IT202000023347A1 - AUTOMATED BLANKING AND DRAWING MOLD FOR THE PRODUCTION OF PAPER TRAYS - Google Patents

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Description

Descrizione dell?invenzione avente per titolo: Description of the invention entitled:

?STAMPO AUTOMATIZZATO DI TRANCIATURA ED IMBUTITURA PER LA PRODUZIONE DI VASSOI DI CARTA? ?AUTOMATIC SHUTTING AND DRAWING MOLD FOR THE PRODUCTION OF PAPER TRAYS?

Descrizione Description

Campo della tecnica field of technique

La presente invenzione opera nell?ambito della produzione di prodotti di carta. Pi? specificamente, l?oggetto del presente brevetto riguarda un sistema di tranciatura ed imbutitura automatizzato per ottimizzare la produzione di vassoi di carta. The present invention operates in the field of the production of paper products. Pi? specifically, the object of the present patent relates to an automated shearing and drawing system for optimizing the production of paper trays.

Arte nota Known art

I vassoi sono ampiamente utilizzati per confezioni di alimenti freschi o gi? pronti. I vassoi sono fatti di materiali fibrosi come cartone o cartone rivestito di polimero, o metallo come l?alluminio e chiusi con una pellicola polimerica termosaldata o un coperchio di cartone rivestito di polimero. Il rivestimento polimerico ? fornito per trasformare il materiale a tenuta di liquidi e gas, nonch? per la termosaldabilit?. La durata di conservazione degli alimenti freschi ? molto breve e spesso ? richiesta una sigillatura a prova di perdite e a tenuta d?aria. Alcuni alimenti richiedono anche un vassoio di confezionamento piuttosto rigido. Per la produzione di un vassoio mediante imbutitura profonda, uno sbozzato di materiale in foglio viene posizionato tra un utensile di stampaggio maschio e uno femmina, e gli strumenti di stampaggio vengono quindi spostati l?uno rispetto all?altro, per formare il vassoio. The trays are widely used for packing fresh or already cooked food. ready. The trays are made of fibrous materials such as cardboard or polymer-coated cardboard, or metal such as aluminum and closed with a heat-sealed polymer film or polymer-coated cardboard lid. The polymer coating? supplied to transform the material tight to liquids and gases, as well as? for heat sealability. The shelf life of fresh foods ? very short and often ? required a leak-proof and airtight seal. Some foods also require a rather rigid packaging tray. To produce a tray by deep drawing, a blank of sheet material is placed between a male and a female stamping tool, and the stamping tools are then moved relative to each other, to form the tray.

I principali problemi nella produzione di vassoi di carta sono l?inserimento corretto del materiale all?interno del macchinario, il taglio del materiale in fogli senza lasciare filamenti residui, lo strappo del materiale in foglio durante l?imbutitura e la gestione dell?increspatura del cartone durante la formazione del vassoio. L?increspatura ? un handicap dei materiali, in particolare carta, cartone e metalli, che hanno una limitata plasticit? e adattabilit? alla modellatura nel processo. Le rughe si verificano soprattutto negli angoli dei vassoi di forma generalmente rettangolare, ma anche lungo le pareti laterali e la flangia periferica dei vassoi circolari e ovali. The main problems in the production of paper trays are the correct insertion of the material inside the machine, the cutting of the sheet material without leaving residual filaments, the tearing of the sheet material during the drawing and the management of the crease of the paper. cardboard during tray formation. The ripple ? a handicap of materials, especially paper, cardboard and metals, which have limited plasticity? and adaptability? to shaping in the process. The wrinkles occur mainly in the corners of the generally rectangular shaped trays, but also along the side walls and the peripheral flange of the circular and oval trays.

Alcune privative internazionali, come ad esempio quella americana con brevetto US4026458, propongono una tecnica in grado di consentire la formazione di grinze controllandole mediante linee di incisione fatte in precedenza, che determinano la posizione delle pieghe forzate sul materiale mentre viene disegnato sulla forma di un vassoio. Some international patents, such as for example the American one with patent US4026458, propose a technique capable of allowing the formation of wrinkles by controlling them by previously made incision lines, which determine the position of the forced folds on the material as it is drawn on the shape of a tray .

Tuttavia non si dispone di un macchinario ottimizzato in grado di risolvere tutte le problematiche elencate precedentemente. However, we do not have an optimized machine capable of solving all the problems listed above.

Un ulteriore problema degli strumenti di stampaggio ? che, poich? la dimensione del vassoio viene variata, ciascuna dimensione richiede strumenti propri, senza adattabilit? alle diverse profondit?, forme o dimensioni del vassoio. Lo stesso vale per lo spessore o la lunghezza del materiale in foglio utilizzato. Another problem with stamping tools? that, since? the size of the tray is varied, each size requires its own tools, without adaptability? to the different depths, shapes or dimensions of the tray. The same goes for the thickness or length of the sheet material used.

Scopo del presente brevetto ? quindi quello di risolvere le suddette problematiche fornendo un unico sistema (stampo) in grado di ottimizzare ed automatizzare le fasi principali della produzione di vassoi riducendo notevolmente i gli scarti e velocizzando il lavoro svolto. Purpose of this patent? therefore that of solving the aforementioned problems by providing a single system (mould) capable of optimizing and automating the main phases of tray production, considerably reducing waste and speeding up the work performed.

Descrizione dell?invenzione Description of the invention

Secondo la presente invenzione viene realizzato un sistema di tranciatura ed imbutitura automatizzato la produzione di vassoi che risolve efficacemente le problematiche suesposte. According to the present invention an automated shearing and drawing system is provided for the production of trays which effectively solves the above problems.

La presente invenzione ha lo scopo di ottimizzare la produzione di vassoi riducendo notevolmente la quantit? di scarti prodotti e velocizzando il processo. The present invention has the purpose of optimizing the production of trays by considerably reducing the quantity? of waste products and speeding up the process.

Il metodo secondo l?invenzione comprende almeno un rullo atto al tiraggio e allo scorrimento della bobina di materiale cartaceo all?interno dello stampo. Detto stampo ? composto da: The method according to the invention comprises at least one roller suitable for pulling and sliding the reel of paper material inside the mould. Said mold ? composed of:

(i) un?area di tranciatura costituita da una lama atta ad inserirsi all?interno di una fessura corrispondente per eseguire il taglio del pezzo da lavorare che viene frapposto tra lama e fessura; (i) a shearing area consisting of a blade adapted to be inserted into a corresponding slot to cut the piece to be machined which is placed between the blade and the slot;

(ii) un?area di aspirazione, di transizione tra l?area di tranciatura e l?area successiva, nella quale vengono eliminati gli sfridi; (ii) an aspiration area, of transition between the shearing area and the following area, in which the scraps are eliminated;

(iii) un?area di imbutitura costituita da uno strumento di stampaggio femmina il quale comprende una cavit? per formare il fondo del vassoio verso l?esterno, e uno strumento di stampaggio maschio, che comprende uno stantuffo per formare il vassoio strappato internamente. (iii) a drawing area consisting of a female stamping tool which includes a cavity? to form the bottom of the tray outward, and a male molding tool, which includes a plunger to form the torn tray inward.

Detto sistema ottimizza in un unico macchinario, ovvero lo stampo, la lavorazione del materiale secondo le seguenti fasi: This system optimizes the processing of the material according to the following phases in a single machine, i.e. the mould:

A. Fase di tranciatura: in detta fase di tranciatura il materiale cartaceo passa attraverso l?area di tranciatura dove detta lama entra a contatto con la lamiera (foglio di materiale sbobinato). La lama lo attraversa fino a inserirsi in una corrispondente fessura generando un taglio e di conseguenza la separazione del pezzo che former? il vassoio dal materiale dalla bobina. B. Fase di aspirazione degli sfridi: in detta fase di aspirazione degli sfridi delle ventose posizionate sul retro dello stampo aderiscono sul pezzo appena tranciato trasportandolo nella stazione successiva per continuare la lavorazione. Allo stesso modo le ventose di aspirazione sfridi aderiscono sul materiale di scarto per condurlo fuori dallo stampo mantenendo in tal modo pulita l?area d?imbutitura evitando che possibili scarti si sovrappongano involontariamente sul pezzo durante l?imbutitura o rimangano incastrati nello stampo. A. Shearing phase: in this shearing phase the paper material passes through the shearing area where said blade comes into contact with the sheet metal (sheet of uncoiled material). The blade crosses it until it enters a corresponding slot, generating a cut and consequently the separation of the piece that will form? the tray from the material from the reel. B. Scrap suction phase: in this scrap suction phase, the suction cups positioned on the back of the mold adhere to the piece that has just been cut, transporting it to the next station to continue processing. In the same way, the scrap suction cups adhere to the scrap material to lead it out of the mold, thus keeping the drawing area clean, avoiding that possible scraps accidentally overlap on the piece during drawing or get stuck in the mold.

C. Fase d?imbutitura: in detta fase d?imbutitura detto pezzo staziona nell?area d?imbutitura dove viene spinto da un punzone all?interno di una matrice. L?imbutitura conferisce a detto pezzo una forma semiscatolare o comunque tridimensionale generando il prodotto finito. C. Drawing phase: in this drawing phase, said piece is stationed in the drawing area where it is pushed by a punch inside a die. The deep drawing gives the piece a semi-box or in any case three-dimensional shape, generating the finished product.

Vantaggiosamente detto stampo ? monitorato da un dispositivo di controllo atto a verificare la lunghezza del taglio durante la fase di tranciatura e di configurare le dimensioni del vassoio senza dover interrompere la produzione. Advantageously said mold ? monitored by a control device capable of verifying the length of the cut during the blanking phase and to configure the dimensions of the tray without having to interrupt production.

Un?altra vantaggiosa opzione dello stampo della presente invenzione prevede che la lama di tranciatura sia riscaldata da resistenze elettriche per un taglio pi? preciso ed accurato, senza alcuna bava. In particolare la temperatura della lama pu? essere vantaggiosamente regolabile per mezzo di un apposito attuatore entro parametri prestabiliti atti a evitare la bruciatura del materiale in prossimit? del taglio. Another advantageous option of the mold of the present invention provides that the shearing blade is heated by electrical resistances for a smoother cut. precise and accurate, without any burr. In particular, the temperature of the blade pu? be advantageously adjustable by means of a special actuator within pre-established parameters designed to avoid burning of the material in the vicinity? of the cut.

I vantaggi offerti dalla presente invenzione sono evidenti alla luce della descrizione fin qui esposta e saranno ancora pi? chiari grazie alla figura annessa e alla relativa descrizione dettagliata. The advantages offered by the present invention are evident in the light of the description set forth up to now and will be even more clear thanks to the accompanying figure and its detailed description.

Descrizione delle figure Description of the figures

L?invenzione verr? qui di seguito descritta in una forma di realizzazione preferita a titolo esplicativo e non limitativo con l?ausilio della figura annessa, nella quale: - FIGURA 1 mostra una vista in 3D dello stampo per la tranciatura e imbutitura di vassoi di carta. The invention will come described hereinafter in a preferred embodiment by way of explanation and not of limitation with the aid of the annexed figure, in which: - FIGURE 1 shows a 3D view of the mold for shearing and drawing paper trays.

Descrizione dettagliata dell?invenzione Detailed description of the invention

La presente invenzione verr? ora illustrata a titolo puramente esemplificativo ma non limitativo o vincolante, ricorrendo alla figura la quale illustra una realizzazione relativamente al presente concetto inventivo. This invention will come now illustrated purely by way of example but not in a limiting or binding way, making use of the figure which illustrates an embodiment with respect to the present inventive concept.

Con riferimento alla FIG. 1 ? mostrato uno stampo di tranciatura ed imbutitura automatizzato per ottimizzare la produzione di vassoi di carta. La forma di realizzazione qui descritta rappresenta una particolare applicazione dell?invenzione, la quale pu? essere estesa a molteplici impieghi. Referring to FIG. 1 ? shown an automated shearing and drawing die to optimize the production of paper trays. The embodiment described here represents a particular application of the invention, which can be extended to multiple uses.

Detto sistema comprendere almeno un rullo 10 atto al tiraggio e allo scorrimento della bobina di materiale cartaceo all?interno di detto stampo 20. Il sistema presentato ottimizza in un unico macchinario la lavorazione del materiale secondo le seguenti fasi: Said system comprises at least one roller 10 suitable for pulling and sliding the reel of paper material inside said mold 20. The presented system optimizes the processing of the material in a single machine according to the following steps:

A. Fase di tranciatura: in detta fase di tranciatura il materiale della bobina passa attraverso l?area di tranciatura 11 dove detta lama entra a contatto con il materiale nel quale penetra fino a raggiungere una fessura dall?altra parte dello stampo, generando un taglio e di conseguenza la separazione del pezzo che former? il vassoio dal materiale dalla bobina. Detta lama ? caratterizzata da una tempra a 60 HRC la quale permette di operare un taglio netto e pulito per un numero molto elevato di cicli senza incorrere in sbavature. Detta lama pu? essere utilizzata a caldo in caso si necessiti di una forza di tranciatura molto elevata a seconda del materiale in lavorazione. A. Shearing phase: in said shearing phase the material of the coil passes through the shearing area 11 where said blade comes into contact with the material into which it penetrates until it reaches a slot on the other side of the mould, generating a cut and consequently the separation of the piece that will form? the tray from the material from the reel. Said blade? characterized by a hardening at 60 HRC which allows to operate a clean and clear cut for a very high number of cycles without incurring burrs. This blade can be used hot if a very high shearing force is required depending on the material being processed.

B. Fase di aspirazione degli sfridi: in detta fase di aspirazione degli sfridi dette ventose posizionate sul retro dello stampo 20 aderiscono su detto pezzo trasportandolo nella stazione successiva per continuare la lavorazione. Allo stesso modo altre ventose 13 di aspirazione sfridi aderiscono sul materiale di scarto per condurlo fuori dallo stampo 20 mantenendo in tal modo pulita l?area di imbutitura 12 evitando che possibili scarti si sovrappongano involontariamente sul pezzo durante l?imbutitura o rimangano incastrati nello stampo. B. Scrap suction phase: in said scrap suction phase, said suction cups positioned on the back of the mold 20 adhere to said piece, transporting it to the next station to continue processing. In the same way, other scrap suction cups 13 adhere to the scrap material to lead it out of the mold 20, thus keeping the drawing area 12 clean, preventing possible scraps from involuntarily superimposing themselves on the piece during drawing or remaining stuck in the mold.

C. Fase di imbutitura: in detta fase d?imbutitura detto pezzo staziona nell?area di imbutitura 12 dove viene spinto da un punzone all?interno di una matrice. L?imbutitura conferisce a detto pezzo una forma tridimensionale generando il prodotto finito: il vassoio. C. Drawing phase: in said drawing phase said piece is stationed in the drawing area 12 where it is pushed by a punch inside a die. The deep drawing gives this piece a three-dimensional shape generating the finished product: the tray.

Nella sua forma di realizzazione preferita, lo stampo ? monitorato da un dispositivo di controllo atto a verificare la lunghezza del taglio durante la fase di tranciatura e di configurare le dimensioni del vassoio senza dover interrompere la produzione. Detto dispositivo ? atto inoltre al controllo della tensione di detta bobina su detto rullo 10 emettendo un segnale acustico in caso la tensione di detto materiale superi un certo valore prestabilito evitando fratture involontarie del materiale durante il tiraggio all?interno dello stampo 20 con conseguente produzione di scarti e stop della produzione affinch? possa essere ripristinato il sistema da un operatore. In its preferred embodiment, the mold is monitored by a control device capable of verifying the length of the cut during the blanking phase and to configure the dimensions of the tray without having to interrupt production. Said device ? also suitable for controlling the tension of said reel on said roller 10 by emitting an acoustic signal in case the tension of said material exceeds a certain pre-established value, avoiding involuntary fractures of the material during the drawing inside the mold 20 with consequent production of rejects and stops of the production so that? the system can be reset by an operator.

Vantaggiosamente il presente sistema appena descritto assicura una notevole velocit? di esecuzione delle attivit? completamente automatizzata, un?alta qualit? del prodotto finale e una riduzione notevole degli scarti. Advantageously, the present system just described ensures a considerable speed? of execution of the activities? fully automated, a? high quality? of the final product and a significant reduction in waste.

? infine chiaro che all?invenzione fin qui descritta possono essere apportate modifiche, aggiunte o varianti ovvie per un tecnico del ramo, senza per questo fuoriuscire dall?ambito di tutela che ? fornito dalle rivendicazioni annesse. ? finally, it is clear that modifications, additions or variations that are obvious to a person skilled in the art can be made to the invention described up to now, without thereby departing from the scope of protection which ? provided by the appended claims.

Claims (7)

RivendicazioniClaims 1. Sistema di tranciatura ed imbutitura automatizzato per la produzione di vassoi di carta, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un rullo (10) atto al tiraggio e allo scorrimento di una bobina di materiale cartaceo all?interno di uno stampo (20); detto stampo (20) essendo configurato per ottimizzare in un unico macchinario la lavorazione del materiale secondo le seguenti fasi:1. Automated shearing and drawing system for the production of paper trays, characterized in that it comprises at least one roller (10) suitable for pulling and sliding a reel of paper material inside a mold (20); said mold (20) being configured to optimize the processing of the material in a single machine according to the following steps: A. fase di tranciatura: in detta fase di tranciatura il materiale cartaceo attraversa un?area di tranciatura (11) di detto stampo (20) in cui una lama di tranciatura ? contrapposta a una fessura nella quale detta lama, durante detta fase di tranciatura, s?inserisce attraversando il materiale di detta bobina, separando una porzione di materiale che andr? a costituire detto vassoio, generando un taglio e di conseguenza la separazione del pezzo che former? il vassoio dal materiale dalla bobina;A. shearing step: in said shearing step, the paper material passes through a shearing area (11) of said mold (20) in which a shearing blade ? opposed to a slot in which said blade, during said shearing phase, is inserted crossing the material of said reel, separating a portion of material that will go? to constitute said tray, generating a cut and consequently the separation of the piece that will form? the tray from the material from the reel; B. fase di aspirazione degli sfridi: in detta fase di aspirazione degli sfridi una pluralit? di ventose (13) posizionate sul retro dello stampo (20) aderiscono su ogni pezzo appena tranciato trasportandolo nella stazione successiva per continuare la lavorazione; al contempo ulteriori ventose (13) di aspirazione sfridi aderiscono sulle porzioni di materiale da scartare per estrarlo dallo stampo (20) mantenendo pulita un?area di imbutitura (12) a valle;B. phase of aspiration of the scraps: in said phase of aspiration of the scraps, a plurality? of suckers (13) positioned on the back of the mold (20) adhere to each piece that has just been cut, transporting it to the next station to continue processing; at the same time additional scrap suction cups (13) adhere to the portions of material to be discarded to extract it from the mold (20) keeping a downstream drawing area (12) clean; C. fase di imbutitura: in detta fase di imbutitura il pezzo appena tranciato e liberato dagli sfridi, staziona in detta area di imbutitura (12) dove viene sagomato a pressione da un punzone all?interno di una matrice conferendo a detto pezzo la forma tridimensionale prestabilita generando il prodotto finito.C. drawing phase: in said drawing phase, the piece that has just been sheared and freed from scraps is stationed in said drawing area (12) where it is shaped under pressure by a punch inside a matrix, giving said piece the three-dimensional shape established by generating the finished product. 2. Sistema di tranciatura ed imbutitura automatizzato per la produzione di vassoi di carta, secondo la precedente rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta lama atta al taglio e quindi alla separazione del pezzo dal materiale della bobina, durante detta fase di tranciatura, ? realizzata in acciaio temprato a 60 HRC garantendo un taglio netto e preciso per un numero elevato di cicli prima di dover essere affilata nuovamente.2. Automated shearing and drawing system for the production of paper trays, according to the preceding claim 1, characterized in that said blade suitable for cutting and therefore for separating the piece from the reel material, during said shearing step, is made of hardened steel at 60 HRC ensuring a clean and precise cut for a large number of cycles before having to be sharpened again. 3. Sistema di tranciatura ed imbutitura automatizzato per la produzione di vassoi di carta, secondo la precedente rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo di controllo atto a monitorare la lunghezza del taglio e le dimensioni del vassoio; detto dispositivo essendo configurabile per cambiare le dimensioni di taglio evitando fermi alla linea di produzione.3. Automated shearing and drawing system for the production of paper trays, according to the preceding claim 1 or 2, characterized in that it comprises a control device able to monitor the length of the cut and the dimensions of the tray; said device being configurable to change the cutting dimensions avoiding stoppages to the production line. 4. Sistema di tranciatura ed imbutitura automatizzato per la produzione di vassoi di carta, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo di controllo atto a monitorare la tensione di detta bobina su detto rullo (10); detto dispositivo essendo atto ad emettere un segnale acustico nel caso in cui la tensione di detto materiale superi un valore prestabilito, prevenendo quindi possibili fratture o strappi del materiale con conseguente produzione di scarti e perdita di tempo nel ravvio della produzione.4. Automated shearing and drawing system for the production of paper trays, according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a control device suitable for monitoring the tension of said reel on said roll (10); said device being capable of emitting an acoustic signal in the event that the tension of said material exceeds a predetermined value, thus preventing possible fractures or tearing of the material with consequent production of rejects and loss of time in restarting production. 5. Sistema di tranciatura ed imbutitura automatizzato per la produzione di vassoi di carta, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detta tranciatura sia realizzata tramite una lama a caldo, quindi riscaldata tramite resistenze elettriche integrate, atta a separare il pezzo dal materiale della bobina e sigillare i bordi lungo il perimetro del pezzo.5. Automated shearing and drawing system for the production of paper trays, according to any one of the preceding claims, characterized in that said shearing is performed by means of a hot blade, then heated by means of integrated electric resistances, able to separate the piece from the coil material and seal the edges around the perimeter of the workpiece. 6. Sistema di tranciatura ed imbutitura automatizzato per la produzione di vassoi di carta, secondo la precedente rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la temperatura di detta lama di tranciatura ? regolabile tramite un apposito attuatore entro parametri prestabiliti atti a evitare la bruciatura del materiale in prossimit? del taglio.6. Automated shearing and drawing system for the production of paper trays, according to the preceding claim 5, characterized in that the temperature of said shearing blade ? adjustable through a special actuator within pre-established parameters to avoid burning of the material in the vicinity? of the cut. 7. Sistema di tranciatura ed imbutitura automatizzato per la produzione di vassoi di carta, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto sistema, sotto opportuno dimensionamento, pu? essere con bobine di qualsiasi tipo di materiale atto alla formatura di vassoi. 7. Automated shearing and drawing system for the production of paper trays, according to any one of the preceding claims, characterized in that said system, under suitable sizing, can? be with reels of any type of material suitable for forming trays.
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