ITBO20060778A1

ITBO20060778A1 - Unita', di saldatura longitudinale ad ultrasuoni per la formazione di nastri tubolari continui

Info

Publication number: ITBO20060778A1
Application number: IT000778A
Authority: IT
Inventors: Fulvio Boldrini; Roberto Ghiotti
Original assignee: Azionaria Costruzioni Acma Spa
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2006-11-15
Publication date: 2008-05-16
Also published as: WO2008059352A1; EP2101985A1

Description

D E S C R I Z I O N E

dell'invenzione industriale dal titolo:

"Unità di saldatura longitudinale ad ultrasuoni per la formazione di nastri tubolari continui."

a nome di AZIONARIA COSTRUZIONI MACCHINE AUTOMATICHE A.C.M.A. S.p.A., di nazionalità italiana, con sede a 4013 1 BOLOGNA, Via Cristoforo Colombo, 1.

Inventori designati: Roberto GHIOTTI, Fulvio BOLDRINI.

Depositata il:l5 JD.VJP.OS. Domanda N° . B02006A <?>·

La presente invenzione è relativa ad una unità di saldatura longitudinale ad ultrasuoni per la formazione di nastri tubolari continui.

Nelle macchine FFS (Form, Fili and Seal), è noto, per esempio da WO 02/102664, di avanzare un nastro continuo di materiale termoplastico lungo un percorso di alimentazione di una successione ordinata di prodotti ad una unità di saldatura longitudinale, la quale ripiega progressivamente a U il nastro continuo attorno alla successione di prodotti in modo da disporre due lembi laterali longitudinali del nastro continuo da una stessa parte della successione di prodotti. Questi due lembi longitudinali continui vengono quindi portati a contatto uno dell’altro per definire una costola longitudinale di un condotto alloggiante i prodotti, i quali sono distribuiti con passo costante lungo il condotto stesso.

L’unità di saldatura longitudinale comprende, infine, un dispositivo

di saldatura, tramite il quale i lembi formanti la costola longitudinale vengono saldati l’uno all’altro per ottenere un nastro tubolare continuo lateralmente sigillato ed inglobante la successione

di prodotti.

Per la saldatura della costola longitudinale è noto di utilizzare un ^

ri Ili dispositivo di saldatura ad ultrasuoni montato con un proprio<*>sonotrodo diretto perpendicolarmente al percorso di alimentazione

dei prodotti e disposto con una propria superficie attiva vibrante a

sostanziale contatto di un’incudine, la quale è disposta, in uso, da < banda opposta della citata costola longitudinale rispetto alla superfìcie attiva del sonotrodo.

Nei dispositivi di saldatura noti del tipo sopra descritto, l’incudine,

una volta registrata in posizione, è normalmente un’incudine fissa rigidamente collegata ad un relativo supporto, duramente sollecitata

dalle vibrazioni trasmesse dal sonotrodo ed incapace di garantire,

nel tempo, una pressione di saldatura adeguata sulla costola da saldare.

Scopo della presente invenzione è di realizzare una unità di saldatura ad ultrasuoni, la quale sia esente dall’inconveniente sopra menzionato.

Secondo la presente invenzione viene fornita una unità di saldatura

ad ultrasuoni per la formazione di nastri tubolari continui secondo quanto licitato nella rivendicazione 1 o, preferibilmente, in una qualsiasi delle rivendicazioni successive dipendenti direttamente o indirettamente dalla rivendicazione 1.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni

annessi, che ne illustrano degli esempi di attuazione non limitativi,

in cui:

- la figura 1 illustra in vista prospettica, schematicamente e con

parti asportate per chiarezza, una macchina FFS comprendente

una unità di saldatura ad ultrasuoni;

- la figura 2 illustra in pianta, e con parti in sezione, una prima

preferita forma di attuazione dell’unità di saldatura ad ultrasuoni

della presente invenzione;

- la figura 3 è una vista prospettica dal basso, con parti asportate

per chiarezza, dell’unità di saldatura della figura 2; e

- la figura 4 illustra in pianta, e con parti in sezione, una seconda

preferita forma di attuazione dell’unità di saldatura ad ultrasuoni

della presente invenzione.

Nella figura 1, con 1 è indicata nel suo complesso una macchina

FFS (Form, Fili and Seal), in cui una successione ordinata di

prodotti 2 viene avanzata ad una velocità costante determinata lungo

un percorso P di incarto unitamente ad un nastro 3 continuo, il quale

viene deviato sul percorso P di incarto, ed al disopra della

successione di prodotti 2, tramite un rullo deviatore 4 e viene quindi

avanzato, unitamente ai prodotti 2 ed alla stessa velocità dei prodotti

2, lungo il percorso P di incarto.

A valle del rullo deviatore 4, il percorso P di incarto si estende

attraverso una unità 5 di saldatura longitudinale, nella quale il nastro

3 continuo viene dapprima ripiegato a U attorno alla successione di

prodotti 2 e viene quindi saldato longitudinalmente per formare un nastro tubolare 6 continuo alloggiante la successione di prodotti 2.

A valle della unità 5 di saldatura longitudinale, il percorso P di incarto si estende attraverso una stazione 7 di saldatura e taglio, di tipo noto, in corrispondenza della quale la macchina 1 comprende un gruppo rotante 8 di saldatura ad ultrasuoni in grado sia di chiudere il nastro tubolare 6 lungo aree di saldatura trasversali all’asse del nastro tubolare 6 continuo e disposte in corrispondenza

di rispettivi tratti del nastro tubolare 6 continuo compresi fra rispettive coppie di prodotti 2 contigui, sia di tagliare il nastro tubolare 6 continuo lungo le citate aree di saldatura per ottenere una successione di involucri sigillati 9 contenenti rispettivi prodotti 2.

Secondo quanto illustrato nella figura 2, l’unità 5 di saldatura longitudinale comprende un dispositivo piegatore 10 comprendente due piegatori 11 a elica, che sono disposti da bande opposte del percorso P di incarto immediatamente a valle del rullo deviatore 4 in una direzione 12 di avanzamento del nastro 3 continuo lungo il percorso P di incarto e sono atti a cooperare con il nastro 3 continuo per ripiegarlo a U al disopra dei prodotti 2 ed in modo tale che due lembi laterali longitudinali 13 opposti del nastro 3 continuo sporgano al disotto dei prodotti 2.

L’unità 5 di saldatura longitudinale comprende, inoltre, un gruppo di trazione 14 disposto immediatamente a valle del dispositivo piegatore 10 nella direzione 12 ed atto ad impegnare il nastro 3 continuo per impartirgli una velocità di avanzamento uguale a

quella di prodotti 2. In particolare, il dispositivo di trazione 14 comprende due dischi 15 motorizzati, i quali sono disposti da bande opposte del percorso P di incarto e sono atti a ruotare in sensi opposti attorno a rispettivi assi 16 trasversali alla direzione 12 per pinzare fra loro i due lembi laterali longitudinali 13 e ripiegarli in modo da portarli a contatto uno dell’altro e definire, con i due lembi laterali longitudinali 13 stessi, una costola longitudinale 17

continua, che viene consolidata, tramite saldatura dei lembi laterali longitudinali 13 uno all’altro, durante l’avanzamento del nastro 3 continuo attraverso un dispositivo di saldatura 18 ad ultrasuoni, che verrà descritto nel seguito, per formare il nastro tubolare 6 continuo. A valle del dispositivo di saldatura 18, l’unità 5 di saldatura longitudinale comprende un ulteriore gruppo di trazione 19 comprendente due dischi 20 motorizzati, i quali sono disposti da bande opposte del percorso P di incarto e sono atti a ruotare in sensi opposti attorno a rispettivi assi 21 trasversali alla direzione 12 sia per pinzare fra loro la costola longitudinale 17, sia per mantenere teso il tratto del nastro tubolare 6 continuo che si estende attraverso il dispositivo di saldatura 18, sia per comprimere uno contro l’altro i lembi laterali longitudinali 13 appena saldati per consolidare la loro adesione reciproca. A questo scopo, ciascun disco 20 presenta, lungo la sua superficie laterale, delle costole anulari, che ingranano con le costole anulari dell’altro disco 20 per conferire alla costola longitudinale 17 un profilo ondulato.

L’unità 5 di saldatura longitudinale comprende, infine, un

dispositivo di piegatura 22, di tipo noto, in cui due dischi 23 controrotanti e girevoli attorno a rispettivi assi 24 paralleli agli assi 21 impegnano la costola longitudinale 17 per ripiegarla a squadra a

o UJ contatto della superficie esterna del nastro tubolare 6 continuo. Uì o Il dispositivo di saldatura 18 comprende due staffe 25 e 26 montate < in rispettive posizioni fisse da bande opposte del percorso P di ∑ incarto, e di cui la staffa 25 supporta, tramite una campana 27, un < sonotrodo 28 disposto lungo un asse 29 perpendicolare alla direzione 12 di avanzamento ed agli assi 16, 21 e 24 e provvisto di

un dispositivo attivatore 30, e di un eventuale dispositivo amplificatore 31 allineati al sonotrodo 28 lungo l’asse 29. Il sonotrodo 28 comprende, inoltre, un corno 32, una cui superficie

attiva 33 di estremità è disposta tangente al percorso P di incarto.

Nel caso in cui l’ampiezza della forma geometrica del cono 32, quando è operativo il dispositivo attivatore 30, non richieda una correzione o un’amplificazione il dispositivo 31 può essere omesso.

La staffa 26 supporta, invece, una piastra 34 parallela all’asse 29 e portante solidalmente collegata una parete 35 perpendicolare all’asse 29 e presentante un foro 36 passante filettato coassiale all’asse 29. La piastra 34 supporta, nello spazio compreso fra la parete 35 ed il percorso P di incarto, una incudine 37, la quale è lateralmente limitata da una parte da una superficie di contrasto 38 ricurva tangente al percorso P di incarto ed affacciata alla superfìcie attiva 33 del corno 32 e dall’altra da una superficie piana 39.

L’incudine 37 è incernierata sulla piastra 34 per oscillare, rispetto

alla piastra 34 stessa, attorno ad un asse 40 parallelo agli assi 16, 21 e 24 e spostato lateralmente rispetto all’asse 29, ed è spinta verso il corno 32 da un dispositivo di spinta 41 regolabile montato attraverso il foro 36 e comprendente un cannotto 42, il quale è esternamente filettato, è montato in posizione assialmente regolabile attraverso il foro 36, presenta una estremità affacciata alla superficie piana 39 dell’incudine 37 ed è chiuso, all’altra estremità, tramite un tappo 43 asportabile. Il dispositivo di spinta 41 comprende, infine,

una molla 44 ad elica, la quale è montata all’intemo del cannotto 42 in posizione coassiale all’asse 29 ed è compressa fra il tappo 43 ed il fondo di un incavo 45 ricavato lungo la superficie piana 39.

La posizione della piastra 34 rispetto alla staffa 26 può essere regolata in una direzione parallela all’asse 29 tramite un dispositivo 46 di regolazione e bloccaggio comprendente una pluralità di asole 47 ricavate attraverso la piastra 34 parallelamente all’asse 29, ed una pluralità di viti 48, ciascuna delle quali è montata attraverso una rispettiva asola 47 ed impegna un rispettivo foro filettato (non illustrato) ricavato attraverso la staffa 26.

In uso, l’incudine 37, una volta registrata in posizione tramite il dispositivo 46 di regolazione e bloccaggio, si comporta, per effetto della presenza del dispositivo di spinta 41, come una incudine “molleggiata”, alla quale viene consentita, a partire dalla sua posizione di registro, una escursione relativamente ridotta, dell’ordine di un millimetro, in una direzione sostanzialmente perpendicolare al percorso P di incarto e contro la spinta della molla

44, che è in grado di ammortizzare le vibrazioni trasmesse all’incudine 37 dal contatto con il sonotrodo 28 e, allo stesso tempo, di regolare automaticamente, durante la saldatura, la pressione di contatto fra il sonotrodo 28 e l’incudine 37. Infatti, poiché lo spessore del materiale interposto fra il sonotrodo 28 e l’incudine 37 si riduce per effetto della plasticizzazione del materiale stesso, determinando uno spostamento dell’incudine 37 verso il sonotrodo 28, anche la pressione che il sonotrodo 28 e l’incudine 37 si scambiano per effetto della molla 44 diminuisce progressivamente, ed in maniera automatica, man mano che la plasticizzazione procede

evitando un eccessivo schiacciamento, ed un conseguente eccessivo indebolimento, della costola longitudinale 17.

Nella figura 4 è illustrata una unità 5 di saldatura longitudinale, la quale comprende un dispositivo di saldatura 49, che differisce dal dispositivo di saldatura 18 solo per il fatto che, nel dispositivo di saldatura 49, attorno all’asse 40 è montata oscillante una piastra 50, la quale è interposta fra la molla 44 ed il percorso P di incarto, è atta a cooperare lateralmente con un fine-corsa 51, che limita ad un valore determinato la possibilità della piastra 50 di oscillare verso il percorso P di incarto sotto la spinta della molla 44, e supporta una incudine rotante 52 “molleggiata”. L’incudine rotante 52 è definita da una rotella, la quale è montata folle su di un perno 53 solidale alla piastra 50, parallelo agli assi 16 ed intersecante l’asse 29, e presenta una superficie di contrasto 54 cilindrica esterna tangente al percorso P di incarto.

In generale, ciascuna delle superfici di contrasto 38 e 54 è provvista

di costole longitudinali (non illustrate), che nel caso della superficie

di contrasto 38 si estendono in una direzione longitudinale

sostanzialmente parallela al percorso P di incarto, mentre, nel caso

della superficie di contrasto 54, si estendono attorno all’asse del

perno 53.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1) Unità di saldatura longitudinale ad ultrasuoni per la formazione Q. UJ • OL di nastri tubolari (6) continui, l’unità comprendendo primi mezzi piegatori (10) atti a ripiegare trasversalmente a U un nastro (3) continuo avanzante lungo un percorso (P) di incarto; secondi mezzi piegatori (14) per ripiegare a contatto uno dell’altro due lembi < longitudinali (13) opposti del nastro (3) continuo per definire un nastro tubolare (6) continuo provvisto di una costola longitudinale ( 17) estendentesi lungo il percorso (P) di incarto; ed un dispositivo di saldatura (18; 49) ad ultrasuoni atto ad agire sulla costola longitudinale (17) per saldare fra loro i due lembi longitudinali (13); il dispositivo di saldatura (18; 49) comprendendo un sonotrodo (28) ed una incudine (37; 52) disposti da bande opposte del percorso (P) di incarto; e l’unità (5) essendo caratterizzata dal fatto che l’incudine (37; 52) è un’incudine (37; 52) montata per oscillare da e verso il sonotrodo (28) attorno ad un primo asse (40) trasversale al percorso (P) di incarto e contro, e rispettivamente sotto, la spinta di mezzi elastici (44).
2) Unità secondo la rivendicazione 1, in cui il dispositivo di saldatura (18; 49) comprende un supporto (34; 50) per l’incudine (37; 52); i mezzi elastici (44) essendo interposti fra il supporto (34; 50) e l’incudine (37; 52).
3) Unità secondo la rivendicazione 2, in cui mezzi di regolazione e bloccaggio (46) sono previsti per regolare e bloccare in posizione il supporto (34; 50) rispetto al percorso (P) di incarto.
4) Unità secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui i mezzi elastici (44) sono mezzi elastici tarati a spinta regolabile.
5) Unità secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui il sonotrodo (28) presenta un secondo asse (29) sfalsato rispetto al primo asse (40) e trasversale al primo asse (40) stesso; ed i mezzi elastici (44) agiscono lungo il primo asse (40).
6) Unità secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui l’incudine (37) è una leva infulcrata per oscillare attorno al primo asse (40) e presentante una prima superficie laterale (39) cooperante con i mezzi elastici (44), ed una seconda superficie laterale opposta alla prima superficie laterale (39) e definente una superfìcie di contrasto (38) affacciata al sonotrodo (28).
7) Unità secondo la rivendicazione 6, in cui la superfìcie di contrasto (39) è una superfìcie ricurva.
8) Unità secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, e comprendente una piastra (50) montata per oscillare attorno al primo asse (40), cooperante con i mezzi elastici (44), interposta fra i mezzi elastici (44) ed il percorso (P) di incarto e supportante una incudine rotante (52) definita da una rotella montata per ruotare folle attorno ad un terzo asse (53) solidale alla piastra (50) e parallelo al primo asse (40); una superfìcie laterale della rotella definendo una superfìcie di contrasto (54) dell’incudine rotante (52).
9) Macchina FFS (Form, Fili and Seal) comprendente una unità (5) di saldatura longitudinale ad ultrasuoni secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni. A.C.M.A. s.p.A. ■3⁄4\ CAMERA DI COMMERCIO INDUSTRIA IL PROCURATORE m |<X>3⁄4\ ARTIGIANA rOE-AWIICOLTURA 1 mmmm

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