ITBO20010499A1 - Apparato per saldare i lembi longitudinali e sovrapposti degli imballaggi di materiale termoplastico che contengono gruppi di prodotti carta - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo:

“Apparato per saldare i lembi longitudinali e sovrapposti degli imballaggi di materiale termoplastico che contengono gruppi di prodotti cartacei”

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Il trovato trova applicazione industriale nelle macchine per l’imballaggio di gruppi di prodotti cartacei, quali ad esempio gruppi di rotoli di carta per uso domestico, preconfezionati o meno, in involucri di contenimento collettivo realizzati con fogli di materiale plastico termosaldabile e tratta un apparato per eseguire la saldatura dei lembi longitudinali e sovrapposti del tratto del film di imballaggio che avvolge il gruppo di prodotti, per chiudere a tubo lo stesso avvolgimento.

Le caratteristiche dell’apparato di cui trattasi ed i vantaggi che ne derivano nel confronto con la tecnica nota, appariranno evidenti dalla seguente descrizione di alcune forme preferite di realizzazione dello stesso, illustrate a puro titolo d’esempio, non limitativo, nelle figure delle due tavole allegate di disegni, in cui:

- La fig. 1 è una vista schematica ed in elevazione laterale di una parte della macchina d’imballaggio nella quale viene montato l’apparato di saldatura di cui trattasi;

- La fig. 2 illustra schematicamente una parte del diagramma di lavoro della macchina di figura lcon l’apparato di saldatura secondo la tecnica nota; - La fig. 3 illustra schematicamente una parte del diagramma di lavoro della macchina di figura 1 con l’apparato di saldatura secondo l’invenzione;

-Le figg. 4, 5 e 6 illustrano frontalmente ed in pianta, diverse realizzazioni di apparati con saldatori ad aria calda, regolabili in larghezza per l’adattamento al formato degli imballaggi da saldare;

-La fig. 7 illustra frontalmente una prima esecuzione dell’apparato di saldatura montato sulla macchina di figura 1 e visto secondo la sezione VII-VII;

-La fig. 8 è una vista in pianta dall’alto dell’apparato di saldatura come dalla figura 7;

-La fig. 9 illustra altri dettagli dell’apparato di saldatura di figura 8 sezionato secondo la linea IX-IX;

-La fig. 10 illustra in parte l’apparato di figura 7 secondo una variante costruttiva;

-La fig. 11 illustra altri dettagli dell’apparato di figura 10 sezionato secondo la linea XI-XI.

Nella figura 1, con T è indicato il trasportatore rettilineo di una macchina confezionatrice di tipo noto, che marcia nel senso della freccia F e che è dotato di stalli equidistanziati S, di ampiezza regolabile, che ciclicamente vengono arrestati ad uno per volta in una stazione K1 dove un elevatore E solleva in essi il gruppo di prodotti P sul quale appositi mezzi hanno preventivamente disteso un foglio di imballaggio H che per effetto del sollevamento e dell’interazione con lo stallo, fascia il gruppo di prodotti con una conformazione ad U aperta verso il basso. Dalla stazione K1, lo stallo col gruppo di prodotti e col foglio di imballaggio, viene traslato nella stazione K2 dove nella cooperazione con piegatori di tipo noto, non illustrati, le falde dell’ imballaggio che prima erano orientate verso il basso, vengono disposte orizzontalmente e reciprocamente sovrapposte coi bordi liberi che stazionano in corrispondenza di un’apertura A del piano di scorrimento Z della macchina, la cui posizione orizzontale è regolabile al variare della dimensione degli stalli ed attraverso il quale intervengono a comando dei mezzi MS per eseguire la termosaldatura dei detti lembi. Questi mezzi sono attualmente costituiti in genere da un tampone metallico con una pluralità di punte, riscaldato da resistenze elettriche corazzate e controllato da termostato, che a comando viene sollevato attraverso la detta apertura, per fondere con le proprie punte i lembi sovrapposti, in modo da realizzare una saldatura a punti. Questi mezzi sono caratterizzati da un elevato consumo di energia elettrica e presentano l’inconveniente di una elevata inerzia termica, per cui occorre un notevole tempo prima che giungano alla temperatura di funzionamento. L’apertura A delle macchine attuali è inoltre caratterizzata da una notevole larghezza L, che obbliga l’uso di ponticelli per assicurare il transito corretto dei lembi dell’imballaggio, per cui la stessa apertura risulta nella realtà formata da piccole aperture affiancate attraverso le quali passano delle teste saldanti che danno origine ad una saldatura non continua.

La figura 2 illustra il diagramma del ciclo di una macchina tradizionale come dalla figura 1, caratterizzato da un primo tratto inclinato C1 di movimentazione del trasportatore T e da un successivo tratto orizzontale C2 di sosta dello stesso trasportatore. Con Ts è indicato il tempo di sosta del trasportatore, che non può essere ridotto nelle macchine attuali, in quanto necessario per le operazioni di carico degli stalli S e soprattutto per la saldatura dei lembi sovrapposti dell’imballaggio nella stazione K2. Con Tt è indicato il tempo complessivo del ciclo macchina.

Il trovato intende ovviare a questi inconvenienti della tecnica nota, con l’impiego di un saldatore ad aria calda del tipo descritto nel brevetto USA n.

6.134.387 (Toss) composto da un tubo di una lega metallica a bassa inerzia termica, che viene riscaldato per effetto Joule e che è dotato longitudinalmente di una fila di piccoli fori coi quali il saldatore di cui trattasi è orientato verso i lembi del film da saldare. In questo tubo viene alimentata dell’aria in pressione che esce calda dalla detta fila di piccoli fori e che colpisce i lembi del film da saldare interessati anche dal calore irradiato dallo stesso tubo, così che tali lembi rammolliscono e si predispongono alla saldatura. La saldatura vera e propria dei lembi, intesa come unione salda ed inamovibile dei lembi stessi, viene determinata sia dal calore che dalla pressione dei getti d’aria erogati dal saldatore, sia dalla successiva cooperazione dei lembi rammolliti dal calore, col piano di lavoro Z della macchina, quando l’imballaggio viene spostato dal trasportatore T verso la destra di chi guarda la figura 1. Variando l’intensità della corrente elettrica che alimenta il saldatore, è possibile riscaldare lo stesso alla temperatura di regime od è possibile disalimentarlo e raffreddarlo rapidamente, grazie alla bassa inerzia termica del materiale che lo compone. Con questa tecnica, non è necessario che il saldatore tocchi fisicamente i lembi da saldare dell 'imballaggio, ragion per cui il diagramma del ciclo macchina può essere modificato come dalla figura 3, con il tempo di saldatura Ts’ che può essere formato da un piccolo tratto orizzontale C2’ durante il quale si arresta il trasportatore T essenzialmente per la fase dì caricamento del prodotto negli stalli S da parte dell’elevatore E, e formato da piccoli tratti inclinati di estremità costituiti da una prosecuzione del tratto inclinato iniziale C1’ di un ciclo e da quello C1” del ciclo successivo. In altri termini, con l’impiego del saldatore statico ad aria calda detto in precedenza, è possibile diminuire i tempi di sosta del trasportatore T a quelli strettamente necessari per la fase attiva di sollevamento dell’elevatore E, per l’inserimento di un gruppo di prodotti P in uno stallo S del trasportatore T, in quanto il saldatore potrà operare sia sul film fermo che sul film in movimento e potrà pertanto sfruttare sia il tempo di sosta del trasportatore T, sia le sue rampe di decelerazione e quelle di accelerazione prossime a tale sosta.

Un altro vantaggio che deriva dall’uso del saldatore statico ad aria calda, è dato dalla possibilità di ridurre la larghezza L dell’ apertura A del piano Z di appoggio dei prodotti nella fase di imballaggio, grazie alle ridotte dimensioni del saldatore ad aria calda. L’apertura A di piccola larghezza non richiede la presenza di ponticelli e consente la realizzazione di saldature sostanzialmente continue.

Per poter adattare la lunghezza del saldatore ad aria calda, alle dimensioni dell’ imballaggio da saldare, può essere adottata una delle soluzioni che vengono ora illustrate con riferimento alle figure da 4 a 6, o soluzioni equivalenti. La figura 4 prevede l’installazione sotto all’apertura A del piano Z di scorrimento dell’imballaggio, di un saldatore tubolare 1 coi propri fori 101 orientati verso l’alto e di lunghezza proporzionata alla massima dimensione degli imballaggi da saldare e prevede che sulle estremità dello stesso saldatore 1, siano collocati degli schermi piatti e lineari 2, 2’, di materiale resistente al calore, rigidi o flessibili (vedi oltre), che al variare del formato dell’ imballaggio da saldare, vengono spostati in modo autocentrante come indicato dalle frecce 3, 3’, per lasciare scoperto solo un tratto centrale del saldatore, di lunghezza proporzionata alle dimensioni del'imballaggio da saldare, mentre l’aria calda che esce dai tratti di estremità dello stesso saldatore, viene deviata dagli schermi 2, 2’.

La figura 5 illustra una variante che prevede l’impiego di due saldatori 1 , 1 ’ tra loro paralleli ed in parte affiancati con le estremità consecutive, separati da una barriera di materiale elettricamente isolante 4 che evita il contatto fisico tra i due elementi 1, 1', in modo da realizzare nell 'insieme un saldatore composito di lunghezza adatta all’intervento sull’ imballaggio di massimo formato. Al variare delle dimensioni dell 'imballaggio da saldare, i saldatori 1, 1' vengono spostati longitudinalmente in modo autocentrante come dalle frecce 3, 3’, in modo da realizzare nell’insieme un saldatore composito di lunghezza proporzionata alle dimensioni dell’imballaggio da saldare e che nella zona centrale è formato da tratti affiancati e di lunghezza variabile dei due saldatori.

La figura 6 illustra una ulteriore variante secondo la quale il saldatore è formato da una pluralità di piccoli saldatori 1 posti uno di seguito all’altro e separati da inserti 4’ di materiale elettricamente isolante, in modo da realizzare nell’insieme una saldatore composito di lunghezza adatta al massimo formato degli imballaggi da saldare. I saldatori sono predisposti per una alimentazione selettiva sia dal punto di vista elettrico che pneumatico, in modo da formare un saldatore di lunghezza variabile. Al variare del formato dell’imballaggio da saldare, si attivano solo i saldatori che sono compresi nell’ingombro in pianta dell’imballaggio e che sono comunque necessari all’esecuzione della saldatura con la lunghezza richiesta.

Con riferimento alle figure 7, 8 e 9, viene ora descritta una possibile realizzazione dell’apparato secondo l’ipotesi di figura 4. Sotto all’apertura A del piano di scorrimento Z dell’imballaggio, viene posizionato parallelamente il saldatore 1 , sostenuto ad esempio da un supporto 5 di materiale isolante sia elettrico che termico, fisso con almeno una estremità alla faccia inferiore del detto piano Z. Con 201, 201 ’ sono indicati i morsetti di estremità del saldatore 1, predisposti per il collegamento alla sorgente elettrica di alimentazione e predisposti eventualmente per il collegamento anche ad una sorgente di alimentazione d’aria compressa. In alternativa il saldatore può essere chiuso alle estremità e può essere dotato nella mezzeria di un’appendice di derivazione a T 301, attraverso la quale poter effettuare l’alimentazione dell’aria compressa allo stesso saldatore. Gli schermi lineari e piatti 2, 2' che limitano la lunghezza della linea di erogazione dell’aria calda da parte del saldatore, sono ad esempio realizzati con materiale flessibile, ad esempio a base di Teflon e materiali simili, sono rinviati su puleggine 6, 6’ sostenute girevoli dal piano Z e con l’estremità prossima al saldatore 1 sono collegati ad appendici solidali alle sponde 8, 8’ di guida laterale del prodotto in fase di imballaggio, mentre con l’altra estremità i detti schermi sono collegati a rispettivi contrappesi 7, 7’ o ad avvolgitori a molla, ad esempio del tipo impiegati nelle tapparelle delle case. Al variare delle dimensioni dell’ imballaggio da saldare, varia la posizione delle guide 8, 8’ ed automaticamente varia la posizione degli schermi 2, 2’ sul saldatore 1 che risulta così adattato al formato dell’ìmballaggio da saldare. Dalla figura 9 si rileva come il tratto degli schermi 2, 2’che si dispone sotto all’apertura A, sia sostenuto per i bordi longitudinali da guide 9 solidali al piano Z.

Secondo la variante costruttiva illustrata nelle figure 10 ed 11, il saldatore 1 può essere collocato in stretta vicinanza alla faccia superiore del piano Z di scorrimento dell’imballaggio da saldare e può impegnare in parte l’apertura A. Ne consegue che se la parzializzazione della lunghezza del saldatore viene effettuata con schermi lineari 2, 2’, questi possono essere diversamente collocati sopra al piano Z. Con 102 è indicata una estensione rigida degli stessi schermi 2, 2’, solidale alle guide 8, 8’. In questo caso, il supporto 5 che sostiene il saldatore 1 può essere fissato alla piastra Z non più in maniera rigida come nella soluzione precedente, ma in qualsiasi modo tale da consentire all’occorrenza l’allontanamento del saldatore dal piano di scorrimento del materiale da saldare, ogni volta che una tale condizione possa essere richiesta. Nell’esempio illustrato in figura 11, il supporto 5 è collegato al piano Z con possibilità di articolazione su un asse 10 parallelo allo stesso saldatore, essendo lo stesso supporto 5 collegato ad un attuatore di oscillazione 11, ad esempio ad un gruppo a cilindro e pistone a pressione di fluido ed almeno la posizione attiva del medesimo supporto essendo controllata da un appoggio di fine corsa 12 che eventualmente può avere anche funzione di ammortizzatore.

Resta inteso che la descrizione si è riferita ad alcune forme preferite di realizzazione del trovato, alle quali possono essere apportate numerose varianti costruttive, il tutto per altro senza abbandonare il principio informatore dell’invenzione, come sopra esposto, come illustrato e come a seguito rivendicato. Nelle rivendicazioni, i riferimenti riportati tra parentesi, sono puramente indicativi e non limitativi dell’ambito di protezione delle stesse rivendicazioni.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1) Apparato per la saldatura di imballaggi di materiale termoplastico ricavati da un foglio di tale materiale piegato in modo da avvolgere un gruppo di prodotti usualmente cartacei, con una conformazione tubolare e con sovrapposizione dei lembi, essendo un tale avvolgimento spostato su un percorso rettilineo con orientamento trasversale al senso d’avanzamento e coi detti lembi sovrapposti, da saldare, in appoggio su un piano di scorrimento (Z), caratterizzato dal fatto che nella stazione (K2) di saldatura dei detti lembi dell 'imballaggio, sotto all’apertura (A) trasversale del detto piano (Z), presso la quale stazionano gli stessi lembi, è collocato parallelamente almeno un saldatore (1) costituito da una resistenza elettrica tubolare, con almeno una fila di fori (101) orientati verso i detti lembi, realizzato con materiali metallici a bassa inerzia termica, riscaldabile per effetto Joule con mezzi elettrici di alimentazione e di controllo di tipo noto, collegato ad una sorgente di alimentazione d’aria compressa e predisposto in modo che dalla detta fila di fori esca aria calda con temperatura e pressione necessaria a realizzare e/od a predisporre alla saldatura i detti lembi dell’imballaggio, essendo previsti dei mezzi per poter adeguare alle dimensioni variabili deH’imballaggio, la lunghezza della barriera di aria calda erogata dal detto saldatore e che giunge a contatto coi lembi da saldare dello stesso imballaggio.
2. 2) Apparato secondo la rivendicazione 1), in cui il saldatore (1) è formato da un solo elemento tubolare di lunghezza proporzionata alla massima dimensioni degli imballaggi saldare e al di sopra delle estremità dello stesso saldatore, sono collocate parallelamente le estremità di schermi rettilinei (2, 2’) di qualsiasi adatto materiale isolante termico ed elettrico, essendo tali schermi guidati da mezzi associati al piano di scorrimento (Z) della macchina da imballaggio ed essendo collegati a mezzi di regolazione autocentrante tali per cui al variare del formato deirimballaggio da saldare, varia la parte dei detti schermi che copre dei corrispondenti tratti di estremità del saldatore, per lasciare scoperto un tratto centrale del saldatore, di lunghezza proporzionata a quella dei lembi da saldare.
3. 3) Apparato secondo la rivendicazione 2), in cui gli schermi (2, 2’) sono realizzati con un materiale rigido e sono controllati da appositi mezzi rettilinei di guida.
4. 4) Apparato secondo la rivendicazione 2), un cui gli schermi (2, 2’) sono realizzati con materiale flessibile, sono rinviati su pulegge folli (6, 6’) vincolate al piano di lavoro della macchina da imballaggio, con l’estremità prossima al saldatore (1) sono collegati ai mezzi di registro, mentre con l’estremità opposta solo collegati a mezzi di tensionamento, ad esempio ad un raccoglitore a molla o ad un peso di zavorra (7, 7’).
5. 5) Apparato secondo la rivendicazione 2), in cui le estremità degli schermi (2, 2’) prossime al saldatore, sono collegate direttamente o tramite appendici, alle guide (8, 8’) che controllano lateralmente il prodotto nella fase di imballaggio e la cui distanza reciproca viene modificata con mezzi noti ed in modo autocentrante al variare del formato del prodotto da imballare.
6. 6) Apparato secondo la rivendicazione 2), in cui gli schermi (2, 2’) sono collocati sotto all’apertura (A) del piano di lavoro (Z) della macchina da imballaggio e sono controllati lateralmente da mezzi di guida (9) fissi al detto piano.
7. 7) Apparato secondo la rivendicazione 2), in cui gli schermi (2, 2’) sono collocati sopra all’apertura (A) del piano di lavoro (Z) della macchina da imballaggio, in modo che il saldatore (1) possa assumere una posizione ravvicinata ai lembi da saldare, senza però toccarli, ad esempio con parziale inserimento nella detta apertura (A).
8. 8) Apparato secondo la rivendicazione 2), in cui il saldatore (1) è sostenuto da un supporto (5) di materiale isolante sia elettrico che termico, fissato rigidamente sotto al piano (Z) di lavoro della machina da imballaggio.
9. 9) Apparato secondo la rivendicazione 7), in cui il saldatore (1) è sostenuto da un supporto (5) montato sotto al piano (Z) di lavoro della macchina da imballaggio, con possibilità di oscillare su un asse (10) parallelo allo stesso saldatore, essendo tale supporto controllato da un attuatore di oscillazione (11) ad esempio da un gruppo a cilindro e pistone a pressione di fluido e mezzi di fine corsa (12) essendo previsti per mantenere il detto supporto col saldatore almeno nella corretta posizione attiva di funzionamento.
10. 10) Apparato secondo la rivendicazione 1), in cui il saldatore ad aria calda è formato da due resistenze elettriche tubolari (1, 1' ) poste una di seguito all’altra, tra loro parallele ed in parte affiancate con le estremità consecutive, in modo da formare un saldatore composito di lunghezza complessiva adatta al massimo formato degli imballaggi da saldare, essendo le dette resistenze collegate a mezzi (3, 3’) di spostamento longitudinale ed autocentrante, che consentono di avvicinarle o di allontanarle reciprocamente, per adeguare la lunghezza del saldatore composito a quella degli imballaggi da saldare di diverso formato.
11. 11) Apparato secondo la rivendicazione 10), in cui tra le due resistenze elettriche affiancate (1, 1') che formano il saldatore composito ad aria calda, è interposto un inserto (4) ad esempio fisso, di un adatto isolante elettrico e termico, che evita contatti elettrici tra le stesse resistenze.
12. 12) Apparato secondo la rivendicazione 1), in cui il saldatore ad aria calda è formato da una pluralità di piccole resistenze tubolari (1) allineate, poste una di seguito all’altra ed in numero tale da formare un saldatore composito di lunghezza adatta al massimo formato degli imballaggi da saldare, essendo le varie resistenze aumentabili elettricamente e pneumaticamente in modo selettivo ed in funzione del formato dell’ imballaggio da saldare.
13. 13) Apparato secondo una qualsiasi o più delle rivendicazioni precedenti, in cui il saldatore ad aria calda (1) è collegato alla sorgente di mandata dell’aria in pressione con entrambe le estremità oppure con una sola di queste mentre con l’altra estremità è chiuso.
14. 14) Apparato secondo una qualsiasi o più delle rivendicazioni precedenti, in cui il saldatore ad aria calda (1) è chiuso ad entrambe le estremità ed è dotato in mezzeria di una derivazione a T (301) collegata alla sorgente di mandata dell’aria in pressione.
15. 15) Apparato per la saldatura dei lembi longitudinali sovrapposti di imballaggi di materiale termoplastico che contengono gruppi di prodotti cartacei, realizzato in tutto o sostanzialmente come descritto, come illustrato nelle figure delle due tavole allegate di disegno e per gli scopi sopra esposti.