve e lungo le porzioni 27 di estremità rettilinee della parete 21 piana. In altre parole, ciascun dentino 29 è perfettamente diritto pur essendo la corrispondente parete 21 piana incurvata (ovvero conformata ad “U”).
Ciascuna testa 16 di saldatura ad induzione presenta centralmente una fenditura 30 che è ricavata nel corpo 22 di supporto, è disposta tra le due pareti 21 piane dell’elemento 20 conduttore tubolare, ed è atta ad alloggiare la lama che esegue il taglio trasversale del nastro 12 di materiale di incarto.
Secondo la forma di attuazione illustrata nelle figure 8-13, ciascuna parete 21 piana presenta una dimensione trasversale costante, ovvero in ogni punto della parete 21 piana la dimensione trasversale della parete 21 piana stessa è costante. Nella alternativa forma di attuazione illustrata nelle figure 14 e 15, ciascuna parete 21 piana dell’elemento 20 conduttore tubolare presenta centralmente (ovvero in corrispondenza della porzione 26 centrale rettilinea) un restringimento 31 che diminuisce localmente la larghezza della parete 21 piana stessa. In altre parole, ciascuna parete 21 piana dell’elemento 20 conduttore tubolare presenta centralmente (cioè in corrispondenza del restringimento 31) una prima larghezza e presenta lateralmente (cioè al di fuori del restringimento 31) una seconda larghezza che è costante e maggiore della prima larghezza; il rapporto tra la prima larghezza e la seconda larghezza è compreso tra 40% e 75%.
Come detto in precedenza, ciascuna testa 16 di saldatura ad induzione viene utilizzata per realizzare una saldatura 7 trasversale di un contenitore 1 reso tubolare da una saldatura 6 longitudinale eseguita in precedenza; il restringimento 31 di ciascuna parete 21 piana è disposta in corrispondenza della saldatura 6 longitudinale del contenitore 1.
Nella ulteriore forma di attuazione illustrata nelle figure 15 e 16, ciascuna parete 21 piana dell’elemento 20 conduttore tubolare presenta centralmente (ovvero in corrispondenza della porzione 26 centrale rettilinea) il restringimento 31, ma è priva delle porzioni 28 curve (ovvero è perfettamente rettilinea lungo tutta la propria estensione).
La sopra descritta testa 16 di saldatura ad induzione presenta numerosi vantaggi. In primo luogo, la sopra descritta testa 16 di saldatura ad induzione permette di ottenere delle saldature 7 trasversali più resistenti particolarmente in corrispondenza delle estremità. In corrispondenza delle estremità l’ampiezza delle saldature 7 trasversali si riduce in modo sensibile (anche del 50-60%) rispetto alla zona centrale a causa di un inevitabile deformazione del campo magnetico prodotto dalla corrente elettrica che circola lungo l’elemento 20 conduttore tubolare e che induce delle correnti parassite riscaldanti nello strato metallico del foglio 2 di incarto. Quando le pareti 21 piane dell’elemento 20 conduttore tubolare sono perfettamente diritte, in corrispondenza delle estremità le saldature 7 trasversali sono relativamente deboli (ovvero soggette a rottura in caso di sollecitazioni meccaniche appena più intese del normale durante la manipolazione dei contenitori) in quanto molto più strette del normale e simmetricamente disposte tra “interno” ed “esterno” dei contenitori 1. Invece, quando le pareti 21 piane dell’elemento 20 conduttore tubolare sono incurvate (come sopra descritto) in corrispondenza delle estremità, le saldature 7 trasversali sono sempre ed inevitabilmente più strette ma sono anche spostate verso l’interno dei contenitori 1, cioè ciascuna saldatura 7 trasversale presenta in corrispondenza delle estremità una ampiezza (larghezza) quasi normale verso l’interno del corrispondente contenitore 1 e presenta una ampiezza (larghezza) quasi nulla verso l’esterno del corrispondente contenitore 1; in questo modo, viene aumentata in modo sensibile la tenuta delle saldature 7 trasversali in corrispondenza delle estremità anche se le saldature 7 trasversali in corrispondenza delle estremità presentano una ampiezza (larghezza) ridotta.
Inoltre, il restringimento 31 di ciascuna parete 21 piana in corrispondenza della saldatura 6 longitudinale del contenitore 1 permette di intensificare l’azione di riscaldamento (ovvero l’azione saldatura) in corrispondenza della saldatura 6 longitudinale a tutto vantaggio della realizzazione di una saldatura 7 trasversale più robusta; infatti, in corrispondenza della saldatura 6 longitudinale il foglio 2 di incarto è localmente più spesso a causa delle sovrapposizioni dovute alla saldatura 6 longitudinale e quindi richiede un riscaldamento più intenso per ottenere una saldatura di buona qualità.
Infine, la sopra descritta testa 16 di saldatura ad induzione è di semplice ed economica realizzazione, in quanto rispetto ad una analoga testa 16 di saldatura ad induzione priva delle porzioni 28 curve e/o del restringimento 31 richiede unicamente una banale e veloce sagomatura meccanica dell’elemento 20 conduttore tubolare.
Viene di seguito descritto il metodo di realizzazione della testa 16 di saldatura ad induzione sopra descritta.
Inizialmente, viene predisposto un elemento 20 conduttore tubolare a sezione circolare di forma rettilinea del tipo di quello illustrato nella figura 18; ovvero, inizialmente l’elemento 20 conduttore tubolare presenta una sezione trasversale circolare ed è completamente dritto (in commercio sono facilmente reperibili tubi di rame avente queste caratteristiche e quindi utilizzabili come base di partenza dell’elemento 20 conduttore tubolare). Successivamente, l’elemento 20 conduttore tubolare viene sagomato mediante deformazioni meccaniche di tipo plastico per conferire all’elemento 20 conduttore tubolare stesso la forma definitiva illustrata nella figura 13 (con l’eccezione dei terminali 25 elettrici che vengono costruiti a parte e quindi saldati alla restante parte dell’elemento 20 conduttore tubolare). Quando all’elemento 20 conduttore tubolare è stata conferita la forma definitiva, attorno all’elemento 20 conduttore tubolare viene co-stampato il corpo 22 di supporto di materiale isolante; ovvero l’elemento 20 conduttore tubolare viene inserito all’interno di uno stampo in cui viene iniettato il materiale isolante che realizza il corpo 22 di supporto attorno all’elemento 20 conduttore tubolare (in questo modo il corpo 22 di supporto ingloba al suo interno l’elemento 20 conduttore tubolare).
La lavorazione meccanica mediante deformazione plastica dell’elemento 20 conduttore tubolare di sezione circolare prevede di conferire all’elemento 20 conduttore tubolare le due pareti 21 piane in una porzione centrale dell’elemento 20 conduttore tubolare. In particolare, la lavorazione meccanica mediante deformazione plastica dell’elemento 20 conduttore tubolare di sezione circolare prevede di conferire una sezione rettangolare almeno alla porzione centrale dell’elemento 20 conduttore tubolare. Questa lavorazione viene eseguita ad esempio mediante l’attrezzo 32 illustrato nelle figure 19 e 20 comprendente una camera 33 di deformazione di forma parallelepipeda e ricavata in un corpo 34 di lavorazione; la dimensione della camera 33 di deformazione è variabile per effetto dell’azione di un pistone 35. In uso, la porzione centrale dell’elemento 20 conduttore tubolare di sezione trasversale circolare viene inserita nella camera 33 di deformazione (come illustrato nella figura 19) e quindi il pistone 35 viene spinto con forza dentro la camera 33 di deformazione (come illustrato nella figura 20) in modo da provocare una deformazione plastica dell’elemento 20 conduttore tubolare che assume quindi la forma della camera 33 di deformazione, ovvero assume una sezione trasversale rettangolare.
Preferibilmente, il corpo 22 di supporto viene co-stampato attorno alle pareti 21 piane dell’elemento 20 conduttore tubolare e lasciando le pareti 21 piane scoperte, ovvero senza ricoprire le pareti 21 piane stesse; in altre parole, il corpo 22 di supporto viene co-stampato attorno all’elemento 20 conduttore tubolare per formare la parete 23 piana che è complanare alle pareti 21 piane e circonda le pareti 21 piane stesse (ovvero non ricopre le pareti 21 piane e lascia in vista le pareti 21 piane stesse).
Secondo una possibile forma di attuazione, dopo avere co-stampato il corpo 22 di supporto attorno all’elemento 20 conduttore tubolare, ciascuna parete 21 piana dell’elemento 20 conduttore tubolare viene lavorata meccanicamente mediante asportazione di truciolo (ad esempio mediante una fresa) per ricavare nella parete 21 piana il corrispondente dentino 29 che sporge perpendicolarmente dalla parete 21 piana stessa. In questa fase, possono venire lavorate mediante asportazione di truciolo solo le parete 21 piane dell’elemento 20 conduttore tubolare che sono inizialmente sporgenti rispetto alla parete 23 piana del corpo 22 di supporto, oppure possono venire lavorate mediante asportazione di truciolo sia le parete 21 piane dell’elemento 20 conduttore tubolare, sia la parete 23 piana del corpo 22 di supporto per mantenere la parete 23 piana complanare alle pareti 21 piane.
Secondo una alternativa forma di attuazione, prima di co-stampare il corpo 22 di supporto attorno all’elemento 20 conduttore tubolare, ciascuna parete 21 piana viene lavorata meccanicamente mediante asportazione di truciolo (ad esempio mediante una fresa) per ricavare nella parete 21 piana il corrispondente dentino 29 che sporge perpendicolarmente dalla parete 21 piana stessa.
Secondo una ulteriore forma di attuazione, la lavorazione meccanica mediante deformazione plastica dell’elemento 20 conduttore tubolare di sezione circolare prevede di ricavare in ciascuna parete 21 piana il corrispondente dentino 29 che sporge perpendicolarmente dalla parete 21 piana stessa; in altre parole, la camera 33 di deformazione è conformata per realizzare anche il dentino 29 durante la deformazione plastica dell’elemento 20 conduttore tubolare di sezione circolare. Le sopra descritte modalità di realizzazione della testa 16 di saldatura ad induzione presentano numerosi vantaggi.
In primo luogo, le sopra descritte modalità di realizzazione della testa 16 di saldatura permettono di evitare di produrre una elevata quantità di materiale “nobile” che viene scartato (in particolare del materiale metallico che costituisce l’elemento 20 conduttore tubolare, generalmente rame, che presenta una costo piuttosto elevato); di conseguenza, le sopra descritte modalità di realizzazione della testa 16 di saldatura ad induzione permetto di minimizzare i costi di produzione.
Inoltre, le sopra descritte modalità di realizzazione della testa 16 di saldatura permettono di ridurre al minimo i tempi di produzione.

Claims (6)

  1. R I V E N D I C A Z I O N I 1) Testa (16) di saldatura ad induzione per una macchina (9) automatica; la testa (16) di saldatura ad induzione comprende: un elemento (20) conduttore tubolare presentante almeno una prima parete (21) piana che definisce una zona di saldatura ed ha un andamento non rettilineo; ed un corpo (22) di supporto di materiale isolante che circonda l’elemento (20) conduttore tubolare e presenta una seconda parete (23) piana che è complanare alla prima parete (21) piana e circonda la prima parete (21) piana stessa; in cui la testa (16) di saldatura induzione è caratterizzata dal fatto che la prima parete (21) piana dell’elemento (20) conduttore tubolare presenta: una unica porzione (26) centrale rettilinea; due porzioni (27) di estremità rettilinee che sono parallele e non allineate alla porzione (26) centrale rettilinea; e due porzioni (28) curve che raccordano la porzione (26) centrale rettilinea con le due porzioni (27) di estremità rettilinee.
  2. 2) Testa (16) di saldatura ad induzione secondo la rivendicazione 1, in cui la parete (21) piana dell’elemento (20) conduttore tubolare presenta una forma ad “U”.
  3. 3) Testa (16) di saldatura ad induzione secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui: la testa (16) di saldatura ad induzione viene utilizzata per realizzare una saldatura (7) trasversale di un contenitore (1) reso tubolare da una saldatura (6) longitudinale eseguita in precedenza; e ciascuna porzione (28) curva è rivolta verso l’interno della saldatura (7) trasversale, ovvero verso l’interno del contenitore (1) in cui viene realizzata la saldatura (7) trasversale stessa.
  4. 4) Testa (16) di saldatura ad induzione secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, in cui la prima parete (21) piana comprende un dentino (29) che sporge perpendicolarmente dalla prima parete (21) piana stessa, presenta un andamento rettilineo, e si estende diritto lungo la porzione (26) centrale rettilinea, lungo le porzioni (28) curve e lungo le porzioni (27) di estremità rettilinee della prima parete (21) piana.
  5. 5) Testa (16) di saldatura ad induzione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui ciascuna porzione (27) di estremità rettilinea della prima parete (21) piana è disallineata rispetto alla porzione (26) centrale rettilinea di una distanza inferiore alla dimensione trasversale della prima parete (21) piana. 6) Testa (16) di saldatura ad induzione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui ciascuna porzione (28) curva della prima parete (21) piana presenta una forma ad “S”.
  6. 6) Testa (16) di saldatura ad induzione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui: la testa (16) di saldatura ad induzione viene utilizzata per realizzare una saldatura (7) trasversale di un contenitore (1) reso tubolare da una saldatura (6) longitudinale eseguita in precedenza; e le due porzioni (27) di estremità rettilinee della prima parete (21) piana sono disposte in corrispondenza delle zone in cui un foglio (2) di incarto che costituisce il contenitore (1) è piegato ad “U”. 8) Testa (16) di saldatura ad induzione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7, in cui la prima parete (21) piana presenta una dimensione trasversale costante. 9) Testa (16) di saldatura ad induzione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7, in cui la prima parete (21) piana dell’elemento (20) conduttore tubolare presenta centralmente un restringimento (31) che diminuisce localmente la larghezza della prima parete (21) piana stessa. 10) Testa (16) di saldatura ad induzione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7, in cui la prima parete (21) piana dell’elemento (20) conduttore tubolare presenta centralmente una prima larghezza e presenta lateralmente una seconda larghezza che è costante e maggiore della prima larghezza. 11) Testa (16) di saldatura ad induzione secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui: la testa (16) di saldatura ad induzione viene utilizzata per realizzare una saldatura (7) trasversale di un contenitore (1) reso tubolare da una saldatura (6) longitudinale eseguita in precedenza; ed una porzione centrale più stretta della prima parete (21) piana è disposta in corrispondenza della saldatura (6) longitudinale del contenitore (1).
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CH676958A5 (en) * 1989-10-12 1991-03-28 Sig Schweiz Industrieges Heat sealing device for packing foil - uses inductive heating coils incorporated in clamping faces of opposing clamps
EP1231149A1 (en) * 2001-02-09 2002-08-14 Shikoku Kakoki Co., Ltd. High frequency heat-sealing apparatus
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