IT202000012544A1 - "procedimento e dispositivo per il collegamento scioglibile di strati di cartone o di laminati plastici aderenti fra di loro" - Google Patents
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Description
Descrizione dell?invenzione industriale dal titolo:
PROCEDIMENTO E DISPOSITIVO PER IL COLLEGAMENTO SCIOGLIBILE DI STRATI DI CARTONE O DI LAMINATI PLASTICI ADERENTI FRA DI LORO
DESCRIZIONE
L?invenzione concerne un procedimento meccanico per ottenere il collegamento scioglibile e non ricongiungibile fra almeno due strati piani di cartone, carta di grammatura diversa o di laminati plastici aderenti fra di loro ed un dispositivo per la realizzazione di detto collegamento, per esempio allo scopo di realizzare la chiusura di contenitori prodotti in detti materiali, senza l'impiego di materiali aggiuntivi. Il collegamento secondo l?invenzione ? realizzato tramite l?esecuzione una sola punzonatura perforante, rispettivamente di almeno una serie di piccole punzonature distanziate fra di loro perforanti gli strati aderenti di cartone, carta o di laminato plastico, con la parte tranciata dei lembi piegata dallo stesso punzone in corrispondenza di un lato non tranciato.
In particolare nel settore degli imballaggi monouso in cartone la chiusura avviene, spesso in seguito alla preparazione opportuna delle superfici da unire, con l?impiego di collanti, nastri adesivi, cuciture a filo o a graffette metalliche. Detti materiali spesso comportano un problema per il riciclo dei materiali di imballaggio, la loro produzione e la loro applicazione agli imballaggi comporta una ulteriore spesa, tempi aggiuntivi di lavorazione e l?impiego di attrezzature specifiche.
L?invenzione si pone il compito di realizzare un procedimento ed un dispositivo per il collegamento scioglibile e non ricongiungibile di strati piani, eventualmente plastificati, di cartone, carta o di laminato plastico aderenti fra di loro, senza l?impiego di materiali aggiunti a detti strati che possono essere fra di loro dello stesso materiale o di materiali differenti.
Per adempiere a questo compito l?invenzione propone l?esecuzione di almeno una punzonatura perforante, rispettivamente di almeno una serie di punzonature, eseguite meccanicamente sugli strati di cartone, carta o di laminato plastico, aderenti fra di loro, tramite un utensile di punzonatura semplice o multiplo, rotante o dotato di movimento alternato in sincronismo con il movimento di avanzamento continuo o intermittente di detti strati formanti almeno due lembi sovrapposti, per esempio di una chiusura di un imballaggio. Detto avanzamento avviene su un elemento allungato fungente da matrice, sulla quale detti strati sono mantenuti aderenti da pressori agenti lateralmente all?utensile di punzonatura unico o multiplo, rotante o dotato di moto alternato. La forma delle singole punzonature pu? essere varia, per esempio rettangolare, quadrata, trapezoidale, circolare. L?utensile singolo o multiplo, assieme alla rispettiva matrice, ha forma tale da produrre una perforazione con la parte tranciata dei lembi in cartone o plastica aderenti fra di loro, spinta oltre il piano di appoggio sulla matrice, verso una scanalatura longitudinale prevista su questa e piegata, in corrispondenza di una linea priva di tranciatura, che pu? essere trasversale o parallela alla direzione del movimento di avanzamento dei lembi in lavorazione. La matrice non corrisponde esattamente alla sagoma del o dei punzoni, essendo la stessa formata sempre da un elemento allungato con scanalatura corrispondente alla larghezza massima del o dei punzoni e con profondit? superiore alla corsa del o dei punzoni rispetto alla matrice. La tranciatura dei lembi aderenti di cartone o di laminato pu? avvenire in un primo momento lungo il tratto frontale del punzone, rispettivamente dei punzoni, anche se in corrispondenza di tale tratto non ? previsto un appoggio corrispondente sulla matrice, ma per la forma del tagliente affilato e/o appuntito in detta zona frontale del o dei punzoni. In un momento successivo, con la progressiva penetrazione del o dei punzoni, avviene la tranciatura lungo i tratti laterali dello o degli stessi punzoni penetranti nella fessura fra gli spigoli longitudinale della matrice, mentre lungo il tratto posteriore del o dei punzoni non avviene tranciatura per mancanza di spigolo di riscontro corrispondente sulla matrice e per mancanza di tagliente o punta sul o sui punzoni, determinando la piegatura delle linguette cos? formate verso la scanalatura prevista sulla matrice.
In base alla struttura del materiale dei lembi aderenti in cartone, carta o in laminato plastico da collegare secondo l?invenzione tramite una singola perforazione perforante, rispettivamente l?esecuzione di una o pi? serie di punzonature distanziate fra di loro, e/o in base alla corrispondenza (non precisa) fra i taglienti laterali dei punzoni e gli spigoli di riscontro sulla matrice, le linee laterali della tranciatura in pratica si presentano con sfilacciature e/o bavature determinando che, nel tentativo di allontanare successivamente gli strati collegati tramite una sola o una o pi? la serie di punzonature, dette linguette tranciate e piegate oppongono resistenza per il fatto che le linguette con i bordi esterni sfilacciati e/o dotati di bavatura si presentano leggermente pi? larghe rispetto alle singole perforazioni anch?esse a bordi sfilacciati e/o dotati di bavatura e quindi pi? strette. Applicando una certa forza di allontanamento fra gli strati aderenti, dette linguette tranciate e piegate vengono deformate scorrendo una sull?altra, variando l?angolo di piegatura e la loro estrazione forzata attraverso i corrispondenti fori di punzonatura avviene determinando l?appiattimento di dette sfilacciature e/o bavature sporgenti dai lati tranciati. Detta deformazione delle linguette e l?appiattimento delle sfilacciature e/o bavature determinano lo sforzo richiesto per lo scioglimento del collegamento fra gli strati aderenti punzonati secondo l?invenzione, rispettivamente per il loro allontanamento determinante per esempio l?apertura dell'imballaggio.
L?invenzione non esclude una tranciatura delle linguette con lato di piegatura parallelo alla direzione di avanzamento dei lembi in lavorazione, in questo caso l?utensile di punzonatura ? privo di tagliente o spigolo tranciante lungo uno dei lati e la matrice, sul lato corrispondente, ? priva di spigolo di riscontro. Inoltre l'invenzione non esclude l?impiego di utensili di punzonatura dotati di tagliente trasversale rispetto alla direzione del movimento di avanzamento degli strati in lavorazione, determinando l?esecuzione di due linguette piegate verso la fessura della matrice, ciascuna con linea di piegatura trasversale rispetto all?avanzamento degli strati in lavorazione.
L?invenzione comprende l?esecuzione di pi? file parallele di punzonatura allo scopo di garantire un collegamento pi? resistente, richiedente uno sforzo maggiore per il suo scioglimento.
L?utensile multiplo di punzonatura secondo l?invenzione pu? essere del tipo rotante, avente forma di lama di sega circolare, fungendo i singoli denti sporgenti radialmente, appositamente sagomati, da punzoni. L?utensile multiplo di punzonatura a moto alternato invece pu? avere forma a pettine con i singoli punzoni sporgenti disposti secondo una o pi? file parallele, in questo caso ? necessario che la punzonatura avvenga ad oggetto in lavorazione fermo, rispettivamente che l?utensile venga spostato in sincronismo con l?oggetto soggetto a punzonatura e riportato (a scatto) in posizione di successiva punzonatura, in seguito a ciascun tratto punzonato con un solo movimento di penetrazione.
Secondo l?invenzione, in caso di unione fra lembi di estensione limitata, per esempio di contenitori aventi dimensioni ridotte, questi possono essere giuntati mediante l?esecuzione di una sola punzonatura a linguetta semplice di forma allungata o a due linguette con linee di piegatura disposte secondo la direzione di avanzamento dei lembi in lavorazione.
L?invenzione viene spiegata pi? da vicino in base a pi? esempi di esecuzione del procedimento di collegamento secondo l?invenzione eseguito da diversi dispositivi di punzonatura illustrati schematicamente nei disegni allegati, i quali hanno scopo puramente esplicativo e non limitativo.
La Fig. 1 illustra in vista laterale un utensile multiplo rotante di punzonatura secondo l'invenzione avente forma di lama di sega circolare agente sui lembi sovrapposti di chiusura di un imballaggio in cartone per frutta, aderenti su un elemento longitudinale con scanalatura fungente da matrice di punzonatura; non ? illustrato il dispositivo per l?avanzamento dell'imballaggio in lavorazione che pu? essere del tipo a nastro trasportatore, a rulli o a cingoli.
La Fig. 2 illustra in vista frontale lo stesso dispositivo di punzonatura rappresentato in Fig. 1 con l?utensile multiplo di punzonatura rotante e l?elemento allungato fungente da matrice rappresentati sezionati secondo il piano di sezionamento II-II indicato in Fig. 1.
La Fig. 3 illustra in vista prospettica una porzione dei lembi di cartone aderenti fra di loro sui quali sono stati eseguite punzonature secondo l?invenzione aventi forma rettangolare.
La Fig. 4 illustra le punzonature illustrate in Fig. 3 sezionate secondo il piano di sezionamento IV-IV indicato in Fig. 3.
La Fig. 5 illustra in vista laterale una punzonatura secondo l?invenzione eseguita tramite un punzone singolo a moto alternato.
La Fig. 5a illustra in vista dall?alto una porzione di due lembi di cartone collegati con punzonatura a sezione trapezoidale.
La Fig. 5b illustra in vista dall?alto una porzione di due lembi di cartone collegati con punzonatura a sezione circolare.
La Fig. 6 illustra in vista laterale la punzonatura con punzone a tagliente trasversale e due piani inclinati determinanti la formazione di due linguette piegate verso la fessura della matrice con piegatura lungo due linee trasversali rispetto al movimento di avanzamento dei lembi in lavorazione.
La Fig. 7 illustra in vista prospettica due lembi giuntati tramite punzonature rettangolari con linee di piegatura laterali, parallele rispetto al movimento di avanzamento.
La Fig. 7a illustra la vista prospettica di una porzione di lembi giuntati tramite una punzonatura singola di forma allungata con linea di piegatura laterale parallela alla direzione del movimento di avanzamento.
La Fig. 7b illustra la vista prospettica di una porzione di lembi giuntati tramite una punzonatura singola di forma allungata con due linguette piegate secondo linee di piegatura laterali parallele alla direzione del movimento di avanzamento.
Un imballaggio in cartone 5, avente forma di vaschetta per contenere della frutta 7, ? provvisto superiormente di due lembi di chiusura aderenti fra di loro, uno inferiore 5i ed uno superiore 5s. Detti lembi 5i, 5s sono formati dal prolungamento delle pareti laterali longitudinali dell?imballaggio 5 e formano, in posizione ripiegata sovrapposta, una intercapedine 5b libera per il passaggio su un elemento allungato 4 dotato di scanalatura longitudinale 4a con spigoli di riscontro 4b fungente da matrice di punzonatura. L?imballaggio 5 viene fatto avanzare 5a a moto continuo, con il lembi di chiusura 5i e 5s sovrapposti ed aderenti su detto elemento allungato 4 fungente da matrice di punzonatura, per esempio tramite nastro trasportatore, rulli o cingoli, non illustrati (Fig. 1). Superiormente a detto elemento allungato ed in corrispondenza alla scanalatura longitudinale 4a dell?elemento matrice 4 ? supportato su un albero 2 un utensile di punzonatura 1 multiplo rotante 1r avente forma di lama di sega circolare. I singoli denti 1a di detto utensile 1 fungono da punzoni trovando, durante la loro penetrazione attraverso i due lembi 5i, 5s di chiusura dell'imballaggio 5, nella scanalatura 4a, un riscontro sugli spigoli 4b laterali dell?elemento matrice 4 sottostante. I singoli denti 1a fungenti da punzoni sono dotati frontalmente di tagliente 1 b trasversale il quale durante la penetrazione attraverso i lembi 5i, 5s esegue un taglio nonostante la mancanza di uno spigolo di riscontro sull?elemento matrice 4, per il fatto che nella zona corrispondente si trova la scanalatura 4a. Lateralmente invece i singoli denti 1a incontrano come riscontro i due spigoli longitudinali 4b laterali della scanalatura 4a ottenendo in detta zona una tranciatura dei lembi 5i, 5s. Posteriormente lo stesso dente 1a ? privo di tagliente o spigolo trasversale e pure l?elemento longitudinale 4 fungente da matrice ? privo di spigolo di riscontro trasversale per cui, in questa zona, non si ha ne taglio, ne tranciatura ma la piegatura di ambo le linguette 5z verso la scanalatura 4a lungo una linea 5e.
In relazione alle caratteristiche dei materiali punzonati ed alla corrispondenza relativa fra la sezione dei denti 1a aventi funzione di punzone e gli spigoli 4b dell?elemento longitudinale 4 fungente da matrice, la tranciatura delle linguette 5z in pratica si presenta con sfilacciature e/o dotata di bavature presenti sia lungo i tratti laterali delle linguette 5z che lungo i tratti laterali dei fori di punzonatura 5c. Dette sfilacciature e/o bavature sporgenti comportano che, per ottenere l?estrazione delle linguette 5z dai corrispondenti fori di punzonatura 5c, cio? per ottenere lo scioglimento del collegamento fra i due lembi 5i e 5s, ? necessario applicare una forza atta ad appiattire, sia le sfilacciature e/o bavature sporgenti lateralmente dalle linguette 5z, sia quelle sporgenti lateralmente dai fori di punzonatura 5c.
Le punzonature 5c secondo l?invenzione sono distanziate fra di loro da zone non punzonate 5d di estensione varia; punzonature pi? vicine fra di loro comportano una tenuta pi? efficace del collegamento, rispettivamente richiedono uno sforzo maggiore per il loro scioglimento.
Punzonature 5c aventi sezione a tratti laterali divaricanti, per esempio a trapezio (Fig. 5a), a linee curve, per esempio a cerchio (Fig. 5b), oppure sezioni a contorni diramati, comportano una tenuta pi? resistente allo scioglimento rispetto a sezioni a linee parallele (quadrate o rettangolari).
In caso di utensile di punzonatura unico 11 a moto alternato 11 a (Fig. 5), esso convenientemente ? dotato frontalmente di un tagliente e/o di una punta 11 b mentre posteriormente ? inclinato 11 c ottenendo che, l?avanzamento 5a dell?imballaggio con i lembi di chiusura sovrapposti 5i, 5s, in lavorazione non ? ostacolato per il fatto che la superficie inclinata 11 c, appena l?utensile 11 inizia il movimento di retrazione progressiva, determina il disimpegno progressivo dal contatto con le linguette 5z piegate verso la scanalatura 4a dell?elemento matrice 4.
Naturalmente l?utensile di punzonatura unico 11 a moto alternato potrebbe essere sostituito da un utensile multiplo con i singoli elementi di punzonatura disposti affiancati lateralmente e/o anche secondo il senso di avanzamento 5a dell?oggetto in lavorazione.
In particolare, in caso di utensili multipli a moto alternato ? indispensabile che questi siano o supportati mobili in sincronismo con il movimento di avanzamento 5a dell?oggetto 5 in lavorazione durante la fase di punzonatura e riportati (a scatto) successivamente per l?esecuzione delle punzonature seguenti, oppure che l?avanzamento 5a dell?oggetto in lavorazione 5 avvenga con interruzioni durante l'esecuzione della punzonatura tramite l?utensile supportato fisso.
In tutti i sistemi di punzonatura sopra descritti si fa uso di pressori 3, eventualmente regolabili, agenti in modo da premere i lembi 5i, 5s sovrapposti da collegare tramite punzonatura secondo l'invenzione, aderenti all?elemento longitudinale 4 fungente da matrice.
Secondo una variante gli utensili di punzonatura 11 possono essere dotati di tagliente 11c in zona frontale centrale (Fig. 6) in modo da eseguire una punzonatura determinante la formazione di due linguette 5x, 5y simmetriche o asimmetriche piegate verso l'interno della scanalatura 4a secondo le linee trasversali di piegatura 5e.
Le punzonature 5z inoltre possono essere prodotte da utensili 1a, 11 con tagliente 1 b, 11 b disposto lungo uno dei lati paralleli alla direzione di avanzamento 5a dei lembi in lavorazione (FIG. 7) per la realizzazione di linguette 5z con linea di piegamento 5e laterale, in posizione opposta alla linea di taglio laterale. Detta forma di esecuzione permette anche la realizzazione di punzonature aventi forma molto allungata (Fig. 7a), per esempio in caso del collegamento di lembi di dimensioni ridotte tramite una punzonatura unica allungata. Utilizzando un utensile di punzonatura a tagliente 11 b previsto in zona frontalmente centrale e disposto secondo la direzione di avanzamento 5?, ? possibile realizzare delle punzonature con linguette 5x, 5y simmetriche o asimmetriche piegate secondo linee 5e parallele alla direzione di avanzamento 5a.
Claims (9)
1. Procedimento per il collegamento scioglibile, senza l?apporto di collanti, elementi di cucitura o gratfettatura, di strati di cartone, carta o di laminato plastico aderenti fra di loro e fatti avanzare (5a) appoggiati su un elemento longitudinale (4) dotato di scanalatura (4a) fungente da matrice, facente da riscontro ad un utensile semplice o multiplo di punzonatura (1, 11), caratterizzato dal fatto che consiste nell?esecuzione di una sola punzonatura perforante (5c) o di una o pi? serie di punzonature perforanti (5c) intervallate da zone non punzonate (5d), che ciascuna di dette punzonature comporta la formazione di linguette (5z) ricavate su almeno un lato per taglio trasversale o parallelo rispetto alla scanalatura (4a) dell?elemento matrice (4) determinato da tagliente (1 b, 11 b) e/o dalla punta del punzone (1a, 11), senza incontrare uno spigolo corrispondente di riscontro sull?elemento matrice (4), che su dette linguette (5z) la tranciatura determina su almeno uno dei bordi laterali o trasversali delle stesse la formazione di sfilacciature e/o bavature sporgenti, che pure nei fori di punzonatura (5c) corrispondenti si determina la formazione di sfilacciature e/o bavature sporgenti dai bordi corrispondenti a detti bordi laterali delle linguette (5z), che la formazione di dette sfilacciature e/o bavature ? determinata dalla corrispondenza relativa fra i fianchi dei punzoni (1 a, 11) e gli spigoli di risconto (4b) sull?elemento longitudinale (4a) fungente da matrice determinante una
tranciatura, che il lato delle linguette (5z) opposto al lato tagliato tramite tagliente (1 b, 11 b) non subisce taglio o tranciatura e viene piegato, secondo una linea (5e) opposta alla linea di taglio, dallo stesso punzone (1a, 11) penetrante nella fessura (4a) della matrice (4), dove il punzone non incontra uno spigolo di riscontro, rispettivamente dove detto spigolo (4b) ? smussato o arrotondato.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che le punzonature perforanti (5c) con formazione di linguette (5z) piegate sono prodotte per avanzamento (5a) degli strati sovrapposti (5i, 5s) lungo l?estensione longitudinale dell'elemento fungente da matrice (4) ed aderente a questo e per punzonatura tramite un utensile singolo (11) o multiplo di punzonatura azionato a moto alternato (11 a) in sincronismo con il movimento di avanzamento (5a) continuo o discontinuo, determinando fra le singole punzonature (5c) delle zone (5d) prive di punzonatura.
3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che le punzonature perforanti (5c) sono prodotte per avanzamento (5a) degli strati sovrapposti (5i, 5s) lungo l?estensione longitudinale dell?elemento fungente da matrice (4) ed aderente a questo e per punzonatura tramite un utensile multiplo (1) rotante (1r) avente forma di lama di sega circolare dotata di una serie di denti punzonatori (1a) sporgenti radialmente e che la rotazione di detto utensile multiplo di punzonatura (1) avviene in sincronismo con il movimento di avanzamento (5a), determinando fra le singole punzonature (5c) delle zone (5d) prive di punzonatura, corrispondenti al vano fra i singoli denti (1a) di punzonatura in posizione di massima penetrazione.
4. Dispositivo per la realizzazione di collegamenti scioglibili secondo il procedimento indicato nelle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che l?elemento longitudinale (4) provvisto di scanalatura longitudinale (4a) funge da matrice per un utensile multiplo rotante di punzonatura (1) avente forma di lama di sega circolare con denti di punzonatura (1a) sporgenti radialmente, supportato rotante (1r) su un albero regolabile (1v) rispetto a detto elemento longitudinale (4) in modo che detti denti di punzonatura (1a) penetrino almeno parzialmente in detta scanalatura (4a), che su detto elemento (4) vengono fatti avanzare (5a) con moto continuo, sincronizzato con la rotazione (1 r), tramite nastro trasportatore, rulli o cingoli, gli strati in cartone (5i, 5s) o in laminato plastico, da collegare tramite l?esecuzione di almeno una serie di punzonature (5c) intervallate da zone non punzonate (5d), che detti strati (5i, 5s) vengono mantenuti aderenti fra di loro ed aderenti all?elemento fungente da matrice (4), almeno nella zona di punzonatura, tramite pressori (3) previsti lateralmente all?utensile di punzonatura multipla (1) e che durante la punzonatura soltanto gli spigoli laterali dei singoli denti punzonatori (1a) trovano riscontro sugli spigoli (4b) dell?elemento (4) fungente da matrice.
5. Dispositivo per la realizzazione di collegamenti scioglibili secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che le punzonature singole, rispettivamente la o le, serie di punzonature (5c) vengono eseguite tramite utensile di punzonatura singolo (11) azionato (1 1a) perpendicolarmente rispetto all?elemento fungente da matrice (4) e che detto azionamento avviene in sincronismo con il movimento di avanzamento (5a) continuo o intermittente impresso agli strati in cartone (5i, 5s) o in laminato plastico.
6. Dispositivo per la realizzazione di collegamenti scioglibili secondo le rivendicazioni 4 e 5, caratterizzato dal fatto che, per la realizzazione di due o pi? serie parallele di punzonature (5c), sullo stesso albero (2) sono montati due o pi? utensili multipli rotanti di punzonatura (1), rispettivamente l?utensile singolo di punzonatura (11) ? sostituito da un utensile multiplo a due o pi? punte di punzonatura affiancate, distanziate fra di loro e che in detti casi l?elemento longitudinale (4) fungente da matrice ? provvisto di due o pi? scanalature longitudinali (4a) posizionate e distanziate in modo da corrispondere alle zone di penetrazione delle punte di punzonatura.
7. Dispositivo per la realizzazione di collegamenti scioglibili secondo le rivendicazioni da 4 a 6, caratterizzato dal fatto che l?utensile singolo di punzonatura (11) ? sostituito da un utensile multiplo dotato di due o pi? punte di punzonatura disposte in successione rispetto al movimento (5a) impresso agli strati di cartone (5i, 5s) e distanziati fra di loro e che in questo caso detto movimento (5a) ? intermittente con avanzamenti pari all?estensione della zona longitudinale di punzonatura eseguita dall?utensile multiplo.
8. Dispositivo secondo le rivendicazioni da 4 a 7, caratterizzato dal fatto che la sezione trasversale dei denti di punzonatura (1a), rispettivamente del o dei punzoni (11) azionati a moto alternato (11 a), pu? avere forma rettangolare, quadrata, trapezoidale, circolare, a stella o ramificata.
9. Dispositivo secondo le rivendicazioni da 4 a 8, caratterizzato dal fatto che i punzoni (11) o i singoli denti di punzonatura (1a) presentano un tagliente (11 b, 1b) in zona frontalmente centrale disposto trasversalmente rispetto all?estensione longitudinale della scanalatura (4a) sull?elemento matrice (4) o disposto fra gli spigoli laterali (4b) di detta scanalatura (4a) e parallelo a questi.
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