IT9021505A1 - Procedimento e macchina per la produzione di sacchetti autoeretti in materiale plastico. - Google Patents

Description

La presente invenaione riguarda un procedimento per la produzione di sacchetti che si autoereggono (e che nel seguito saranno chiamati sacchetti autoeretti), particolarmente per sostanze liquide alimentari, partendo da una striscia di materiale plastico floscio terrnosaldabile, e una macchina per realizzare il procedimento.

Nel seguito chiameremo semplicemente materiale plastico detto materiale plastico floscio terrnosaldabile.

Esistono oggi alcune macchine che con vari sistemi, partendo da una striscia piana di materiale plastico terrnosaldabile, permettono di ottenere sacchetti autoeretti grazie ad una particolare conformazione del loro fondo, che assume una forma allargata tramite opportune formature e saldature.

La domanda PCT 89/00949, ad esempio, descrive una di tali macchine nella quale la fase di formatura del fondo avviene mediante guide che obbligano il materiale in una piega a W e, mediante contrapposte teste di termosaldatura , lo saldano per formarlo convenientemente .

Con tale macchina si producono dei contenitori autoeretti a forma di parallelepipedo retto ma, a parte la complessità di detta lavorazione, non hanno grande stabilità in quanto facilmente il baricentro del loro contenuto si sposta ricadendo all'esterno della base di appoggio per cedimento delle pareti floscie verticali.

Esiste altresì già in commercio un tipo di contenitore più stabile del precedente e simile a quello prodotto mediante la presente invenzione, e cioè di forma sostanzialmente tronco-conica, che viene però .realizzato come il precedente partendo da un foglio piano di materiale plastico ed il cui fondo inoltre viene conformato mediante una successione di fasi.

Lo svantaggio di dette lavorazioni consiste, oltre che in una certa complessità e lentezza, soprattutto nei laboriosi procedimenti necessari per ottenere un contenitore sterile, in special modo per uso alimentare. Infatti un foglio piano di materiale plastico può essere facilmente contaminato durante le lavorazioni, e quindi si deve ricorrere a bagni e strutture sterili di protezione dell'intera macchina.

Esistono anche macchine che producono sacchetti particolarmente per sostanze liquide alimentari partendo da una striscia di materiale plastico tubolare, ina tali sacchetti non sono del tipo capace di autoereggersi e quindi comportano difficoltà d'immagazzinamento e, una volta aperti, l'impossibilità di appoggiarli su un piano senza provocare la fuoriuscita del loro contenuto.

Scopo della presente invenzione industriale è realizzare un procedimento, e quindi una macchina per attuarlo, per produrre sacchetti autoeretti in materiale plastico particolarmente per sostanze liquide alimentari , in modo tale che detta produzione risulti rapida ed economica e sia garantita almeno la sterilità interna dei pezzi ottenuti.

L'invenzione, così come caratterizzata nelle rivendicazioni, consiste in un procedimento per realizzare detti sacchetti impiegando un nastro di materiale plastico floscio di sezione tubolare appiattito su un piano di lavoro della macchina inventata e internamente sterilizzato se non altro, perchè il materiale è sottoposto alla temperatura di 180 - 200°C durante l'estrusione; così il nastro tubolare si presenta nella macchina come due fogli sovrapposti, a contatto l'uno con l'altro e uniti fra loro lungo i due bordi longitudinali del nastro dove formano una sorta di U appiattita anch'essa.

Il lettore è consigliato di guardare subito le prime quattro figure dei disegni allegati per comprendere più rapidamente la descrizione che segue. Per facilitare ciò, in dette figure, 1,2, 3 e 4, si mostrano molto distanziati fra loro ì due fogli, superiore e inferiore, del tubo di plastica che si deve intendere posato sul piano di lavoro della macchina per attuare il procedimento, mentre si nota che, in realtà, i due suddetti fogli sono aderenti fra loro.

Convenzionalmente, chiameremo con A qualsiasi punto su uno dei bordi longitudinali del nastro e con B qualsiasi punto sull'opposto bordo longitudinale del nastro; con -nastro- detto nastro di materiale plastico floscio di sezione tubolare internamente sterilizzato, con -longitudinale- la direzione L secondo cui detto nastro avanza nella macchina e con -trasversale- la direzione perpendicolare alla precedente.

Secondo il procedimento, da porzioni P di uguale lunghezza del nastro sono ricavati i sacchetti, uno dopo l'altro. Da quanto detto più sopra, si comprende che ciascuna di dette porzioni P è un segmento di tubo appiattito, con i due bordi longitudinali chiusi a forma di U appiattita che chiameremo convenzionalmente ~ bordi a U-. In ciascuna porzione, una prima parte adiacente al primo bordo a U comprendente i punti A è trattata per produrvi il fondo del sacchetto, nella seconda parte adiacente al secondo bordo a U comprendente i punti B è prodotta l'apertura che verrà usata per introdurre il liquido nel sacchetto finito e i due bordi trasversali di detta porzione di nastro sono termosaldati per chiudere il sacchetto trasversalmente .

La produzione del fondo del sacchetto in detta prima parte comprende in sequenza le fasi di: a) eseguire in detto nastro due tagli trasversali tl, t2 (Fig.l) distanziati della larghezza del sacchetto da produrre, ciascuno esteso da un primo punto A su detto primo bordo a un secondo punto C posto fra detto punto A e il punto B sul secondo bordo per creare una zona a U costituita da due tratte, una che si estende dal punto C sul foglio superiore del nastro al punto A su detto primo bordo e l'altra che si estende dal punto C sul foglio inferiore del nastro a detto punto A, un punto D essendo a metà fra i punti A e C di ciascuna di dette tratte; b) far ruotare (frecce F) ciascuna parte D - C di dette tratte A - C, in direzioni opposte fra loro, per ottenere in detta porzione P una sorta di sezione a T a doppio strato (Fig.2) in cui la traversa è data da dette due parti ruotate e l'asta è data dalla rimanente parte C - B e in cui il punto A si trova a metà di detta traversa; c) saldare fra loro detti due strati della suddetta traversa lungo una linea continua di profilo sensibilmente ellittico E (Fig.3), con l'asse maggiore I-I compreso nel piano del nastro, corrispondente al prescritto profilo del fondo del sacchetto; d) far ruotare dette due parti di detta traversa in direzioni opposte alla rotazione precedente, perchè si sovrappongano l'una sull'altra per formare un profilo a W appiattito (Fig.4) in cui detto punto A sensibilmente coincide con detto punto C e le due punte del W contengono i punti D; e) saldare i due bordi trasversali di detta porzione con una striscia di termosaldatura continua dal punto B al punto D, il tratto B - C essendo composto da due strati e il tratto C - D essendo composto da quattro strati; f) praticare un'apertura 4 lungo detto secondo bordo a U per poter introdurre il contenuto nel sacchetto; g) eseguire due tagli trasversali compresi in dette due strisce di termosaldatura continua per separare il sacchetto finito.

L'invenzione comprende anche una macchina, così come caratterizzata nelle rivendicazioni, che realizza detto procedimento di produzione. Tale macchina dispone di mezzi noti per l'avanzamento intermittente, per tratti corrispondenti alla larghezza del sacchetto, di detto nastro e prevede varie stazioni di lavoro: una stazione in cui organi di taglio effettuano ì due tagli trasversali; una stazione che è dotata di due elementi a piastra simmetrici e contrapposti tra i quali il nastro viene fermato proprio in corrispondenza di dette zone, essendo detti elementi dotati sulle loro facce interne di fori collegati con un dispositivo di aspirazione, e quindi atti a provocare l'aderenza alle loro facce interne delle facce esterne di dette zone del nastro. Detti elementi sono associati al corpo della macchina in modo atto a ruotare di 90* secondo direzioni opposte, provocando quindi l'apertura di dette zone del nastro su un piano sensibilmente perpendicolare a quello di lavoro e cioè detta conformazione a T.

Detta stazione comprende anche mezzi atti a puntare termicamente contro detti elementi a 'piastra in posizione aperta dette zone piegate in modo che mantengano la piegatura anche nella fase successiva in cui cessa l'aspirazione, quindi l'aderenza agli elementi a piastra,! quali vengono infine richiusi per ricominciare il ciclo di lavorazione.

Una stazione è dotata di organi di saldatura, secondo detto profilo a ellisse, di dette zone piegate a T e puntate, e relativi organi di raffreddamento .

La macchina comprende poi organi di guida atti a ripiegare una contro l’altra dette zone saldate in sagoma in modo che il nastro si presenti nuovamente appiattito ad una stazione che comprende mezzi atti ad effettuare una saldatura trasversale da un bordo all'altro del nastro, garantendo dette saldature la tenuta stagna dei bordi laterali dei sacchetti prodotti.

In un' ultima stazione di lavoro i sacchetti vengono separati mediante tagli completi trasversali.

In una soluzione preferita detta macchina realizza un procedimento semplificato e quindi non comprende gli organi di puntatura mentre detti elementi a piastra sono atti a far da riscontri ai blocchi di saldatura in sagoma e di raffreddamento.

Un modo di eseguire l'invenzione è descritto in dettaglio qui di seguito con riferimento ai disegni che illustrano una specifica realizzazione del procedimento e della macchina e in cui la:

Fig.l è una vista parziale in prospettiva di un tubo per fare sacchetti, la

Fig. 2 è una vista parziale in prospettiva di una porzione di detto tubo in una fase del procedimento, la Fìg.3 è una vista frontale in prospettiva di detta porzione, la

Fig.4 è una vista parziale in prospettiva di una porzione di detto tubo in un'altra fase del procedimento, la

Fig. 5 è una vista del sacchetto finito, la

Fig.6 mostra la stazione di taglio parziale trasversale, la

Fig.7 mostra la stazione portante gli elementi per far ruotare dette parti D-C,in posizione di chiusura, la

Fig.8 mostra la stessa stazione di Fig.7 con detti elementi in posizione aperta e .la puntatrice pronta,la Fig. 9 mostra come si presenta detta porzione di nastro trattata nella stazione di cui alla Fig.8,la Fig. 10 mostra la stazione di saldatura in sagoma e raffreddamento, la

Fig. 11 è una vista frontale del mezzo di saldatura in cui la parte tratteggiata indica la superficie di lavoro, la

Fig.12 mostra le due forcelle di richiusura per abbassare le ali del T, la

Fig.13 mostra la stazione di saldatura trasversale e raffreddamento, la

Fig.14 mostra la stazione di taglio finale trasversale di separazione dei sacchetti.

L'esempio si riferisce ad una macchina che viene alimentata con una bobina di nastro tubolare continuo di polietilene appiattito ed internamente sterilizzato .

Da detto nastro tubolare vengono ricavati trasversalmente i sacchetti 1 che si autoe reggono^ del tipo illustrato in Fig.5.

Il nastro viene mosso da mezzi noti ad avanzare a scatti della lunghezza di un passo, cioè della larghezza di un sacchetto, sul piano di lavorazione sul quale agiscono contemporaneamente su porzioni successive del nastro le stazioni che formano il fondo sagomato 2 del sacchetto, i bordi laterali 3 e l'apertura di riempimento 4.

In una prima stazione (Fig.6) la lama 5 è spinta da ingranaggi interni sul braccio 6 ad effettuare i tagli parziali trasversali “t sul nastro tubolare 8 delineando cosi le zone 9 dalle quali vengono ricavati i fondi dei sacchetti.

In una seconda stazione in dette zone 9 vengono effettuate le operazioni illustrate in Fig.2, cioè la divaricazione delle tratte D-C ed il conseguente ripiegamento su dì esse delle tratte A-D.

In detta seconda stazione (Fig.7) interviene un pressino 10 spinto dal pistone 11 sulla zona centrale del nastro in modo da mantenerlo fermo mentre ai suoi bordi da una parte viene operato un taglio a finestra longitudinale, che costituisce l'apertura di riempimento 4 del sacchetto, mediante l'utensile a lama 12 spinto pneumaticamente , e dall'altra si trovano incernierate al corpo della macchina i due elementi piani opposti 13 e 14 in un primo tempo sovrapposti in posizione dì chiusura. Gli elementi 13 e 14 sono conformati a mo'di piastra e presentano sulla facce contrapposte una serie di fori 15 (visibili nella Fig.8) collegati fra loro mediante, una camera interna ed all'esterno tramite i tubi flessibili 16 con un sistema di aspirazione pneumatica non indicato in figura.

La macchina è programmata a praticare in un secondo tempo il vuoto in detti fori 15 e quindi a realizzare l'adesione alle facce interne degli elementi di dette tratte D - C del nastro fra essi comprese .

In un terzo tempo gli elementi 13 e 14 vengono fatti ruotare di 90’ sui loro assi longitudinali provocando detta divaricazione e detto ripiegamento delle tratte A-D rispettivamente sulle tratte D-C a formare le due ali 9a,9b (Fig.9), della traversa di detta conformazione a T del nastro.

In un quarto tempo (Fig.8) interviene una puntatrice ad impulsi 17 le cui ali 17a e I7b saldano dette tratte A-D insieme a quelle D-C contro gli elementi 13 e 14, creando i settori puntati 18 (Fig.9).

In un quinto tempo cessa l'azione di tenuta del pressino 10 e viene interrotta l'aspirazione negli due elementi 13 e 14; detti elementi quindi si riportano in posizione di chiusura determinando così il ripiegamento una contro l'altra di dette ali 9a, 9b puntate per facilitare l'avanzamento del nastro.1

Successivamente il nastro passa attraverso una guida non illustrata che fa riaprire nuovamente dette ali 9a, 9b con i settori puntati 18 in detta conformazione a T del nastro .(Fig.9), ed arriva alla stazione di saldatura in sagoma e raffreddamento .

Questa stazione (Fig.10) comprende un carrello 19 che, mediante l'azione del pressino 20 di tenuta del

3⁄4 nastro, accompagna la porzione di nastro in lavorazione dalla fase di saldatura a quella di raffreddamento, scorrendo sulle guide 21.

Le pareti 19a e 19b fungono da supporto per dette operazioni, raentre la cornice 22 regge il settore di tessuto antiadesivo 23 e collabora nella tenuta di detti riscontri 19a e 19b a cui è fissata.

Il nastro in lavorazione entra nella fessura a T 24 ricavata fra detta cornice 22 e detto carrello 19, ove viene tenuto dal pressino 20 spinto dal pistone 25; subisce la saldatura per l'azione del blocco a barra calda 26 secondo il profilo ellittico E della sua superficie di lavoro tratteggiata nella Fig.ll; detto carrello 19 segue quindi solidalmente il nastro nel suo avanzamento fino alla posizione in cui si' ferma per ricevere il raffreddamento tramite il blocco raffreddato ad acqua 27.

A questo tpunto avviene il rilascio del pressino di tenuta 20 e, mentre il nastro resta fermo, il carrello 19 è spinto pneumaticamente a ritornare nella posizione iniziale per una nuova saldatura.

Il nastro così saldato (Fig.3) passa poi ad un'ulteriore fase di ripiegamento (Fig.12) tramite una forcella 28 che avanzando trasversalmente spinge le ali 9a, 9b saldate l'una contro l'altra mentre una seconda forcella 29 contrapposta alla prima provvede a mantenerle riunite fino al loro ingresso nella stazione di saldatura trasversale (Fig.13) tra i due nastri trasportatori 30 e 31 che sono mossi nelle direzioni S dai rulli 32,33,34 e 35 i cui assi sono fissati al corpo della macchina.

Detti nastri trasportatori 30 e 31 sono contrapposti al piano di lavoro, ed il loro sviluppo è pari ad un multiplo del passo, in corrispondenza del quale recano le zone trasversali 36 costituite di tessuto antiadesivo (parzialmente tratteggiato in figura). All'interno di detti nastri sono incernierate alla struttura fissa della macchina e ad una distanza tra loro anch'essa corrispondente al passo di lavoro, una coppia di barre 37a, 37b per la saldatura a impulsi e una coppia di barre 38a, 38b per il raffreddamento, le quali si chiudono per realizzare le rispettive operazioni ad ogni fermata dell'avanzamento del nastro in lavorazione coincidendo in questo momento tra dette coppie di barre sia due settori trasversali del nastro rispettivamente da saldare e da raffreddare, sia due coppie di zone di tessuto antiadesivo 36 in interposizione.

In un'ultima stazione (Fig.14) i sacchetti 1 vengono separati mediante un taglio · 39 lungo la parte centrale di dette saldature trasversali 40 mediante un utensile a lama 41 scorrevole sul braccio 42.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la produzione di sacchetti autoeretti in materiale plastico floscio termosaldabile caratterizzato da ciò che impiega un nastro estruso a caldo, di sezione tubolare, appiattito su un piano di lavoro della macchina e comprende le fasi di: a) eseguire in detto nastro due tagli trasversali (tl, t2 ) distanziati della larghezza del sacchetto da produrre, ciascuno esteso da un primo punto A su detto primo bordo a un secondo punto C posto fra detto punto A e il punto B sul secondo bordo per creare una zona a U costituita da due tratte, una che si estende dal punto C sul foglio superiore del nastro al punto A su detto primo bordo e l'altra che si estende dal punto C sul foglio inferiore del nastro a .detto punto A, un punto D essendo a meta fra i punti A e C di ciascuna di dette tratte; b) far ruotare (frecce F) ciascuna parte D - C di dette tratte A - C, in direzioni opposte fra loro, per ottenere in detta posizione P una sorta di sezione a T a doppio strato in cui la traversa è data da dette due parti ruotate e l'asta è data dalla rimanente parte C - B e in cui il punto A si trova a metà di detta traversa; c) saldare fra loro detti due strati della suddetta traversa lungo una linea continua di profilo sensibilmente ellittico E , con l'asse maggiore I-I compreso nel piano del nastro, corrispondente al prescritto profilo del fondo del sacchetto; d) far ruotare dette due parti di detta traversa in direzioni opposte alla rotazione precedente, perchè si sovrappongano l'uria sull’altra per formare un profilo a W appiattito in cui detto punto A sensibilmente coincide con detto punto C e le due punte del W contengono i punti D; e)‘ saldare i due bordi trasversali di detta porzione con una striscia di termosaldatura continua dal punto B al punto D, il tratto B - C‘essendo composto da due strati e il tratto C - D essendo composto da quattro strati;f) praticare un'apertura (4)lungo detto secondo bordo a U per poter introdurre il contenuto nel sacchetto; g) eseguire due tagli trasversali compresi in dette due strisce di termosaldatura continua (40) per separare il sacchetto finito.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato da ciò che fra le suddette fasi b) e c) è eseguita una fase bl) in cui sono saldati (18) i bordi trasversali di detta traversa per mantenere la forma a T impartitale nelle due fasi precedenti.
3. 3. Macchina per eseguire il procedimento secondo le rivendicazioni l e 2 comprendente mezzi per fare avanzare detto nastro in modo controllato e intermittente per tratti uguali alla larghezza dei sacchetti lungo le sue stazioni di lavoro caratterizzata da ciò che porta: una prima stazione di taglio (5,6) in cui sono eseguiti nel nastro, uno dopo l'altro,i due tagli trasversali (tl,t2) specificati nella suddetta fase a); una seconda stazione di divaricazione avente due opposti elementi piani (13 e 14) aspiranti e rotanti per impegnare e far ruotare dette parti D-C di dette tratte A-C e ottenere detta sorta di sezione a T, dotata anche di un mezzo di taglio (12) per eseguire un'apertura di riempimento (4) in detto secondo bordo; una terza stazione di saldatura avente un mezzo di termosaldatura (17) per saldare (18) contro detti elementi piani aspiranti (13 e 14) i due bordi trasversali di detta parte a forma di T; una quarta stazione di saldatura avente un mezzo di termosaldatura (26) che è fatto premere su detta parte a forma di T contro due pareti piane di supporto (19a e 19b) per eseguire una saldatura continua in detta parte a forma dì T secondo il profilo (E) assegnato al fondo del sacchetto; una sesta stazione di riposizionamento avente un mezzo di guida (28) per far abbassare nel piano del nastro dette parti D-C e un mezzo di contenimento (29) per mantenere abbassate dette parti (9a, 9b) mentre detta porzione è trasferita in una settima stazione di saldatura avente mezzi di termosaldatura (37a, 37b) per eseguire, una dopo l'altra, una banda continua di saldatura (40) su ciascun bordo trasversale di detta porzione per chiudere il sacchetto trasversalmente; un'ottava stazione di taglio avente un mezzo di taglio (41) per eseguire, uno dopo l'altro, un taglio lungo la parte centrale di ciascuna di dette bande di termosaldatura(40) e separare dal nastro un sacchetto finito.
4. 4.Macchina secondo la rivendicazione 3 caratterizzata da ciò che detta settima stazione di saldatura comprende mezzi per l'avanzamento e la tenuta del nastro costituiti da due nastri trasportatori (30,31) simmetrici contrapposti al piano di lavoro, lo sviluppo di detti nastri essendo uguale ad un multiplo del passo, in corrispondenza del quale recano un settore trasversale in tessuto antiadesivo (36) per termosaldature, e sono posizionati in modo da poter presentare ognuno di detti nastri almeno due di detti settori in tessuto antiadesivo sul piano di lavoro, essendo costituiti detti mezzi di termosaldatura da due coppie di barre (37a e 37b, 38a e 38b) distanziate di un passo ed associate alla macchina in modo da agire all'interno di detti nastri ed eseguire rispettivamente e contemporaneamente la prima di dette coppie detta saldatura trasversale rettilinea (40) e la seconda il raffreddamento della saldatura trasversale effettuata sul precedente settore, essendo programmati l'avanzamento del nastro in lavorazione, il movimento rotatorio dei nastri trasportatori e quello di chiusura reciproca delle coppie di barre in modo che dette fasi di saldatura e di raffreddamento avvengano nel momento in cui il movimento dei nastri trasportatori si ferma, ed in corrispondenza delle rispettive zone del nastro da saldare e da raffreddare, fra dette coppie di barre (37a e 37b, 38a e 38b) e il nastro in lavorazione si posizionano due coppie di settori di tessuto antiadesìvo (36) dei nastri trasportatori.
5. 5.Macchina secondo una delle rivendicazioni 3, 4 caratterizzata da ciò che detta quarta stazione di saldatura comprende, oltre al detto mezzo di saldatura (26) secondo il profilo assegnato (E), un relativo mezzo di raffreddamento (27), e che entrambi detti mezzi di saldatura e raffreddamento lavorano in successione contro a una medesima coppia di pareti di supporto (19a e 19b) con interposto un medesimo settore di tessuto antiadesivo (23) essendo dette pareti di supporto (19a e 19b) e detto settore di tessuto antiadesivo (23) fissati ad un carrello (19) che può scorrere su guide (21) da una prima posizione in corrispondenza di detto mezzo di saldatura (26) ad una seconda posizione in corrispondenza di detto mezzo di raffreddamento (27), e che detto carrello (19), detti elementi di riscontro (19a e 19b) nonché detto settore di tessuto antiadesivo (23), sono collegati e conformati in modo tale da formare un corpo unico con una fessura a T (24) in cui il nastro in lavorazione, che in questa fase è piegato in forma di T, avanza fino a posizionarsi in modo atto a ricevere la saldatura e quindi, reso solidale al carrello mediante un organo di pressione (20), detto carrello (19) con detti elementi di riscontro {19a e 19b) e detto settore di tessuto (23), seguano il nastro nel suo avanzamento programmato fino a detta seconda posizione di raffreddamento e, una volta avvenuta l'operazione di raffreddamento, venga a cessare l'azione di detto organo di pressione (20) e quindi mentre il nastro è fermo il carrello (19) venga lanciato da un organo di spinta a tornare in detta prima posizione di saldatura.
6. 6.Macchina secondo una delle precedenti rivendicazioni dalla 3 alla 5 caratterizzata da ciò che detti elementi piani aspiranti (13 e 14) della seconda stazione sono costituiti da due parallelepipedi recanti .sulla superficie di lavoro una serie di fori (15) a loro volta collegati mediante una camera interna comune ad un foro posto su una faccia esterna e collegato ad una pompa aspirante che praticando il vuoto in detto sistema ‘di fori (15) ottiene l'aderenza di dette parti D-C del nastro a detti elementi piani.
7. 7. Macchina secondo una delle precedenti rivendicazioni dalla 3 alla 6 caratterizzata da ciò che non comprende detta terza stazione di saldatura (17) e quindi, una volta ottenuta detta sorta di sezione a T del nastro nella seconda stazione, interviene direttamente il mezzo di termosaldatura (26) secondo il profilo (E) assegnato al fondo del sacchetto che va a premere detta parte a forma di T contro detti elementi piani aspiranti (13 e 14).