ITBO20130096A1 - Macchina per la formazione di capsule monouso per bevande - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

MACCHINA PER LA FORMAZIONE DI CAPSULE MONOUSO PER BEVANDE.

La presente invenzione ha per oggetto una macchina per la formazione di capsule monouso per bevande, in particolare capsule per bevande da estrazione o infusione, quali caffà ̈, tà ̈, latte, cioccolato, o combinazioni di questi ingredienti.

Le citate capsule, utilizzate in macchine di produzione di queste bevande, comprendono nella loro forma più semplificata:

- un corpo rigido a bicchiere comprendente un fondo perforabile o preforato ed una bocca superiore provvista di un collare (usualmente, ma non limitatamente, a definire una conformazione troncoconica);

- una dose di prodotto da estrazione o infusione per bevande contenuto nel corpo rigido; e - uno spezzone di chiusura ricavato da un foglio per chiudere la bocca del corpo rigido e destinato (usualmente, ma non limitatamente) ad essere perforato da un ugello di alimentazione di un liquido in pressione.

Preferibilmente, ma non limitatamente, il foglio di chiusura à ̈ ricavato da un foglio con caratteristiche di flessibilità.

In alcuni casi le capsule possono comprendere uno o più elementi filtranti di tipo rigido o flessibile. Ad esempio, un primo filtro (se presente) può essere disposto sul fondo del corpo rigido. Un secondo filtro (se presente) può essere interposto tra lo spezzone di foglio di chiusura e la dose di prodotto.

La capsula così composta, quindi, viene alloggiata ed utilizzata in apposite sedi delle macchine di produzione di bevande.

Attualmente per formare questo tipo di capsule si utilizzano macchine con funzionamento del tipo "a passo". Un esempio noto di queste macchine à ̈ illustrato nella pubblicazione brevettuale WO 2010/007633.

La macchina illustrata nel documento WO 2010/007633 comprende un nastro trasportatore chiuso ad anello su due pulegge motorizzate ad asse orizzontale in modo da presentare un ramo attivo superiore ed un ramo di ritorno non operativo inferiore.

Il nastro presenta una serie di sedi in successione dove viene posizionato il corpo rigido alimentato da una corrispondente stazione posta al disopra del ramo attivo del nastro.

Il ramo attivo del nastro, spostandosi a passo lungo una direzione di avanzamento, posiziona le singole sedi con il corpo rigido al disotto di una serie di stazioni per il completamento della capsula.

In sostanza, vi sono, dopo la stazione di alimentazione del corpo rigido, almeno una stazione di dosaggio del prodotto all'interno del corpo rigido, una stazione di chiusura della bocca del corpo rigido con uno spezzone di film (ad esempio tramite termosaldatura) ed, infine, una stazione di prelievo delle capsule formate.

Si noti, comunque, che vi possono essere, lungo il percorso rettilineo del ramo attivo, ulteriori stazioni ausiliarie come controllo peso, formatura dello spezzone di film, stazioni di applicazione filtri, organi di prelievo per gli scarti, ecc.

Tuttavia, una singola linea di produzione abbinata al movimento operativo a passo ha denotato una scarsa produttività nell'unità di tempo.

Per ovviare a questo problema, il nastro à ̈ stato allargato in direzione trasversale alla direzione di avanzamento del nastro in modo da formare più linee affiancate di sedi per l'alloggiamento di corrispondenti corpi rigidi.

Questa scelta tecnica ha comportato, però, un aumento di dispositivi installati affiancati l'uno all'altro lungo un piano orizzontale, trasversalmente alla direzione di avanzamento del ramo attivo del nastro.

Tale soluzione, se da un lato, ha in parte aumentato la produttività nell'unità di tempo della macchina nel suo complesso, dall'altro lato ha reso la stessa macchina molto ingombrante, decisamente costosa e con un aumento dei rischi di fermo macchina dato il numero elevato di dispositivi presenti lungo il ramo attivo.

Questa scelta strutturale, quindi, non bilancia i costi globali con i risultati di produttività operativa, e pone limiti in termini di velocità operativa della macchina.

Scopo del presente trovato à ̈ pertanto rendere disponibile una macchina per la formazione di capsule monouso per bevande da estrazione o infusione, quali caffà ̈ o tà ̈, che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, à ̈ scopo del presente trovato mettere a disposizione una macchina per la formazione di capsule monouso per bevande da estrazione o infusione, quali caffà ̈ o tà ̈, in grado di assicurare una elevata produttività nell'unità di tempo con alte velocità operative, ridotto numero di stazioni operative e garantendo anche una alta affidabilità.

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ proporre una macchina per la formazione di capsule monouso per bevande da estrazione o infusione, quali caffà ̈ o tà ̈, strutturata in modo compatto, di ridotto ingombro e con una buona qualità finale del prodotto.

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ fornire una o più stazioni operative in grado di ottenere una velocità operativa elevata, con flessibilità produttiva in funzione delle esigenze operative della macchina, con ridotti ingombri lungo il percorso operativo.

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ fornire una stazione di chiusura delle capsule monouso in grado di assicurare una qualità di tenuta dello spezzone di foglio di chiusura sulla bocca della capsula, combinato con una elevata velocità produttiva nell'unità di tempo.

Un altro scopo à ̈ quello di fornire una stazione di chiusura della capsula in grado di formare gli spezzoni di foglio di chiusura da un film continuo e di ridurre la quantità di materiale di chiusura utilizzato con riduzione del materiale di sfrido.

Detti scopi sono pienamente raggiunti dalla macchina per la formazione di capsule monouso per bevande da estrazione o infusione oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto contenuto nelle rivendicazioni sotto riportate.

In particolare, la macchina in oggetto à ̈ utilizzata per formare capsule monouso per bevande da estrazione o infusione, quali caffà ̈ o tà ̈, comprendenti un corpo rigido a bicchiere avente un fondo ed una bocca superiore provvista di un collare, una dose di prodotto per estrazione o infusione contenuto nel corpo rigido ed uno spezzone di foglio per chiudere la bocca superiore del corpo rigido.

Questa macchina comprende un elemento di trasporto dei corpi rigidi chiuso ad anello su organi di movimentazione atti a movimentare l'elemento di trasporto.

L'elemento di trasporto à ̈ configurato per definire una pluralità di sedi per i corpi rigidi, disposte l'una in successione all'altra ed aventi un corrispondente asse verticale di sviluppo. In questa luce, la macchina comprende una pluralità di stazioni, disposte lungo un percorso effettuato dall'elemento di trasporto, configurate per operare in fase con lo stesso elemento di trasporto e comprendenti una stazione di alimentazione dei corpi rigidi all'interno di corrispondenti sedi dell'elemento di trasporto, una stazione di dosatura di prodotto all'interno del corpo rigido, una stazione di chiusura della bocca superiore del corpo rigido con lo spezzone di foglio ed una stazione di uscita che preleva le capsule formate dall'elemento di trasporto.

Secondo l'invenzione, la stazione di chiusura della bocca superiore del corpo rigido comprende un gruppo di taglio per tagliare e separare, in continuo, singoli spezzoni di foglio di chiusura da un film continuo. Il gruppo di taglio à ̈ configurato per tagliare e separare singoli spezzoni di foglio di chiusura correlati alla forma della bocca superiore del corpo rigido.

Sempre secondo l'invenzione, la stazione di chiusura comprende organi di trasferimento per prelevare in continuo ed in successione, singoli spezzoni di foglio di chiusura dal gruppo di taglio e per trasportare e rilasciare gli stessi spezzoni ad un corrispondente elemento di presa di una ruota di saldatura atta a saldare lo spezzone di foglio di chiusura al corpo rigido, ruotabile in continuo attorno ad un primo asse verticale lungo un percorso di rotazione, e provvista, lungo la propria circonferenza, di una pluralità di elementi di presa provvisti di corrispondenti unità saldanti.

Ancora secondo l'invenzione, le unità saldanti sono configurate sulla ruota per sovrapporsi, in coordinazione di fase, ad un corrispondente corpo rigido disposto sull'elemento di trasporto, in modo da ottenere l'unione dello spezzone al corpo rigido lungo un tratto del percorso dell'elemento di trasporto comprendente un tratto del percorso di rotazione della ruota in sincronia di fase con lo stesso elemento di trasporto.

Grazie a questa struttura della stazione di chiusura, i fogli per la chiusura della bocca della capsule vengono formati partendo da un film continuo e trasportati all'interno della ruota di saldatura in modo veloce, preciso e sempre con un ciclo continuo di formazione, alimentazione e saldatura.

Il gruppo di taglio atto a tagliare in continuo spezzoni di foglio di chiusura da film continuo combinato con gli organi di trasferimento e la ruota di saldatura compongono una stazione estremamente compatta negli ingombri, ma dalle prestazioni quantitative e qualitative elevate.

Queste ed altre caratteristiche risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di una preferita forma realizzativa, illustrata a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno, in cui:

- la figura 1 illustra una macchina per la formazione di capsule monouso per bevande da estrazione o infusione, quali caffà ̈, tà ̈, latte, cioccolato, o combinazioni di questi ingredienti, secondo la presente invenzione, in una vista in pianta dall'alto schematica; - la figura 2 illustra una capsula monouso per bevande da estrazione o infusione, quali caffà ̈, tà ̈, latte, cioccolato, o combinazioni di questi ingredienti ottenuta con la macchina di cui a figura 1, in una vista laterale schematica;

- le figure 3 e 4 illustrano una parte di un elemento per il trasporto di un corpo rigido in viste laterale ed in pianta dall'alto schematiche;

- la figura 5 illustra una stazione di chiusura del corpo rigido con un foglio di chiusura facente parte della macchina di cui a figura 1, in una vista in pianta dall'alto schematica con alcune parti asportate per meglio visualizzarne altre;

- la figura 6 illustra una parte della stazione di chiusura di cui alla figura 5 in una vista laterale schematica con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre;

- la figura 7 illustra un gruppo di taglio di spezzoni di foglio di chiusura da un film continuo in una vista frontale schematica riferita alla figura 6;

- la figura 8 illustra una ruota di saldatura ed una parte di organi di trasferimento facenti parte della stazione di chiusura di cui alle figure 5 e 6 in una vista laterale schematica con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre.

Con riferimento alle figure allegate, in particolare le figure 1 e 2, la macchina oggetto della presente invenzione (indicata globalmente con 100) viene utilizzata per la formazione di capsule monouso per bevande da estrazione o infusione, quali caffà ̈, tà ̈ latte, cioccolato, o combinazioni di questi ingredienti.

In particolare, vedi ancora figura 2, le capsule 1 monouso per bevande comprendono, in una configurazione minima, ma non limitativa: un corpo rigido 2 a bicchiere (solitamente a definire una forma troncoconica) comprendente un fondo 3 ed una bocca 4 superiore provvista di un collare 5; una dose 6 di prodotto per estrazione o infusione contenuto nel corpo rigido 2 ed uno spezzone 7 di foglio per chiudere la bocca 4 del corpo rigido 2.

Nel caso in cui lo spezzone 7 sia destinato ad una foratura in sede di produzione della bevanda, lo stesso foglio 7 definisce una chiusura ermetica del corpo rigido 2. Si noti che lo spezzone 7 viene ricavato da un foglio flessibile, cioà ̈ con caratteristiche di flessibilità. Si osservi anche che questo tipo di capsula 1 può comprendere uno o più elementi filtranti (qui non illustrati in quanto non facenti parte dell'invenzione).

In particolare un primo filtro può essere disposto sul fondo del corpo rigido per una migliore distribuzione del prodotto da infusione. Questo primo filtro può essere di tipo rigido. In alternativa, questo primo filtro può essere flessibile.

La capsula 1 può comprendere un secondo filtro posizionato tra lo spezzone 7 e la dose di prodotto: in questo caso il secondo filtro permette una migliore distribuzione (omogenea) del liquido sul prodotto.

La macchina 100 (vedi ancora figura 1) comprende un elemento 8 di trasporto di componenti della capsula 1. L'elemento 8 di trasporto à ̈ chiuso ad anello su organi 9 di movimentazione, rotanti attorno ad assi Z9, per il movimento dell'elemento 8 di trasporto. Preferibilmente, ma non limitatamente, questi organi 9 di movimentazione ruotano in continuo attorno ad assi Z9 verticali per permettere un movimento continuo dell'elemento 8 di trasporto.

In particolare, l'elemento 8 di trasporto à ̈ configurato per definire una pluralità di sedi 10 per l'alloggiamento dei corpi rigidi 2, disposte l'una in successione all'altra ed aventi un corrispondente asse verticale Z10 di sviluppo (vedi anche figure 3 e 4). Le sedi 10 sono disposte secondo un primo passo.

Si osservi che la macchina 100 comprende una pluralità di stazioni, disposte lungo un percorso P effettuato dall'elemento 8 di trasporto, configurate per operare in fase (anche continua) con lo stesso elemento 8 di trasporto e comprendenti almeno quattro stazioni base.

Una stazione di alimentazione 11 dei corpi rigidi 2 all'interno delle corrispondenti sedi 10 dell'elemento di trasporto 8.

Una stazione di dosatura 12 del prodotto per estrazione o infusione all'interno del corpo rigido 2.

Una stazione di chiusura 13 della bocca 4 aperta del corpo rigido 2 con lo spezzone 7 di foglio.

Una stazione di uscita 14 che preleva dall'elemento 8 di trasporto la capsula 1 formata. Preferibilmente, l'elemento 8 per il trasporto dei corpi rigidi 2 à ̈ costituito da una catena comprendente una pluralità di maglie 8m tra loro incernierate in successione l'una all'altra attorno a corrispondenti assi verticali Z8, a formare un anello continuo.

Si noti che almeno una delle maglie 8m comprende almeno una sede 10 ad asse Z10 verticale per un corrispondente componente (corpo rigido 2) posizionabile con la bocca 4 rivolta verso l'alto.

Si osservi che la catena 8 può comprendere una pluralità di maglie 8m, anche non in successione continua, comprendenti una corrispondente sede 10 ad asse Z10 verticale per un corrispondente componente (corpo rigido 2).

In altre parole, la catena 8 può presentare maglie di unione non provviste di sedi 10 ed interposte a maglie 8m provviste di sedi 10 (soluzione qui non illustrata).

Preferibilmente, ogni maglia 8m della catena 8 comprende almeno una sede 10 ad asse Z10 verticale per un corrispondente componente (corpo rigido 2) posizionabile con la bocca 4 rivolta verso l'alto.

Si noti che la catena così formata definisce una singola linea di componenti (corpi rigidi 2) avanzanti in continuo lungo un percorso P prestabilito.

Secondo l'invenzione (vedi anche figure da 5 a 8), la citata stazione di chiusura 13 della bocca superiore 4 del corpo rigido 2 comprende un gruppo di taglio 15 per tagliare e separare, in continuo, singoli spezzoni di foglio di chiusura 7 da un film 16 continuo.

In questa luce, il gruppo di taglio 15 Ã ̈ configurato per tagliare e separare singoli spezzoni di foglio di chiusura 7 correlati alla forma della bocca 4 superiore del corpo rigido 2.

Sempre secondo l'invenzione, la stazione 13 di chiusura comprende organi di trasferimento 17 per prelevare in continuo ed in successione, singoli spezzoni di foglio di chiusura 7 dal gruppo di taglio 15 e per trasportare e rilasciare gli stessi spezzoni di foglio di chiusura 7 ad un corrispondente elemento di presa 18 di una ruota di saldatura 19.

Ancora secondo l'invenzione, la ruota di saldatura 19 à ̈ atta a saldare lo spezzone di foglio di chiusura 7 al corpo rigido 2, ed à ̈ ruotabile in continuo attorno ad un primo asse verticale Z19 lungo un percorso di rotazione.

In questa luce, la ruota di saldatura 19 à ̈ provvista, circonferenzialmente, di una pluralità dei detti elementi di presa 18 provvisti di corrispondenti unità saldanti 20.

Sempre secondo l'invenzione, le unità saldanti 20 sono configurate sulla ruota 19 per sovrapporsi, in coordinazione di fase, ad un corrispondente corpo rigido 2 disposto sull'elemento di trasporto 8, in modo da ottenere l'unione dello spezzone 7 al corpo rigido 2 lungo un tratto del percorso P dell'elemento di trasporto 8 comprendente un tratto, indicato con T19, del percorso di rotazione della ruota 19 in sincronia di fase con lo stesso elemento di trasporto 8.

La struttura della stazione di chiusura così ottenuta permette una elevata velocità di formazione dei fogli di chiusura abbinata ad una corrispondente velocità di applicazione degli stessi fogli ai corpi rigidi.

L'utilizzo di un film continuo da cui ricavare gli spezzoni di foglio di chiusura con il gruppo di taglio rotante ad asse orizzontale, combinato con un sistema di trasporto ed applicazione a ruote con asse verticali permette di ridurre notevolmente gli ingombri macchina.

Il sistema di elementi di presa singoli per ogni porzione di foglio di chiusura, combinati con una sovrapposizione di percorso degli stessi con l'elemento di trasporto dei corpi rigidi, permette di raggiungere una alta sicurezza di posizionamento e buona qualità di saldatura e chiusura a tenuta della capsula.

Preferibilmente, il gruppo di taglio 15 comprende (vedi figura 7) un coltello cilindrico 21 ed un contro-coltello cilindrico 22 rotanti attorno a rispettivi assi orizzontali X21, X22 mutuamente paralleli e configurati per formare una successione di spezzoni di foglio di chiusura 7 secondo una prima velocità operativa V1 correlata con la velocità V3 degli organi di trasferimento 17 e con la velocità V2 della ruota di saldatura 19.

In particolare, nell'esempio di figura 7, il coltello 21 ruota in senso antiorario, mentre il contro coltello 22 ruota in senso orario.

Preferibilmente, il contro-coltello 22 comprende organi aspiranti 23 (illustrati schematicamente nella figura 7) disposti circonferenzialmente sul contro-coltello 22 ed agenti per trattenere lo spezzone di foglio 7 formato fino ad una zona superiore di prelievo, in cui lo spezzone di foglio di chiusura 7 Ã ̈ prelevato da parte degli organi di trasferimento 17.

In questa luce, a semplice titolo di esempio non limitativo, il coltello 21 forma spezzoni di foglio 7 di tipo circolare.

Si osservi che il coltello 21 illustrato comprende una serie di taglienti circolari consecutivi disposti secondo un secondo passo, mentre il controcoltello 22 presenta una superficie radiale. Il gruppo di taglio 15 realizza quindi una pluralità di spezzoni 7 disposti secondo un secondo passo.

Sulla superficie radiale del contro-coltello 21 agiscono gli organi aspiranti 23 in modo da separare fisicamente lo spezzone di foglio 7 dal restante film 16, spezzone 7 formato durante la fase di contatto tangenziale tra coltello 21 e contro-coltello 22.

Si noti che la fase di separazione del foglio 7 dal film 16 continuo à ̈ coadiuvata anche dalla fase di risalita del percorso circolare effettuato del contro-coltello 22.

Preferibilmente, come illustrato nella figura 7, da bande opposte al coltello 21 ed al controcoltello 22 sono disposti dei rulli 24, 25 di rinvio (almeno uno, preferibilmente due) del film continuo 16 per ottenere un percorso non rettilineo del film continuo stesso 16, tale da mantenere una porzione del film continuo 16 sempre avvolta attorno ad un tratto arcuato del contro-coltello cilindrico 22 per un corrispondente tempo di contatto e favorire una adesione dello spezzone di foglio di chiusura 7 al contro-coltello stesso 22. In altre parole, il percorso non rettilineo del film continuo aumenta il tempo di contatto tra il controcoltello 22 e il film continuo 16, e quindi lo spezzone 7 di foglio di chiusura.

Grazie a questa architettura, il film continuo si avvolge parzialmente attorno al controcoltello sia prima che dopo il taglio dello spezzone 7 (cioà ̈ prima e dopo la zona di tangenza tra coltello inferiore e contro-coltello superiore).

Questo andamento del film 16 favorisce l'adesione dello spezzone di foglio 7 tagliato e separato dal restante film dai taglienti del coltello 21 e trattenuto poi sul contro-coltello 22 dal sistema di organi aspiranti 23. Grazie a questo tipo di percorso, quindi, si assicura una perfetta e precisa adesione dello spezzone 7 di foglio di chiusura anche ad elevate velocità di rotazione del coltello 21 e del contro-coltello 22.

Preferibilmente, gli organi di trasferimento 17 comprendono una giostra 26 rotante attorno ad un secondo asse verticale Z26. La giostra 26 à ̈ provvista di una pluralità di bracci 27 sporgenti radialmente dalla giostra stessa 26.

In questa luce, ogni braccio 27 presenta, ad una estremità libera, una testa a ventosa 28 per prelevare, lungo un primo piano orizzontale, lo spezzone di foglio di chiusura 7 dal gruppo di taglio 15 e per rilasciare, su un secondo piano orizzontale, lo spezzone di foglio 7 di chiusura ad un corrispondente elemento di presa 18. Il primo piano orizzontale ed il secondo piano orizzontale possono essere solo paralleli, oppure anche coincidenti.

Preferibilmente, ogni testa a ventosa 28 Ã ̈ connessa al corrispondente braccio 27 in modo da ruotare attorno ad un asse X27 di sviluppo longitudinale del braccio 27 (asse orizzontale) per:

- prelevare lo spezzone di foglio di chiusura 7 in corrispondenza di un predeterminato punto di tangenza tra la stessa testa a ventosa 28 ed il contro-coltello cilindrico 22, la testa a ventosa 28 trovandosi al di sopra del controcoltello cilindrico 22 e dello spezzone 7 di foglio di chiusura, e

- per rilasciare, dopo una rotazione della testa a ventosa 28 di un angolo α (corrispondente a circa 180°) attorno all’asse X27 di sviluppo longitudinale, lo spezzone di foglio di chiusura 7 al corrispondente elemento di presa 18, la testa a ventosa 28 trovandosi al di sotto del corrispondente elemento di presa 18.

In questa luce, ogni testa a ventosa 28 Ã ̈ provvista di corrispondenti organi aspiranti per il trattenimento dello spezzone di foglio 7 di chiusura (gli organi aspiranti non sono illustrati).

Si noti che dal punto di prelievo del foglio 7 al punto di rilascio dello stesso foglio 7 al punto di presa, la giostra 26 esegue una rotazione attorno al secondo asse verticale Z26 di un angolo β per portare la testa ventosa 28 in prossimità della ruota di saldatura 19. Nella realizzazione illustrata nelle figure, l’angolo β à ̈ pari a circa 180°, ma resta inteso che valori diversi dell’angolo β sono possibili.

Con un altro angolo di rotazione la giostra 26 riporta ogni testa a ventosa 28 verso il contro-coltello 22.

Durante la rotazione di ritorno, la testa a ventosa 28 ruota nuovamente di un angolo α per riportarsi nella configurazione di prelievo di un nuovo spezzone di foglio di chiusura 7. Preferibilmente, ogni braccio 27 della giostra 26 ha un supporto posteriore 29 connesso alla giostra 26 e definente un asse di rotazione verticale F29 attorno al quale ruota uno stelo 30 di raccordo con la testa a ventosa 28.

In questa luce, la giostra 26 comprende mezzi 31, per esempio organi a camma, (qui illustrati schematicamente con un blocco) per variare la posizione angolare di ogni braccio 27 rispetto al precedente o successivo braccio 27 presente sulla giostra 26: ciò in funzione della posizione relativa del braccio 27 rispetto al gruppo di taglio 15 o alla ruota di saldatura 19.

Questa variazione angolare dei bracci 27 permette di modificare le distanze relative tra precedenti e successivi bracci 27 durante la fase di prelievo e la fase di rilascio del foglio 7: questo accorgimento consente di coordinare la velocità di rotazione della giostra 26 in quanto, ad esempio, la distanza (secondo passo) tra due successivi spezzoni di foglio di chiusura 7 formati sul controcoltello 22 à ̈ diversa (inferiore) rispetto alla distanza tra due elementi di presa 18 rotanti sulla ruota di saldatura 19, che deve essere uguale alla distanza (primo passo) tra sedi 10 adiacenti dell’elemento di trasporto 8 in fase di rilascio. In altre parole, à ̈ possibile minimizzare il secondo passo per minimizzare lo sfrido e al contempo minimizzare il primo passo per massimizzare la produttività della macchina, senza il vincolo che primo passo e secondo passo siano uguali.

In questa luce, la macchina 100 comprende una unità 36 di controllo (illustrata con un blocco) collegata almeno al gruppo di incisione 15 ed alla ruota di saldatura 19 per comandare il gruppo di taglio 15 e la ruota di saldatura 19 secondo una prima V1 ed una seconda velocità operativa V2 tra loro differenziate.

A ciò si può aggiungere che l'unità 36 controlla anche la velocità di rotazione V3 della giostra di trasferimento 26 per il corretto coordinamento tra presa e rilascio in fase del foglio 7.

Preferibilmente, ogni braccio 27 comprende lo stelo 30 di raccordo tra la testa a ventosa 28 ed il supporto posteriore 29 del braccio 27 connesso alla giostra 26.

In questa luce, lo stelo 30 di raccordo à ̈ configurato per muoversi, nei due sensi, lungo l'asse longitudinale X27 di sviluppo del braccio 27 per variare, cioà ̈ adeguare, la posizione della testa a ventosa 28 rispetto al gruppo di taglio 15 od alla ruota di saldatura 19 (vedi figura 5), e avere più tempo per effettuare la fase di prelievo e la fase di rilascio.

Questo ulteriore movimento del braccio 27 lungo l'asse X27 permette di avere tratti di traiettorie percorse dalla testa a ventosa 28 e dal contro-coltello 22 e dagli elementi di presa 18 parzialmente coincidenti e di ridurre gli ingombri, cioà ̈ la distanza tra il gruppo di taglio 15 e la ruota di saldatura 19.

La configurazione operativa di ogni braccio 27 così ottenuto può determinare una diversa o alternativa fase di prelievo del foglio 7 di chiusura dal coltello 21.

Infatti, in alternativa ogni testa a ventosa 28 può essere configurata per il prelievo dello spezzone di foglio 7 di chiusura attraverso "un inseguimento" dello spezzone di foglio 7 lungo la superficie radiale del controcoltello 22.

In altre parole, il braccio 27 può ruotare attorno al proprio asse longitudinale X27, durante il passaggio della testa a ventosa 28 al disopra del contro-coltello 22 per prelevare dal contro-coltello 22 lo spezzone di foglio 7 di chiusura anche prima del (o solo successivamente dopo il) citato punto di tangenza tra testa a ventosa 28 e contro-coltello 22.

In tal modo, la fase di prelievo dello spezzone di foglio 7 può essere effettuata a velocità superiori e risulta gestita con una dinamica ancora più spinta e con possibili aumenti della produttività nell'unità di tempo.

Preferibilmente (vedi figure 6 e 8), la ruota di saldatura 19 comprende una parte superiore 19a ed una parte inferiore 19b contraffacciate e rotanti attorno al citato primo asse verticale Z19 in modo da definire un vano centrale 19c libero di accesso per la testa a ventosa 28 e per l'elemento di trasporto 8 dei corpi rigidi 2 lungo corrispondenti tratti di percorso circolare tra loro non interferenti.

In questa luce, la ruota di saldatura 19 Ã ̈ interposta tra ulteriori ruote di rinvio 40 e 41 del percorso dell'elemento di trasporto 8 per determinare un percorso comune tra l'elemento di trasporto 8 e la ruota di saldatura 19 in un tratto di percorso opposto alla zone di rilascio degli spezzoni di foglo 7 da parte degli organi di trasferimento 17.

In questa luce, la parte superiore 19a ha una pluralità di elementi di presa 18 uniformemente disposti lungo una propria superficie inferiore e contraffacciati alla parte inferiore 19b.

Preferibilmente, ogni elemento di presa 18 dello spezzone di foglio di chiusura 7 Ã ̈ disposto all'interno di un corrispondente organo saldante 32 provvisto di una testa saldante 33. In questa luce, la parte superiore 19a comprende mezzi 44 di movimentazione per muovere l'elemento di presa 18 tra:

- una prima posizione operativa di presa dello spezzone 7, abbassata rispetto alla testa a ventosa 28, in cui l'elemento di presa 18 sporge inferiormente dall’organo saldante 32 (figure 6 e figura 8 lato destro), ed

- una seconda posizione operativa sollevata di unione dello spezzone 7 ad un collare 5 del corpo rigido 2, in cui l'elemento di presa 18 à ̈ all'interno dell’organo saldante 32 e complanare alla testa saldante 33 (vedi figura 8 lato sinistro).

I mezzi 44 di movimentazione sono illustrati con un blocco nella figura 8.

Preferibilmente, l'elemento di presa 18 comprende una ventosa d'estremità 18a connessa ad un albero 18b verticale collegato ai mezzi 44 di movimentazione per definire le due posizioni operative.

In questa luce, la ventosa 18a à ̈ connessa anche a organi di aspirazione 37 per trattenere lo spezzone di foglio di chiusura 7 (questi organi sono illustrati con un blocco in figura 8). Preferibilmente, la giostra inferiore 19b comprende una pluralità di steli 34 verticali disposti contraffacciati a corrispondenti elementi di presa 18.

Si osservi che ogni stelo 34 ha un piattello d'estremità 35 per il supporto in quota del fondo 3 di un corrispondente corpo rigido 2 in corrispondenza almeno del tratto T19 di percorso effettuato dal corpo rigido 2 alloggiato nell'elemento di trasporto 8 a contatto con la corrispondente testa saldante 33.

In questa luce, il tratto T19, come già detto in precedenza, à ̈ il tratto comune di percorso effettuato dal corpo rigido 2 e dalla ruota di saldatura 19 in cui avviene il contatto e la saldatura tra il bordo o collare 5 del corpo rigido 2 ed il foglio di chiusura 7.

Si noti che il piattello d'estremità 35 può comprendere ulteriori organi aspiranti 38 (illustrati con un blocco in figura 8) per stabilizzare il movimento di sollevamento ed abbassamento del corpo rigido 2 durante il tratto T19 di saldatura mantenendolo coassiale alla corrispondente sede 10 in cui alloggia.

Organi 39 di movimentazione (illustrati con un blocco in figura 8) movimentano in quota e nei due sensi lo stelo 34 di supporto del piattello 35.

Si noti, inoltre, che il piattello 35 solleva il corpo rigido 2 rispetto alla sede 10 dell'elemento di trasporto 8 fino a che lo spezzone 7 contatta la testa saldante 33, mentre la ventosa 18a dell'elemento di presa 18 trattiene in posizione corretta il foglio 7 fino al termine del tratto T19 di saldatura.

In altre parole, durante il tratto T19 di saldatura, lo spezzone 7 viene saldato al bordo 5 del corpo rigido 2 mantenuto sollevato dal piattello 35.

In questo modo, lo spezzone di foglio 7 Ã ̈ costantemente controllato nella propria posizione dalla sua formatura fino alla sua associazione con il corpo rigido 2.

Alternativamente, secondo quanto illustrato in figura 8, l'elemento di trasporto 8 comprende una sede 10 suddivisa in una prima porzione fissa ed una seconda porzione 10a a bicchiere, mobile assialmente lungo l'asse Z10 e atta a contenere il corpo rigido 2.

Il citato piattello 35, in tale soluzione costruttiva, viene a contatto con un fondo rigido della porzione mobile 10a e ne determina il sollevamento (unitamente al corpo rigido 2 in essa contenuto) fino al contatto con lo spezzone 7 e le teste saldanti 33.

Terminato il tratto T19 di saldatura, il piattello 35 scende e, contestualmente, la seconda porzione mobile 10a ritorna in una posizione abbassata con la capsula 1 chiusa.

La soluzione illustrata in figura 8 consente di esercitare elevate forze di saldatura, perché il piattello 35 agisce direttamente sulla seconda porzione 10a e non sul corpo rigido 2, e perché la seconda porzione 10a agisce da contrasto per le teste saldanti 33 durante il tratto T19 di saldatura.

Secondo una ulteriore realizzazione alternativa, sono la testa saldante 33 e la ventosa 18a dell'elemento di presa 18 ad essere movimentati verso il corpo rigido 2, che resta alloggiato nella corrispondente sede dell’elemento di trasporto 8. in tale soluzione alternativa, la ruota di saldatura 19comprende ulteriori mezzi di movimentazione per muovere la testa saldante 33 e la ventosa 18a dell’elemento di presa 18 da e verso il corpo rigido 2.

Grazie ad una stazione di chiusura così strutturata si ottengono innumerevoli vantaggi. - elevata velocità di formazione dei fogli di chiusura abbinata ad una corrispondente velocità di applicazione degli stessi fogli ai corpi rigidi grazie alla sequenza di fasi effettuata con gruppi in movimento continuo;

- riduzione degli ingombri macchina grazie ad un gruppo di taglio rotante ad asse orizzontale combinato con un sistema di trasporto ed applicazione del foglio di chiusura a ruote rotanti attorno ad assi verticali;

- riduzione di materiale di sfrido durante la formazione dei fogli di chiusura grazie all'utilizzo di un film continuo da cui ricavare i fogli di chiusura ed alla riduzione della distanza (passo) tra due successivi fogli di chiusura formati;

- elevata precisione di posizionamento e saldatura del foglio di chiusura grazie al sistema di elementi di presa singoli per ogni foglio di chiusura, combinati con una sovrapposizione di percorso degli stessi con l'elemento; questo fattore determina una buona qualità di saldatura e sicurezza di chiusura a tenuta della capsula.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina per formare capsule (1) monouso per bevande da estrazione o infusione, comprendenti un corpo rigido (2) a bicchiere avente un fondo (3) ed una bocca (4) superiore provvista di un collare (5), una dose (6) di prodotto per estrazione o infusione contenuto nel corpo rigido (2) ed uno spezzone di foglio di chiusura (7) per chiudere la bocca (4) superiore del corpo rigido (2), detta macchina comprendendo: un elemento (8) di trasporto dei corpi rigidi (2) chiuso ad anello su organi (9) di movimentazione atti a movimentare detto elemento di trasporto (8); detto elemento di trasporto (8) essendo configurato per definire una pluralità di sedi (10) per i corpi rigidi (2), disposte l'una in successione all'altra ed aventi un corrispondente asse verticale (Z10) di sviluppo; una pluralità di stazioni, disposte lungo un percorso (P) effettuato dall'elemento di trasporto (8), configurate per operare in fase con lo stesso elemento (8) di trasporto e comprendenti: una stazione di alimentazione (11) per alimentare i corpi rigidi (2) all'interno di corrispondenti sedi (10) dell'elemento di trasporto (8); una stazione di dosatura (12) per dosare una dose (6) di prodotto all'interno del corpo rigido (2); una stazione di chiusura (13) per chiudere la bocca (4) superiore del corpo rigido (2) con lo spezzone di foglio di chiusura (7); e una stazione di uscita (14) che preleva le capsule (1) formate dall'elemento di trasporto (8); caratterizzata dal fatto che detta stazione di chiusura (13) comprende almeno: - un gruppo di taglio (15) per tagliare e separare, in continuo, singoli spezzoni di foglio di chiusura (7) da un film (16) continuo; detto gruppo di taglio (15) essendo configurato per tagliare e separare singoli spezzoni di foglio di chiusura (7) correlati alla forma della bocca (4) superiore del corpo rigido (2); - organi di trasferimento (17) per prelevare in continuo ed in successione, singoli spezzoni di foglio di chiusura (7) dal gruppo di taglio (15) e per trasportare e rilasciare detti spezzoni (7) ad un corrispondente elemento di presa (18) di - una ruota di saldatura (19) atta a saldare lo spezzone di foglio di chiusura (7) al corpo rigido (2), ruotabile in continuo attorno ad un primo asse verticale (Z19) lungo un percorso di rotazione, e provvista, circonferenzialmente, di una pluralità di detti elementi di presa (18) provvisti di corrispondenti unità saldanti (20); dette unità saldanti (20) essendo configurate sulla ruota (19) per sovrapporsi, in coordinazione di fase, ad un corrispondente corpo rigido (2) disposto sull'elemento di trasporto (8), in modo da unire lo spezzone di foglio di chiusura (7) al corpo rigido (2) lungo un tratto del percorso (P) dell'elemento di trasporto (8) comprendente un tratto (T19) del percorso di rotazione della ruota di saldatura (19) in sincronia di fase con lo stesso elemento di trasporto (8).
2. 2. Macchina secondo la rivendicazione 1, in cui il gruppo di taglio (15) comprende un coltello cilindrico (21) ed un contro-coltello cilindrico (22) rotanti attorno a rispettivi assi orizzontali (X21, X22) mutuamente paralleli e configurati per formare una successione di spezzoni di foglio di chiusura (7) secondo una prima velocità operativa (V1); detto controcoltello (22) comprendendo organi aspiranti (23) disposti circonferenzialmente su una superficie radiale e agenti per trattenere lo spezzone di foglio di chiusura (7) formato fino ad una zona superiore di prelievo, in cui lo spezzone di foglio di chiusura (7) à ̈ prelevato da parte degli organi di trasferimento (17).
3. 3. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui da bande opposte al coltello (21) e contro coltello (22) sono disposti dei rulli (24, 25) di rinvio del film continuo (16) per ottenere un percorso non rettilineo del film continuo stesso (16), tale da mantenere una porzione del film continuo (16) sempre avvolta attorno ad un tratto arcuato del contro-coltello cilindrico (22) così da favorire una adesione dello spezzone di foglio di chiusura (7) formato al contro-coltello stesso (22).
4. 4. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui gli organi di trasferimento (17) comprendono una giostra (26) rotante attorno ad un secondo asse verticale (Z26) e provvista di una pluralità di bracci (27) sporgenti radialmente dalla giostra stessa (26); ogni braccio (27) avendo, ad una estremità libera, una testa a ventosa (28) per prelevare, lungo un primo piano orizzontale, lo spezzone di foglio di chiusura (7) dal gruppo di taglio (15) e per rilasciare, su un secondo piano orizzontale, detto spezzone di foglio di chiusura (7) ad un corrispondente elemento di presa (18).
5. 5. Macchina secondo la rivendicazione 4, in cui ogni braccio (27) della giostra (26) ha un supporto posteriore (29) connesso alla giostra (26) e definente un asse di rotazione verticale (F29) attorno al quale ruota uno stelo (30) di raccordo con la testa a ventosa (28); la giostra (26) comprendendo mezzi (31) per variare una posizione angolare di ogni braccio (27) rispetto ad un precedente o successivo braccio (27) presente sulla giostra (26) ed in funzione di una posizione relativa del braccio (27) rispetto al gruppo di taglio (15) e alla ruota di saldatura (19).
6. 6. Macchina secondo la rivendicazione 5, in cui ogni braccio (27) comprende uno stelo (30) di raccordo tra la testa a ventosa (28) ed il supporto posteriore (29) del braccio (27); detto stelo (30) di raccordo essendo configurato per muoversi, nei due sensi, lungo un asse longitudinale (X27) di sviluppo del braccio (27) per variare, cioà ̈ adeguare, la posizione della testa a ventosa (28) rispetto al gruppo di taglio (15) e alla ruota di saldatura (19).
7. 7. Macchina secondo una qualunque delle rivendicazioni da 4 a 6, in cui ogni testa a ventosa (28) à ̈ connessa ad un corrispondente braccio (27) in modo da ruotare attorno ad un asse (X27) di sviluppo longitudinale del braccio (27) per prelevare, dall'alto, lo spezzone di foglio di chiusura (7) in corrispondenza di un predeterminato punto di tangenza tra la stessa testa a ventosa (28) ed il contro-coltello cilindrico (22) e per rilasciare, dal basso verso l'alto tramite una rotazione della testa a ventosa (28) di un angolo (α) attorno all’asse (X27) di sviluppo longitudinale, lo spezzone di foglio di chiusura (7) ad un corrispondente elemento di presa (18).
8. 8. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la ruota di saldatura (19) comprende una parte superiore (19a) ed una parte inferiore (19b) contraffacciate e rotanti attorno a detto primo asse verticale (Z19) e definenti un vano centrale (19c) libero di accesso per le teste a ventosa (28) e per l'elemento di trasporto (8) lungo corrispondenti tratti di percorso circolare tra loro non interferenti; detta ruota di saldatura (19) avendo detta pluralità di elementi di presa (18) uniformemente disposti lungo una superficie inferiore della parte superiore (19a)e contraffacciati alla parte inferiore (19b).
9. 9. Macchina secondo la rivendicazione 8, in cui ogni elemento di presa (18) della ruota di saldatura (19) à ̈ disposto all'interno di un corrispondente organo saldante (32) provvisto di una testa saldante (33); la parte superiore (19a) comprendendo mezzi (34) di movimentazione per muovere l'elemento di presa (18) tra una prima posizione operativa abbassata, di presa dello spezzone (7) dalla testa a ventosa (28), in cui l'elemento di presa (18) sporge dall’organo saldante (32), ed una seconda posizione operativa sollevata di unione dello spezzone (7) ad un collare (5) del corpo rigido (2), in cui l'elemento di presa (18) à ̈ all'interno del’organo saldante (32) e complanare alla testa saldante (33).
10. 10. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 8 o 9, in cui la parte inferiore (19b) comprende una pluralità di steli (34) verticali disposti contraffacciati a corrispondenti elementi di presa (18); ogni stelo (34) avendo un piattello d'estremità (35) per il supporto in quota del fondo (3) di un corrispondente corpo rigido (2) in corrispondenza almeno di un tratto (T19) di percorso effettuato dal corpo rigido (2) per contattare una corrispondente testa saldante (33).
11. 11. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 8 o 9, in cui ciascuna di dette sedi (10) di detto elemento di trasporto (8) à ̈ suddivisa in una prima porzione fissa ed una seconda porzione (10a), mobile assialmente lungo l'asse verticale (Z10) di sviluppo della sede (10) e atta a contenere il corpo rigido (2), la parte inferiore (19b) comprendendo una pluralità di steli (34) verticali disposti contraffacciati a corrispondenti elementi di presa (18); ogni stelo (34) avendo un piattello d'estremità (35) per il supporto in quota di una corrispondente seconda porzione (10a) della sede (10) dell’elemento di trasporto (8) in corrispondenza almeno di un tratto (T19) di percorso effettuato dal corpo rigido (2) per contattare una corrispondente testa saldante (33).
12. 12. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una unità (36) di controllo collegata al gruppo di taglio (15) ed alla ruota di saldatura (19) per comandare il gruppo di taglio (15) e la ruota di saldatura (19) secondo una prima (V1) ed una seconda velocità operativa (V2), rispettivamente, tra loro differenziate.
13. 13. Macchina secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui dette sedi (10) sono disposte lungo detto elemento (8) di trasporto secondo un primo passo e detto gruppo di taglio (15) taglia e separa singoli spezzoni di foglio di chiusura (7) in continuo secondo un secondo passo.