ITBO20080746A1 - Macchina per la realizzazione di sacchetti-filtro in bustine con prodotti da infusione - Google Patents

Description

Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo:

“Macchina per la realizzazione di sacchetti-filtro in bustine con prodotti da infusioneâ€

Testo della descrizione

La presente invenzione riguarda una macchina per la realizzazione di sacchetti-filtro in bustine con prodotti da infusione quali tà ̈, caffé, camomilla, ecc., cioà ̈ sacchetti-filtro monolobo o bilobo racchiusi in foglio di sovraincarto opportunamente piegato e saldato a definire la bustina.

Attualmente, le citate macchine per la realizzazione di queste bustine comprendono una pluralità di stazioni, disposte in successione tra loro, nelle quali vengono realizzati i sacchetti-filtro provvisti, ognuno, di una dose di prodotto racchiusa in uno o più lobi del sacchetto-filtro.

In particolare, le stazioni principali sono, lungo una direzione operativa:

- una prima stazione di alimentazione di carta-filtro provvista di una o più bobine di strisce continue della stessa carta-filtro;

- una seconda stazione di alimentazione di singole dosi di prodotto da infusione sulla carta-filtro in avanzamento;

- una terza stazione di sovrapposizione e avvolgimento o saldatura della carta-filtro (funzione della tipologia di macchina) a definire un tubo continuo;

- una quarta stazione di applicazione di un filo e di una etichetta su una faccia della carta-filtro (filo ed etichetta provengono da relative unità di alimentazione degli stessi in continuo, i quali vengono poi separati da appositi organi);

- una quinta stazione di taglio in singoli sacchetti-filtro in funzione della tipologia del prodotto; e

- una successiva stazione di formazione del sacchetto-filtro, costituita da una giostra girevole a passo, dotata di una pluralità di pinze di presa di un singolo sacchetto-filtro atte a disporre i medesimi sacchetti-filtro in prossimità di una pluralità di stazioni di completamento del sacchetto-filtro.

A questa linea di base possono essere aggiunte ulteriori stazioni ausiliari in una fase di confezionamento, in successione:

- una sesta stazione di alimentazione dei singoli sacchetti-filtro così ottenuti verso - una settima stazione di applicazione di un foglio di sovraincarto ad ogni singolo sacchetto-filtro con relativa fase di chiusura (per termosaldatura) del sovraincarto così da ottenere una bustina;

- una ottava stazione di introduzione delle bustine in appositi contenitori o scatole.

Come detto, al di là della tipologia del sacchetto-filtro (monolobo o bilobo) e del tipo di applicazione del filo ed etichetta (le cui tipiche soluzioni note sono, ad esempio, annodatura, puntatura metallica o con bollino termosaldabile), la parte di macchina di particolare interesse della presente trattazione à ̈ data dalle stazioni che effettuano la fase di sovraincarto dei sacchetti-filtro prima della loro introduzione, a gruppi, nei contenitori o scatole.

La fase di confezionamento singolo con sovraincarto di ogni sacchetto-filtro à ̈ ottenuta attraverso una sottostazione di alimentazione in continuo di una striscia di materiale di sovraincarto che viene separata in singoli fogli.

Ogni foglio viene opportunamente ripiegato sul sacchetto-filtro e chiuso sullo stesso tramite operazione di termosaldatura o zigrinatura che può essere effettuata secondo due distinte modalità: su almeno due lati o bordi longitudinali dello stesso foglio di sovraincarto se lo stesso foglio à ̈ provvisto di un lembo di apertura ripiegato su una superficie del foglio; oppure termosaldatura su tre lati del foglio, definiti da due bordi longitudinali e da un bordo trasversale di testa, nel caso di sovraincarto di tipo semplificato, cioà ̈ privo del lembo.

Le macchine che effettuano l'operazione di termosaldatura sui tre lati operano, in una prima soluzione nota, in due fasi (si veda ad esempio il brevetto EP 1173365 della stessa Richiedente) e prevedono che la citata giostra girevole a passo disponga i sacchetti-filtro in prossimità di una stazione di avvolgimento in cui confluisce il nastro continuo da cui viene realizzato, tramite taglio, il foglio destinato a costituire il sovraincarto del relativo sacchetto-filtro.

In prossimità di tale stazione, il sacchetto-filtro viene traslato, in allontanamento radiale, dalla prima giostra girevole per permettere l’alimentazione del foglio di sovraincarto tra la ruota ed il sacchetto-filtro stesso, il quale viene nuovamente avvicinato alla ruota per permettere la ripiegatura ad “U†del foglio sul sacchetto–filtro ed attorno al sacchetto stesso.

Successivamente alla ripiegatura, il sacchetto-filtro con foglio ripiegato ad “U†a definire una bustina da saldare viene portato in corrispondenza di una prima stazione fissa di saldatura dei lembi superiori trasversali del foglio, definiti dalla ripiegatura precedente, tramite appositi organi saldatori configurati a singola coppia.

A questo punto ogni bustina parzialmente saldata viene rilasciata su una seconda stazione mobile di saldatura in rotazione a passo provvista di apposite impronte sulla propria circonferenza atte a permettere, durante la rotazione a passo, il posizionamento della stessa bustina parzialmente saldata contraffacciata ad un secondo saldatore atto a traslare in avvicinamento alla bustina parzialmente saldata che opera la saldatura dei due lati longitudinali del foglio di sovraincarto. La bustina completamente saldata così definita viene, poi, fatta avanzare verso la citata stazione di introduzione finale.

In alternativa a questa soluzione, à ̈ nota una seconda soluzione che prevede di operare una saldatura contemporanea dei tre lati del foglio di sovraincarto in una unica fase: in questo caso la citata prima giostra, sempre con movimento a passo, ha la possibilità di posizionare il sacchetto-filtro con foglio di sovraincarto in prossimità di un gruppo saldante fisso che effettua la saldatura contemporanea dei tre lati della bustina da saldare.

È anche nota una terza soluzione di saldatura in continuo a rulli, secondo la quale una striscia continua di fogli di sovraincarto al cui interno sono già posizionati relativi sacchetti-filtro, viene intercettata da gruppi contrapposti di rulli saldanti sagomati al fine di ottenere le linee di saldatura lungo i tre lati del foglio di sovraincarto.

Un'altra soluzione nota di saldatura sostanzialmente in continuo prevede di utilizzare uno o più gruppi saldanti mobili parallelamente alla linea di avanzamento di una striscia o di singoli fogli di sovraincarto entro cui à ̈ racchiuso un sacchetto-filtro. Questi gruppi saldanti effettuano un percorso sostanzialmente circolare in cui si avvicinano ed entrano in contatto con il foglio; seguono uno o più fogli di sovraincarto per un relativo tratto di percorso al fine di ottenere la saldatura di una bustina su tre lati; si allontanano dalla bustina e ritornano al punto di inizio, pronti per iniziare un nuovo ciclo e saldare una successiva bustina.

Ora, à ̈ noto che le macchine appena citate presentino una determinata velocità di produzione (usualmente tra 300 e 450 bustine al minuto in funzione della geometria costruttiva delle stazioni); queste velocità, attualmente, possono garantire un prodotto bustina di buona qualità finale. Le macchine di ultima generazione possono raggiungere velocità di produzione del solo sacchetto (senza busta di sovraincarto) superiori a 450 sacchetti al minuto. Tali velocità non possono essere raggiunte per le bustine a causa dei limiti dovuti, in particolare, alla sopra citata fase di saldatura.

A livello generale (e dopo numerose prove), la fase di saldatura dei bordi del foglio di sovraincarto à ̈ ritenuta efficace e di buona tenuta se viene garantito un predeterminato tempo minimo di saldatura al di sotto del quale non à ̈ possibile scendere: questo tempo di saldatura à ̈ definito come il tempo in cui il foglio da termosaldare resta effettivamente a contatto con il saldatore.

Si noti che nelle soluzioni di saldatura a passo con saldatore fisso non tutto il tempo definito da un passo può essere effettivamente dedicato alla saldatura, perché à ̈ necessario riservare una parte del tempo di passo a movimentare la bustina, in particolare a introdurre la bustina da saldare nel saldatore e estrarre la bustina saldata dal saldatore.

Aumentando le velocità di produzione e, quindi, riducendo i tempi di un singolo passo delle citate giostre non à ̈, quindi, possibile garantire il tempo minimo di saldatura con relativi rischi di abbassamento della qualità finale della bustina.

Il problema à ̈ analogo anche per la saldatura in continuo, in quanto sia i rulli fissi saldanti sia i gruppi di saldatori in movimento al seguito delle strisce di sovraincarto, proprio per limiti fisici costruttivi non possono mantenere il contatto con il foglio di sovraincarto per il tempo sufficiente a garantire una corretta saldatura.

Riassumendo, quindi, nonostante le macchine note possono confezionare anche più di 450 sacchetti nudi al minuto, la produzione attuale di sacchetti in bustina termosaldata à ̈ limitata a circa 450 unità al minuto a causa della fase di termosaldatura, con un’evidente perdita di capacità produttiva.

La Richiedente, per ovviare a questo inconveniente, ha ideato e realizzato una macchina per la realizzazione di sacchetti con prodotti da infusione in bustine provvista di una stazione di saldatura presentante caratteristiche strutturali ed operative idonee ad aumentare la velocità operativa della macchina e quindi la produzione di sacchetti in bustina saldata, mantenendo elevata la qualità del prodotto finale e senza alterare l'architettura della linea operativa della macchina stessa.

In accordo con l’invenzione, tale scopo viene raggiunto da una macchina, in particolare una macchina per la realizzazione di sacchetti-filtro con prodotti da infusione in bustine comprendente le caratteristiche tecniche esposte nella rivendicazione 1.

Realizzazioni preferite dell’invenzione sono rivendicate nelle rivendicazioni dipendenti da 2 a 10.

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni allegati, forniti solo a scopo illustrativo e non limitativo dell’invenzione, in cui:

- la figura 1 à ̈ una vista prospettica schematica e semplificata di una macchina secondo l’invenzione per la realizzazione di sacchetti-filtro con prodotti da infusione in bustine esterne termosaldate (BET) con alcune parti omesse per motivi di chiarezza; - la figura 2 à ̈ una vista laterale schematica e semplificata di una stazione di chiusura della macchina di figura 1 con alcune parti omesse per motivi di chiarezza; - la figura 3 à ̈ una vista prospettica di un intermittore di movimentazione della stazione di chiusura di figura 2 secondo una prima variante realizzativa e con alcune parti omesse per motivi di chiarezza;

- la figura 4 Ã ̈ una vista prospettica in esploso dell'intermittore di figura 3, con alcuni componenti omessi per motivi di chiarezza;

- le figure 5 e 6 sono viste semplificate normali ad un asse longitudinale dell'intermittore di figura 3 in una fase dinamica ed in una fase di arresto, rispettivamente;

- le figure 7 e 8 sono viste prospettiche di un intermittore secondo una seconda variante realizzativa, in due diverse posizione operative, rispettivamente, di movimentazione di un organo cedente e di arresto dell'organo cedente; e

- le figure 9 e 10 sono viste semplificate normali ad un asse longitudinale dell’intermittore di figure 7 e 8 in posizioni operative, rispettivamente, di movimentazione e di arresto dell’organo cedente.

Conformemente ai disegni allegati, e con particolare riferimento alle figure 1 e 2, la macchina secondo l’invenzione, indicata globalmente con 102, viene utilizzata per la realizzazione di bustine 101 con prodotti da infusione (quali tà ̈, caffé, camomilla, ecc.). Le bustine 101 sono di tipo noto e comprendono un sacchetto-filtro 103, di tipo bilobo contenenti una dose di prodotto, ed un filo 104 di collegamento tra un lobo ed una etichetta 105 di presa associati alle rispettive estremità del medesimo filo 104.

Le bustine 101 comprendono inoltre un sovraincarto S chiuso entro cui viene confezionato il sacchetto-filtro 103.

La macchina 102 comprende una pluralità L di stazioni per la realizzazioni dei citati sacchetti-filtro 103, le quali sono note e qui sono solo schematizzate, in quanto non facenti strettamente parte del trovato.

Queste stazioni, visibili nella figura 1, possono comprendere un magazzino 150 di carta filtro in bobina che viene svolta, in striscia 150s, lungo una direzione operativa D nella quale incontra una tramoggia 151 di alimentazione di dosi di prodotto da infusione; una stazione 152 di chiusura della striscia 150s, sia longitudinalmente, che trasversalmente (ad esempio per termosaldatura); una stazione di applicazione su una superficie della striscia 150s del filo 104 ed etichetta 105. Il filo 104 ed etichetta 105 provengono (sotto forma di strisce continue) da relativi magazzini 104m e 105m.

Successivamente, la striscia 150s già provvista di dose, filo 104 ed etichetta 105 giunge ad una stazione di taglio 153 della striscia 150s e successivamente in una stazione di confezionamento, comprendente per esempio una giostra di confezionamento 115 dove, come illustrato nella figura 1 a titolo di esempio, viene confezionata in singoli sacchettifiltro 103 bilobo, prima di passare a mezzi di movimentazione 106 del sacchetto-filtro 103 stesso. La giostra di confezionamento 115 à ̈ provvista radialmente di una pluralità di elementi di presa (non illustrati per motivi di chiarezza) di singoli sacchetti-filtro 103. I mezzi di movimentazione 106, illustrati più in dettaglio nel seguito, prelevano e posizionano i singoli sacchetti-filtro 103 in una stazione di avvolgimento 107 di un foglio S piano di materiale da sovraincarto attorno a ciascun sacchetto-filtro 103. La stazione di avvolgimento 107 viene alimentata con una striscia continua di fogli 107s provenienti da un relativo magazzino 107m. La stazione di avvolgimento 107 à ̈ provvista di organi di avvolgimento del foglio S (non illustrati in quanto di tipo noto), attorno ad un suo asse trasversale, per formare un sovraincarto ad “U†attorno al sacchetto-filtro 103 con almeno due ali contrapposte entro cui risulta interposto il sacchetto-filtro 103 (anche la stazione di avvolgimento 107 à ̈ di tipo noto e non viene illustrata nel dettaglio).

Dopo l’avvolgimento, il foglio S ed il sacchetto-filtro 103 passano ad una stazione di chiusura 109, per esempio per termosaldatura, dei due bordi S1, S2 longitudinali di estremità e del bordo trasversale S3 di estremità del foglio S avvolto ad “U†a definire una bustina 101 singola.

Infine, la bustina 101 così ottenuta viene portata in una stazione di raggruppamento e introduzione 114 delle bustine 101 in appositi contenitori.

Per quanto riguarda la citata stazione di chiusura 109, questa à ̈ costituita da almeno una giostra di unione, in particolare di saldatura, 110 motorizzata in fase almeno con la stazione di avvolgimento 107.

La giostra di unione 110 à ̈ provvista di una pluralità di elementi saldanti 112 con cavità 111 di accoglimento di relativi singoli sacchetti-filtro 103 con il foglio S di sovraincarto ripiegato a “U†.

Ognuno di questi elementi saldanti 112 à ̈ associato e mobile in rotazione con la giostra di unione 110 ed à ̈ atto a permettere la chiusura contemporanea dei due bordi S1 ed S2 longitudinali di estremità e del bordo trasversale S3 di estremità del foglio S durante il passaggio dalla stazione di avvolgimento 107 alla citata stazione di raggruppamento e introduzione 114.

Nella realizzazione qui illustrata, almeno la stazione di avvolgimento 107 e la giostra di unione 110 sono motorizzate a passo od a intermittenza e sono tra loro in fase operativa. In particolare, la giostra di unione 110 ruota con movimento intermittente, per esempio secondo il verso della freccia F2 di figura 2.

Sempre osservando le figure 1 e 2, ognuno degli elementi saldanti 112 Ã ̈ suddiviso in due semiparti 111a, 111b sporgenti radialmente dalla superficie della giostra di unione 110.

Almeno una delle due semiparti 111a, 111b di ogni elemento saldante 112 à ̈ incernierata in 111c e ad una corrispondente estremità associata alla giostra di unione 110 al fine di poter definire almeno:

- una prima condizione aperta di prelievo o rilascio della bustina 101, in cui le semiparti 111a, 111b sono tra loro allontanate, ed

- una seconda condizione avvicinata di unione, per esempio di saldatura, in cui le semiparti 111a, 111b risultano tra loro a contatto. Le frecce F112 in figura 2 indicano versi di apertura e chiusura delle semiparti 111a, 111b.

Almeno una delle semiparti, per esempio quella indicata con 111a, à ̈ provvista di sagome di saldatura 112a, per esempio lineari, ricopianti i corrispondenti due bordi S1, S2 longitudinali di estremità ed il bordo trasversale S3 di estremità del foglio S di sovraincarto avvolto ad “U†. Queste sagome lineari 112a sono collegate a mezzi 112m di mantenimento della temperatura idonea alla saldatura delle stesse durante il funzionamento della macchina 102 (qui schematizzate con un blocco in figura 2).

Oltre a ciò, ogni elemento saldante 112 à ̈ asservito ad organi di movimentazione 113, integrati nella giostra di unione 110, e atti a portare ciascun elemento saldante 112 in condizione aperta ed in condizione di saldatura secondo una successione definita, sincronizzata ed in fase con il movimento intermittente della giostra di unione 110. In particolare, ciascun elemento saldante 112 à ̈ in condizione aperta in prossimità della stazione di avvolgimento 107 per poter ricevere la bustina 101 aperta (posizione P1 in figura 2) ed in prossimità della stazione di raggruppamento e introduzione 114 per rilasciare la bustina 101 chiusa (posizione P2 in figura 2), mentre à ̈ in condizione chiusa di saldatura almeno durante la rotazione dalla posizione P1 alla posizione P2. Una volta rilasciata la bustina 101 saldata in posizione P2, l’elemento saldante 112 ruota in condizione aperta verso la posizione P1.

Anche gli organi di movimentazione 113 sono schematizzati con un blocco in figura 2. La giostra di unione 110 secondo la realizzazione di figure 1 e 2 à ̈ provvista di quattro elementi saldanti 112, angolarmente disposti a 90° l’uno dall’altro. Un numero diverso di elementi saldanti 112 può essere previsto, disposti di conseguenza secondo un angolo diverso da 90°.

Per quanto riguarda, invece, i sopra citati mezzi di movimentazione 106, questi possono comprendere, in questa realizzazione costruttiva, una giostra di rotazione 120, motorizzata a passo e intermittenza, per ruotare i sacchetti-filtro 103 e permetterne un corretto posizionamento rispetto al foglio S di sovraincarto. La giostra di rotazione 120 à ̈ provvista radialmente di una pluralità di elementi di presa (non illustrati per motivi di chiarezza) di singoli sacchetti-filtro 103.

In questa realizzazione, quindi, la citata giostra di confezionamento 115 e la giostra di unione 110 sono sincronizzate a passo e presentano, a puro titolo di esempio, un rapporto di due a uno nella quantità o numero dei rispettivi elementi di presa ed elementi saldanti 112 presenti su ciascuna giostra 115, 110 (cioà ̈ otto elementi di presa e, rispettivamente, quattro elementi saldanti 112).

In sostanza, la giostra saldante 110, per ogni passo eseguito in un tempo di passo, ruota di un angolo β doppio rispetto all'angolo percorso, in un passo, dalla giostra di confezionamento 115. In altre parole, la giostra saldante 110 presenta una velocità angolare media doppia rispetto a quella della giostra di confezionamento 115.

Come accennato in precedenza, in generale, solo una parte del tempo di passo corrisponde ad un effettivo tempo di saldatura della bustina: infatti, al tempo di passo va sottratto il tempo di inserimento della bustina da saldare nell’elemento saldante e quello di rilascio della bustina saldata.

Al contrario, nella giostra di unione 110 secondo la presente invenzione, tale tempo effettivo di saldatura à ̈ notevolmente aumentato e corrisponde a due tempi di passo, meno il tempo di inserimento della bustina 101 da saldare in corrispondenza della posizione P1 ed il tempo necessario per estrarre la bustina 101 saldata in corrispondenza della posizione P2, ottenendo così un aumento del tempo effettivo di saldatura di un intero tempo di passo. Si noti infatti che, una volta inserita la bustina 101 da saldare nell’elemento saldante 112 in corrispondenza della posizione P1, l’elemento saldante 112 resta in condizione di saldatura fino alla posizione P2, che raggiunge in due tempi di passo. La giostra di unione 110 secondo l’invenzione consente quindi di utilizzare tutto il tempo di movimentazione della bustina 101 dal punto di prelievo (posizione P1) al punto di scarico (posizione P2) per effettuare la saldatura.

Ora, per ottenere una elevata velocità intermittente della giostra di unione 110 finora descritta, si sono dovuti risolvere problemi tecnici non indifferenti dovuti al fatto che tale giostra di unione 110 opera a velocità angolari molto elevate e presenta un elevato peso, data la presenza dei saldatori a bordo, e con conseguente alta inerzia di tutta la giostra di unione 110 durante arresto e movimento a passo.

E' stato, quindi, necessario realizzare un sistema di trasmissione del moto che potesse garantire alte velocità di rotazione della giostra di unione 110 nella stazione di chiusura 109 e precisione di funzionamento su tale stazione.

Tale sistema di trasmissione del moto à ̈ visibile nelle figure da 3 a 6, che illustrano un organo intermittore 100 secondo una prima variante.

L’intermittore 100 comprende un organo movente 1 ruotante in continuo ed un organo cedente 3 a movimento discontinuo secondo una legge di moto vario, che può vantaggiosamente comprendere una fase di arresto.

L'organo movente 1 comprende un primo albero motorizzato 5 (illustrato in tratto discontinuo) che definisce un primo asse del movente X1 ed elementi a camma 2 connessi all’albero motorizzato 5 e rotanti attorno all’asse del movente X1. L’albero motorizzato 5 à ̈ ruotato in continuo attorno all’asse del movente X1 da un’unità esterna di tipo noto non illustrata per motivi di chiarezza, vantaggiosamente a velocità di rotazione (V1) costante.

L'organo 3 cedente comprende un secondo albero condotto 12 che definisce un asse condotto X3 ed elementi seguicamma 4, solidali allo stesso albero condotto 12; gli elementi seguicamma 4 sono coniugati con gli elementi a camma 2, in modo da permettere all’albero condotto 12 di seguire la legge di moto voluta, comprendente per esempio anche una o più fasi di arresto dell'organo cedente 3 durante ogni ciclo di funzionamento, definito come il periodo necessario all’albero condotto 12 per riportarsi in una stessa condizione di moto, in una posizione ruotata di un angolo Î ̧ attorno all’asse condotto X3 rispetto al ciclo precedente. Î ̧ à ̈ definito come il rapporto tra 360° e il numero N di cicli di funzionamento compiuti dall’organo cedente 3 durante una rotazione completa dell’organo movente 1.

Il numero di cicli di funzionamento dell'organo cedente 3 durante una rotazione completa dell’albero motorizzato 5 à ̈ funzione del profilo di camma e del rapporto di trasmissione tra organo movente 1 e organo cedente 3.

Come chiaramente visibile nelle figure da 3 a 6, e maggiormente dettagliato nel seguito della descrizione, i citati elementi a camma 2 e gli elementi seguicamma 4 presentano una relativa configurazione di coniugazione reciproca e movimentazione relativa atta ad ottenere una disposizione dell’albero condotto 12 coassiale rispetto all'albero motorizzato 5.

In particolare, gli elementi a camma 2 e gli elementi seguicamma 4 sono tra loro coniugati in continuo durante tutto il ciclo di funzionamento, in altre parole, ciascun elemento a camma 2 à ̈ sempre a contatto con il rispettivo elemento segui camma 4 durante tutto il ciclo di funzionamento dell’intermittore 100.

In tale prima variante, gli elementi a camma 2 possono essere di tipo positivo, cioà ̈ a contatto continuo sugli elementi seguicamma 4 ed atti a permette un controllo delle citate fasi di movimento e di arresto (se presente) dell'organo cedente 3 nel ciclo di funzionamento.

Entrando maggiormente nel dettaglio tecnico, l’organo movente 1 comprende (vedi figure 1 e 2):

- il primo albero motorizzato 5 che à ̈ solidalmente connesso ad una scatola rotante 6, a cui risulta vincolata una prima estremità di un terzo albero 7 di supporto degli elementi a camma 2 che definisce un proprio asse longitudinale X2;

- un anello dentato di guida 8, vincolato ad una cassa 17 che non ruota insieme all’albero motorizzato 5, disposto esternamente alla scatola 6, e presentante un profilo interno dentato 8d su cui risulta ruotabilmente ingranato un pignone 9 connesso, per esempio calettato, ad una seconda estremità del terzo albero di supporto 7.

Si noti che nella variante appena esposta, l’asse longitudinale X2 dell’albero di supporto 7 à ̈ parallelo all’asse del movente X1 ed all’asse condotto X3 durante ogni fase della rotazione dell’albero di supporto 7 attorno all’asse del movente X1.

La scatola 6 comprende una flangia 6f di accoppiamento con l’albero motorizzato 5; un primo piattello 6a, integrale alla flangia 6f, provvisto di apposita apertura 6b passante per il passaggio del pignone 9 e di pareti 6c di unione con un secondo piattello 6d contraffacciato al primo piattello 6a.

Il secondo piattello 6d, a sua volta, à ̈ provvisto di almeno una sede 6e per il collegamento con la prima estremità dell’albero di supporto 7 e di una apertura 6g centrale per il passaggio dell'organo cedente 3.

Si noti come la scatola 6 sia estremamente compatta e allo stesso tempo protegga gli elementi a camma 2 e gli elementi seguicamma 4.

A seguito della rotazione dell’albero motorizzato 5, la scatola 6 à ̈ portata in rotazione attorno all’asse del movente X1, la quale a sua volta, in virtù dell’accoppiamento tra pignone 9 ed anello dentato di guida 8 porta in rotazione l’albero di supporto 7, quindi gli elementi a camma 2, lungo la traiettoria T1 attorno all’asse X1 e su se stesso attorno al proprio asse longitudinale X2 (vedi freccia F7 di figure 5 e 6). In sostanza, come chiaramente visibile nelle figure 5 e 6, gli elementi a camma 2 ruotano con velocità di rotazione (V1) attorno all’asse del movente X1 (secondo una traiettoria circolare T1) di un angolo Î ̧ per ogni ciclo di funzionamento e attorno all’asse longitudinale X2 dell’albero di supporto 7 di un angolo pari a 360° Î ̧ per ogni ciclo di funzionamento. Per quanto riguarda gli elementi a camma 2, questi possono comprendere (vedi in particolare figure 5 e 6) un elemento a conformazione bilobata, o camma 40, integrale all’albero di supporto 7.

La camma 40 comprende due lobi, un primo lobo 10 ed un secondo lobo 11 con profili o curve di contatto generalmente diverse tra loro e comunque dipendenti dalle esigenze operative. La camma 40 Ã ̈ atta ad accoppiarsi ed entrare in contatto con gli elementi seguicamma 4.

Il primo lobo 10 à ̈ longitudinalmente sfalsato rispetto al secondo lobo 11 lungo l’asse longitudinale X2 dell’albero di supporto 7.

Gli elementi seguicamma 4 comprendono:

- un primo braccio 13 radiale, sporgente dall’albero condotto 12 e provvisto, ad una estremità libera, di un rullo folle seguicamma 14 a contatto con gli elementi a camma 2, in particolare con il primo lobo 10; e

- un secondo braccio 15 radiale, sporgente dall’albero condotto 12 ed angolarmente sfalsato rispetto al primo braccio 13; anche il secondo braccio 15 à ̈ provvisto di un relativo rullo folle seguicamma 16 a contatto con gli elementi a camma 2, in particolare con il secondo lobo 11.

I bracci radiali 13, 15 sono solidalmente connessi tra loro e definiscono una prima direzione radiale R1 ed una seconda direzione radiale R2, rispettivamente. Le direzioni radiali R1 ed R2 definiscono un angolo α che può essere determinato in fase di progetto in funzione di corsa e dimensione dei lobi 10, 11 della camma 40. L’angolo α può per esempio essere maggiore di 90°.

Il secondo braccio 15 à ̈ disposto longitudinalmente sfalsato rispetto al primo braccio 13 lungo l’asse condotto X3.

Tale configurazione di contatto tra i lobi 10 e 11 ed i rispettivi rulli 14, 16 sfalsati ed il relativo profilo contrapposto dei due lobi 10 e 11 permette una fase dinamica in cui uno degli elementi 10 o 11 permette la fase di movimento dell'organo cedente 3, mentre l'altro elemento 11 o 10 genera un contrasto controllato di tale movimento così da mantenere sempre regolare e preciso il moto dell’albero condotto 12, per esempio il passaggio da arresto a movimento e nuovamente ad arresto dell'organo cedente 3 secondo il noto principio di funzionamento di tipo desmodromico della camma 40 e degli elementi seguicamma 4.

Nel normale funzionamento dell’intermittore 100, i lobi 10,11 sono sempre in contatto con i rispettivi rulli seguicamma 14, 16. In altre parole, sono coniugati in continuo durante il ciclo di funzionamento. In particolare, durante la rotazione in continuo dell’albero motorizzato 5, e quindi della scatola 6, attorno all’asse del movente X1 in senso antiorario in figure 5 e 6, si verificano vantaggiosamente in successione le seguenti fasi:

1) fase dinamica (vedi figura 5) in cui il lobo 10 applica una forza in senso antiorario (rispetto alla figura 5) al rullo seguicamma 14, mentre il lobo 11 non applica sostanzialmente alcuna forza al rispettivo rullo seguicamma 16, nonostante sia con esso sempre in contatto, determinando una rotazione controllata degli elementi segui camma 4, e quindi dell’albero condotto 12, attorno all’asse condotto X3 in senso antiorario secondo la freccia F12;

2) fase di arresto (vedi figura 6) in cui il lobo 10, sempre in contatto con il rispettivo rullo seguicamma 14, non esercita sostanzialmente su quest’ultimo alcuna forza, mentre il lobo 11 impedisce al rullo seguicamma 16 di ruotare ulteriormente, esercitando su quest’ultimo una forza in senso orario (rispetto alla figura 3) che determina l’arresto degli elementi seguicamme 4 e quindi dell’albero condotto 12.

In funzione del profilo dei lobi 10 e 11 à ̈ anche possibile sostituire la fase di arresto con una fase discontinua, cioà ̈ una fase con legge di moto diversa dalla legge di moto della fase dinamica precedentemente descritta, che può comprendere o meno una fase di arresto.

Si noti che le masse degli elementi seguicamme 4 in rotazione con moto intermittente sono estremamente contenute, consentendo di ottenere elevate velocità di rotazione dell’albero condotto 12 con coppie in ingresso applicate dall’albero motorizzato 5 relativamente basse. Al contrario, nel caso fossero necessarie coppie in ingresso relativamente elevate, per esempio perché sono richieste velocità dell’albero condotto particolarmente elevate, oppure perché grandi masse sono connesse a quest’ultimo, l’intermittore 100 appena descritto mantiene elevate prestazioni e un’ottimale trasmissione del moto. Infatti, essendo camma e rispettivi rulli sempre in contatto mutuo, non si verificano urti che potrebbero danneggiare i singoli elementi.

In sostanza, quindi, una rotazione continua dell’albero motorizzato 5 attorno all’asse del movente X1 à ̈ trasmessa dal meccanismo sopra descritto all’albero condotto 12, determinandone una rotazione di tipo discontinuo e/o intermittente.

A seconda della geometria dell’intermittore, in particolare del numero di denti dell’anello di guida dentato 8 e del numero di denti del pignone 9, che definiscono un rapporto di trasmissione τ1, le fasi appena descritte possono avvenire durante una, più di una o parte di una rotazione completa dell’albero motorizzato 5. Vantaggiosamente, ad ogni rotazione completa dell’albero motorizzato corrispondono due, quattro o più cicli di funzionamento dell’albero condotto 12.

In sostanza, il rapporto di trasmissione Ï„1à ̈ imposto in maniera tale che per ogni ciclo di funzionamento dell’albero condotto 12 l’albero di supporto 7 (quindi la camma 40) compia una rotazione Î ̧ attorno all’asse del movente X1 e di 360° Î ̧ attorno al proprio asse longitudinale X2, essendo Î ̧ = 360°/N.

In altre parole, ad ogni rotazione di 360° Î ̧ del pignone 9 attorno al proprio asse longitudinale X2 corrisponde un ciclo di funzionamento completo.

Definito Ï„2un rapporto di trasmissione medio tra l’organo movente 1 e l’organo cedente 3, Ï„2à ̈ vantaggiosamente imposto uguale a 1.

Nelle figure da 7 a 10 à ̈ illustrata una seconda variante di intermittore che permette di ottenere notevoli vantaggi in termini di bilanciamento e stabilità di tutto l'intermittore, in particolare ad elevate velocità di funzionamento.

Un intermittore 200 secondo tale seconda variante comprende componenti identici o simili a corrispondenti componenti dell’intermittore 100 di figure 3-6, che verranno quindi indicati con gli stessi numeri di riferimento.

L’intermittore 200 comprende un organo movente 1 comprendente un primo albero motorizzato (non illustrato per motivi di chiarezza) che definisce un primo asse del movente X1 e due elementi a camma 2, ciascuno integralmente connesso ad una prima estremità di rispettivi alberi di supporto 7. Ciascun albero di supporto 7 definisce un proprio asse longitudinale, indicati con i riferimenti X2 e X2’ in figure 7-10. Inoltre, ciascun elemento a camma 2 può comprendere un elemento a conformazione bilobata, o camma 40, comprendente un primo lobo 10 ed un secondo lobo 11.

L’intermittore 200 comprende inoltre un organo cedente 3 con un secondo albero condotto 12 che definisce un secondo albero condotto X3 ed un gruppo segui camma 201, solidale all’albero condotto 12.

Il gruppo seguicamma 201 ha forma quadrilobata e comprende una prima coppia di bracci 13 e una seconda coppia di bracci 15 e relativi rulli seguicamma 14, 16. La prima coppia di bracci 13 à ̈ longitudinalmente sfalsata rispetto alla seconda coppia di bracci 15 lungo l’asse condotto X3. In sostanza, il gruppo segui camma 201 comprende due elementi seguicamma 4 contrapposti del tutto simili a quello illustrato con riferimento alle figure 3-6, per un totale di quattro bracci che recano ciascuno un rullo segui camma 14, 16.

A ciascuna seconda estremità degli alberi di supporto 7 à ̈ solidalmente connesso un pignone 9 atto ad ingranarsi ad un anello di guida dentato 8, vincolato ad una cassa del tutto simile alla cassa 17 dell’intermittore 100 di figure 3-6, ma non illustrato per motivi di chiarezza.

Ciascun rullo seguicamma 14, 16 si impegna sul corrispondente e distinto lobo 10, 11. Il funzionamento dell’intermittore 200 à ̈ sostanzialmente simile al funzionamento dell’intermittore 100, con i due elementi a camme 2 che agiscono in coordinazione sui due elementi seguicamma 4 per operare il ciclo di funzionamento voluto dell’albero condotto 12, per esempio sostanzialmente simile a quello illustrato con riferimento all’intermittore 100, con una fase dinamica ed una fase discontinua, che può vantaggiosamente comprendere una fase di arresto, oppure può essere interamente sostituita da una fase di arresto.

Più in particolare, in figure 9 e 10 sono illustrate configurazioni dell’intermittore di figure 7 e 8 che corrispondono ad una fase di spinta e ad una fase di arresto, rispettivamente.

Un intermittore così strutturato, quindi, raggiunge gli scopi prefissati grazie all'architettura costruttiva degli elementi a camma e seguicamma con ausilio dell'anello dentato di guida per il movimento delle camme.

Questa particolarità permette di ottenere un contatto continuo di camme e rulli, quindi un controllo preciso e diretto del ciclo dell'albero condotto, con ridotte inerzie grazie alle limitate masse degli elementi in movimento discontinuo/intermittente. In sostanza, solo gli elementi seguicamma si muovono con moto discontinuo/intermittente, mentre gli elementi a camma si muovono con moto continuo, a velocità di rotazione costante attorno all’asse del movente (X1) e attorno all’asse longitudinale (X2,X2’) dell’albero di supporto (7).

La presenza dell'anello dentato permette una elevata precisione di funzionamento delle camme, unita ad una buona stabilità delle stesse.

A ciò si aggiunga una compattezza di tutto il gruppo con riduzione di spazi e pesi.

Il trovato così concepito à ̈ suscettibile di evidente applicazione industriale; può essere altresì oggetto di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; tutti i dettagli possono essere sostituiti, inoltre, da elementi tecnicamente equivalenti.

In particolare, seppure l’invenzione sia stata descritta con riferimento a sacchetti-filtro bilobo, à ̈ possibile applicare la presente invenzione alla realizzazione di sacchetti filtro di tipo monolobo in busta esterna, modificando/sostituendo opportunamente in maniera nota le stazioni a monte della giostra di unione 110.

Per quanto riguarda la giostra di unione e gli elementi saldanti, Ã ̈ possibile avere sagome di saldatura su entrambe le semiparti.

È inoltre possibile effettuare saldature a freddo.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina per la realizzazione di sacchetti-filtro (103) con prodotti da infusione in bustine (101), macchina (102) comprendente: - una pluralità (L) di stazioni di realizzazione dei sacchetti-filtro (103) comprendenti, ciascuno, almeno un lobo di contenimento di una dose di prodotto, detta pluralità (L) di stazioni sviluppantesi secondo una direzione operativa (D); - dispositivi di movimentazione (106) di detto sacchetto-filtro (103), lungo detta direzione operativa (D), per il posizionamento di detto sacchetto-filtro (103) in - una stazione di avvolgimento (107) di un foglio (S) piano di materiale da sovraincarto attorno a detto sacchetto-filtro (103) per formare un incarto ad “U†attorno al sacchettofiltro (103) stesso con almeno due ali contrapposte entro cui risulta interposto detto sacchetto-filtro (103); ed - una stazione di chiusura (109) di due bordi longitudinali di estremità (S1, S2) e di un bordo trasversale di estremità (S3) di detto foglio (S) avvolto ad “U†a definire una detta bustina (101) singola, detta macchina (102) essendo caratterizzata dal fatto che detta stazione di chiusura (109) comprende almeno da una giostra di unione (110) provvista di una pluralità di elementi saldanti (112) per accogliere relativi singoli sacchetti-filtro (103) con detto foglio (S) di sovraincarto ripiegato; ogni elemento saldante (112) essendo mobile in rotazione con detta giostra di unione (110) ed essendo atto a permettere una chiusura contemporanea di detti due bordi longitudinali di estremità (S1, S2) e di detto bordo trasversale di estremità (S3) di detto foglio (S).
2. 2. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto detta stazione di avvolgimento (107) Ã ̈ motorizzata a passo e che detta giostra di unione (110) consente una movimentazione degli elementi saldanti (112) a passo in fase con detta stazione di avvolgimento (107).
3. 3. Macchina secondo una qualunque delle rivendicazioni 1 e 2, caratterizzata dal fatto che detti elementi saldanti (112) sono suddivisi in due semiparti (111a, 111b) sporgenti radialmente da detta giostra di unione (110); almeno una di dette semiparti (111a, 111b) essendo incernierata, in corrispondenza di relative estremità connesse a detta giostra di unione (110), in modo da definire almeno una prima condizione aperta di prelievo o rilascio di detta bustina (101), in cui dette semiparti (111a, 111b) sono tra loro allontanate, ed una seconda condizione avvicinata di unione, in cui dette semiparti (111a, 111b) risultano tra loro a contatto.
4. 4. Macchina secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che almeno una semiparte (111a, 111b) à ̈ provvista di sagome di saldatura (112a) ricopianti i corrispondenti due bordi longitudinali di estremità (S1, S2) e il bordo trasversale di estremità (S3) di un foglio (S) di sovraincarto avvolto ad “U†.
5. 5. Macchina secondo una qualunque delle rivendicazioni 3 e 4, caratterizzata dal fatto che ogni detto elemento saldante (112) à ̈ asservito a organi di movimentazione (113), integrati in detta giostra di unione (110), ed atti a muovere ciascun elemento saldante (112), tra una prima posizione (P1) in prossimità della stazione di avvolgimento (107) in cui l’elemento saldante (112) à ̈ in condizione aperta di prelievo, e una seconda posizione (P2) in prossimità di una stazione di raggruppamento e introduzione (114) di bustine (101) in cui l’elemento saldante (112) à ̈ in condizione aperta di scarico (P2), ciascun elemento saldante (112) essendo in condizione avvicinata di unione durante la rotazione da detta stazione di avvolgimento (107) a detta stazione di raggruppamento e introduzione (114).
6. 6. Macchina secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detta giostra di unione (110) Ã ̈ provvista di almeno quattro elementi saldanti (112) sporgenti radialmente dalla giostra di unione (110) stessa.
7. 7. Macchina secondo la rivendicazione 1, comprendente almeno una giostra di confezionamento (115), motorizzata a passo, provvista, radialmente, di una pluralità di elementi di presa di singoli detti sacchetti-filtro (103), caratterizzata dal fatto che detta giostra di confezionamento (115) e detta giostra di unione (110) sono sincronizzate a passo e presentano un rapporto di due a uno nel numero dei rispettivi elementi di presa ed elementi saldanti (112) presenti su ciascuna giostra di confezionamento (115) e giostra di unione (110).
8. 8. Macchina secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che detta giostra di unione (110), per ogni passo eseguito, ruota di un angolo (β) doppio rispetto all'angolo percorso in un passo da detta giostra di confezionamento (115).
9. 9. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta giostra di unione (110) Ã ̈ motorizzata a passo tramite un organo intermittore (100).
10. 10. Macchina secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta stazione di chiusura (109) opera per termosaldatura.