ITBO990514A1 - Apparato perfezionato per saldare , con elevata efficienza energetica, lembi sovrapposti di un film di imballaggio . - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo:

APPARATO PERFEZIONATO PER SALDARE. CON ELEVATA EFFICIENZA ENERGETICA. LEMBI SO-VRAPPOSTI DI UN FILM DI IMBALLAGGIO.

Il presente trovato si riferisce all'imballaggio automatizzato di prodotti, o di loro insiemi ordinati, con trattenimento unitario degli stessi ad opera di un involucro in film plastico, avvolto esternamente ai prodotti, ripiegato e richiuso su sé stesso e poi, definitivamente saldato.

Il trovato concerne in particolare un apparato per saldare, mediante fusione localizzata, i lembi del film di imballaggio reciprocamente sovrapposti e trova particolare impiego nella saldatura degli involucri di imballaggio di prodotti morbidi costituiti ad esempio da risme di tovaglioli e fazzoletti di carta o da confezioni di rotoli di carta per uso igienico o domestico. Al settore di pertinenza di questi ultimi, nel seguito della descrizione, si fa specifico riferimento, ma ciò unicamente a titolo esemplificativo e non per questo in senso limitativo.

Nell'attuale tecnologia di imballaggio dei prodotti sopra menzionati, è largamente generalizzato l'impiego di apparati saldatori congegnati in modo da comprendere una coppia di piastre riscaldanti, parallele, le quali operano sui prodotti, o su gruppi di prodotti unitariamente trattenuti, i quali transitano tra le piastre riscaldanti con movimento continuo o con movimento discontinuo a passi.

Ciascuna delle piastre è costituita da una pluralità di corpi scaldanti elementari, affiancati, di forma parallelepipeda, contigui e complanari tra loro, nonché contrastati da elementi elasticamente cedevoli convenientemente applicati. I corpi scaldanti sono costituiti in alluminio massiccio, contengono al loro interno una_o più resistenze elettriche, il cui calore si trasmette per conduzione attraverso la massa metallica, e sono provvisti di superficie di contorno sagomata in modo da presentare una pluralità di risalti lineari, di limitato spessore che sporgono verso il prodotto.

Due trasportatori continui, comprendenti nastri in materiale resistente al calore, avvolti ad anello allungato intorno ad una coppia di pulegge con assi verticali, paralleli tra loro, interpongono ciascuno un ramo attivo dei propri nastri tra i prodotti e le piastre e, pur impedendo il contatto diretto tra i risalti dei corpi scaldanti e l'involucro di imballaggio, consentono agli elementi riscaldanti, ovvero ai risalti, di premere l'involucro - a riscontro dei prodotti - di trasmettergli il calore attraverso il nastro e di fondere localmente, mediante la pressione ed il riscaldamento dei risalti, i lembi sovrapposti del film di imballaggio lungo prestabilite linee di giunzione.

I corpi scaldanti elementari sono collegati elettricamente tra loro in modo da definire gruppi di elementi gestiti unitariamente da idonei mezzi di controllo dell’apparato saldatore. Solitamente, i gruppi sono costituiti da tre o più elementi, collegati elettricamente a stella, i quali vengono attivati e disattivati contemporaneamente tra loro.

II fondamentale inconveniente di tali apparati saldatori è rappresentato da un consumo energetico di esercizio notevolmente elevato. La strutturazione costruttiva delle piastre saldanti implica infatti la trasmissione dej calore lungo tutte le direzione dello spazio circostanti ai singoli elementi componenti; ciò, unitamente all’elevata massa metallica degli elementi saldanti e alla conseguente loro elevata inerzia termica, porta ad una forte dispersione di calore e a richiedere su ogni resistenza assorbimenti di potenza elettrica dell’ordine dei 1000 W, con potenze globali assorbite dall’intero impianto saldatore che, a seconda dei casi, possono essere dell’ordine anche di 18-20 kW.

Scopo del presente trovato è quello di eliminare gli inconvenienti sopraddetti mediante un apparato saldatore perfezionato in modo da operare con alta efficienza energetica, ovvero con assorbimento di potenza notevolmente minore della potenza richiesta dagli apparati di tipo noto.

In accordo con l’invenzione, tale scopo viene raggiunto da un apparato perfezionato per saldare in sovrapposizione lembi di un film di imballaggio reciprocamente sovrapposti, comprendente almeno una piastra riscaldata, provvista di risalti lineari, saldanti, sporgenti verso il prodotto, la quale è atta a fondere localmente e in corrispondenza dei risalti i lembi sovrapposti del film di imballaggio; a comprimerli tra loro a riscontro del prodotto; e a farli aderire lungo corrispondenti linee di giunzione del film. L’apparato è caratterizzato dal fatto che detta una o ciascuna piastra ha struttura composita, comprendente almeno una base di supporto realizzata in materiale termoisolante ed una pluralità di resistenze elettriche le quali sono associate alla base di supporto ejsi proiettano verso il film di imballaggio, materializzando esse stesse i detti risalti.

In conseguenza del fatto che le resistenze elettriche materializzano esse stesse i risalti premitori, il calore delle resistenze medesime viene trasmesso al film da saldare in modo più diretto di quanto non avvenga nelle soluzione note, nelle quali il calore è costretto ad attraversare una parete schermante supplementare, ancorché termicamente conduttiva, rappresentata dal materiale costitutivo degli elementi riscaldanti. La trasmissione di calore più diretta consente quindi una saldatura più efficiente e richiede una potenza termica installata sicuramente minore.

Inoltre, in conseguenza della schermatura termica offerta dalla base in materiale isolante, tutta la potenza termica installata può essere indirizzata utilmente ed esclusivamente alla saldatura, senza inutili dispersioni di potenza termica verso zone diverse da quelle interessate alla saldatura. Ciò aggiunge un ulteriore contributo alla diminuzione delle potenze termiche che è necessario installare per ottenere i medesimi risultati operativi degli apparati noti.

Un ulteriore elemento atto a contribuire alla diminuzione della potenza termica installata è rappresentato dal fatto che le resistenze elettriche possono essere materializzate da fili o da strisce, tratte da sottili lamine di materiale resistivo, che vengono fissate alla base termoisolante.

Le dimensioni assai ridotte della componente di materiale resistivo permettono di avere masse percorse dalla corrente elettrica molto modeste, ciò consentendo di diminuire le inerzie termiche nei transitori di avviamento e di arresto dell’apparato e di diminuire le potenza elettriche necessarie per mantenere in temperatura gli elementi attuatori della saldatura nel corso dell’esercizio dell'apparato.

Le resistenze elettriche possono essere disposte inoltre secondo una pluralità di linee parallele e possono essere gestite singolarmente da mezzi di comando e di gestione dell'apparato saldatore.

La gestione operativa delle resistenze saldanti può essere quindi effettuata in modo da permettere di parzializzare l’attivazione dell’apparato in stretta relazione con le dimensioni effettive del formato delle confezioni; senza inutile dissipazione di potenza sulle resistenze dell’apparato che non vengono interessate dal prodotto o dai prodotti in confezionamento.

Le resistenze di una stessa linea possono essere poi organizzate circuitalmente in modo da poter gestire singoli tratti attivi di una stessa linea con il vantaggio di poter parzializzare, se necessario, ancora in modo più fine ed accurato la gestione ed il controllo dell’apparato saldatore in funzione di tutte le possibili variazioni geometriche e dimensionali del formato dei prodotti da confezionare sia in senso longitudinale, che in senso altitudinale rispetto al piano di avanzamento dei prodotti.

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:

la figura 1 è un vista prospettica molto schematizzata di un apparato saldatore associato ad una linea di confezionamento di prodotti;

la figura 2 è una vista in pianta dall’alto del trovato; la figura 3 è una vista in alzato, in scala di ingrandimento, di un particolare dell'apparato osservato dal punto di vista indicato in figura 2 con freccia A;

- la figura 4 è una vista in pianta dall’alto del particolare di figura 3.

Con riferimento agli uniti disegni, con 1 viene indicato nel suo complesso un apparato per saldare lembi 2 sovrapposti di un film di imballaggio, avvolto intorno ad almeno un prodotto 6, il quale è costituto, ad esempio, da uno o più rotoli, convenientemente raggruppati, di carta morbida per uso domestico.

L’apparato 1 essenzialmente comprende (vedi figura 1) due piastre 3 parallele, disposte bilateralmente ad una linea di avanzamento 13 dei prodotti 6. Le piastre 3 sono mobili l'una rispetto all’altra, trasversalmente alla linea di avanzamento 13, in modo da potersi associare alle confezioni dei prodotti 6 che transitano tra di esse: ad esempio con movimento continuo, lungo la linea di avanzamento 13, oppure con movimento discontinuo a passi. Negli esempi del trovato in descrizione, la mobilità relativa delle piastre 3 viene ottenuta rendendo mobili entrambe le piastre 3; è possibile tuttavia realizzare tale mobilità relativa anche muovendo solamente una delle piastre 3, ad esempio la prima, mentre l’altra piastra 3 viene invece mantenuta fissa.

Ognuna delle piastre 3 è provvista di risalti 5 lineari, riscaldanti, sporgenti verso il prodotto 6 atti a fondere"localmente ed in loro corrispondenza i lembi 2 sovrapposti del film di imballaggio: a comprimerli tra loro a riscontro del prodotto 6; e farli conseguentemente aderire l’uno all’altro.

Le piastre 3 hanno struttura composita essenzialmente costituita da almeno una base di supporto, globalmente indicata con 7, ottenuta affiancando complanarmente, in successione ed in prossimità tra loro un certo numero di elementi 10 modulari, piani, realizzati in materiale termoisolante.

Ad ogni elemento modulare 10 è associata una pluralità di resistenze elettriche 8, orientate parallelamente tra loro e vincolate in modo da proiettarsi dai vari elementi 10, ovvero dalla base di supporto 7, verso il prodotto 6 identificandosi con i risalti 5 medesimi.

Le resistenze elettriche 8 sono costituite da fili, o meglio da sottili strisce di materiale resistivo, portate sporgenti dalla base di supporto 7, le quali hanno estremità incurvate 8e che: circoscrivono i bordi degli elementi 10 modulari; si fissano posteriormente agli elementi modulari 10 medesimi; e si contrappongono ad una piastra 14 recante corrispondenti contatti 14e elettrici a loro volta alimentati da uno o più cavi 20.

Le resistenze elettriche 8 sono disposte in generale lungo linee 9 di saldatura operativamente indipendenti tra loro, orientate longitudinalmente alla direzione di avanzamento 12 dei prodotti 6, lungo la linea di avanzamento 13: direzione 12 che è parallela e longitudinale alle piastre 3.

Le resistenze 8 sono collegate ad una rete di alimentazione elettrica esterna e a mezzi di gestione e di comando, non illustrati, in modo da poter essere attivate seletti.vamente così da attivare il corrispondente riscaldamento parziale di singole zone di ciascuna delle piastre 3.

A titolo di esempio, nella figura 3 viene rappresentata una possibile configurazione di resistenze 8 organizzate in modo da potere essere parzializzate in funzione dei diversi formati, in lunghezza ed in altezza, dei prodotti 6 in fase di confezionamento. In questa configurazione, le resistenze 8 relative alle linee di saldatura 9 prossimali al piano 21 di scorrimento dei prodotti 6 sono alimentate collettivamente da un unico cavo di alimentazione 20: la loro alimentazione contemporanea consente di effettuare la saldatura dei lembi delle confezioni di formato minimo - in termini di altezza - rispetto al piano 21 di scorrimento. Le resistenze 8 relative a linee di saldatura 9, susseguentisi lungo la verticale e che viceversa sono distali rispetto al piano 21 di scorrimento, sono invece alimentate da distinti cavi di alimentazione 20. In questo caso, quindi le resistenze elettriche 8 di una medesima linea 9 di saldatura sono gestite in modo da poter essere attivate singolarmente ed indipendentemente l’una dall’altra in funzione della maggiore o minore altezza dei prodotti 6 dei quali si debbono saldare le relative confezioni.

Tornando alla piastra 14, dalla figura 4 è possibile rilevare che anch’essa presenta una struttura modulare ottenuta disponendo in successione tra loro, parallelamente alla base di supporto 7, una pluralità di moduli 14m complanari, affiancati. I moduli 14m, oltre a costituire elemento di supporto dei già citati contatti elettrici 14e e cavi 20, vincolano a sé, ad esempio mediante bulloni 22, gli stessi elementi modulari 10 della base di supporto 7.

I moduli 14m sono poi contrastati da elementi elasticamente cedevoli, materializzati da molle 4, e sono conformati in modo da presentare un’appendice 15 prominente verso la base di supporto 7 delle resistenze 8.

Le appendici 15 di un generico modulo 14m sono localizzate ed orientate in modo da contrapporsi ad un bordo 11 di un elemento modulare 10 supportato da un modulo 14m adiacente al precedente. In tal modo, quando un elemento componente 10 della base di supporto 7 in materiale termoisolante viene spinto dal prodotto 6, contro la reazione elastica delle molle 4, lo spostamento di detto elemento componente 10 si trasmette anche all’elemento componente 10 contiguo, ma non direttamente interessato dal prodotto 6: ciò consente di attuare una sorta di articolazione tra gli elementi componenti 10, ovvero tra i moduli 14m della piastra 14 retrostante, che permettono di evitare che possano crearsi discontinuità di appoggio tra i prodotti 6 e le linee di saldatura 9 tali da interferire con la regolarità di avanzamento dei prodotti 6 lungo la linea di avanzamento 13.

Quanto alla strutturazione e allo sviluppo dimensionale degli elementi componenti 10 di forma allungata, dalla figura 3 è possibile rilevare che ciascun elemento componente 10 ha struttura monolitica che si sviluppa in altezza dal piano 21 di scorrimento dei prodotti 6, fino alla massima dimensione altitudinale dei prodotti 6, ed interessa la totalità delle linee di saldatura 9. Ma ciò non toglie che, in linea di principio, sia possibile strutturare e dimensionare diversamente detti elementi componenti 10 anche in relazione con le necessità di accedere per controllo e manutenzione alle singole resistenze 8.

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

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato per saldare lembi (2) sovrapposti di un film di imballaggio, avvolto intorno ad almeno un prodotto (6), comprendente almeno una prima piastra (3) atta a contrastare detto uno o ciascun prodotto (6) a riscontro di una seconda piastra (3) ad essa parallela, almeno detta prima piastra (3) essendo provvista di risalti (5) lineari, riscaldanti, sporgenti verso il prodotto (6) atti a fondere localmente i lembi (2) sovrapposti del film di imballaggio e a comprimerli tra loro a riscontro del prodotto (6) per farli aderire l'uno all’altro, caratterizzato dal fatto che detta una, o ciascuna piastra (3), ha struttura composita e comprende almeno una base di supporto (7), realizzata in materiale termoisolante, ed una plur^ litàjji resistenze elettriche (8) associate alla base di supporto (7) in modo da proiettarsi da questa verso il prodotto (6) identificandosi con i risalti (5) medesimi.
2. 2. Apparato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le resistenze elettriche (8) sono disposte lungo linee (9) di saldatura operativamente indipendenti tra loro.
3. 3. Apparato secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che dette resistenze elettriche (8) sono collegate ad una rete di alimentazione elettrica in modo da poter essere attivate selettivamente così da attivare il corrispondente riscaldamento parziale di singole zone di detta una o ciascuna. piastra saldante (3).
4. 4. Apparato secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che le resistenze elettriche (8) di una medesima linea (9) di saldatura sono collegate alla rete di alimentazione elettrica di detta una o ciascuna piastra saldante (3) in modo da essere attivabili indipendentemente l’una dall’altra.
5. 5. Apparato secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che la base di supporto (7) è attuata da una pluralità di elementi componenti (10) di forma allungata reciprocamente affiancati.
6. 6. Apparato secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti elementi componenti (10) sono affiancati in prosecuzione reciproca lungo una medesima linea di saldatura (9); sono elasticamente contrastati da elementi elasticamente cedevoli (4); e presentano bordi (11) adiacenti contigui, articolati tra loro in modo da permettere alla base di supporto (7) di adattarsi automaticamente ai prodotti (6) disposti tra le piastre (3).
7. 7. Apparato secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti elementi componenti (10) sono associati ad una piastra (14) comprendente una successione di moduli (14m) articolati tra loro, un generico modulo (14m) di detta piastra (14) essendo provvisto di un’appendice (15) la quale è associabile al bordo (11) di un elemento componente (10), della base di supporto (7) portato da un modulo (14m) contiguo, in modo da trasmettere gli spostamenti degli elementi componenti (10) interessati dai prodotti (6) anche agli elementi componenti (10) non interessati dai prodotti (6), evitando che possano crearsi discontinuità di appoggio tali da interferire con la regolarità di avanzamento dei prodotti (6) lungo la linea di avanzamento (13).
8. 8. Apparato secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti elementi componenti (10) sono conformati per supportare ciascuno una singola linea (9) di saldatura.
9. 9. Apparato secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti elementi componenti (10) sono conformati per supportare ciascuno una pluralità di dette linee (9) di saldatura.
10. 10. Apparato secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che dette linee (9) di saldatura, sono orientate longitudinalmente ad una direzione di avanzamento (12) dei prodotti (6) la quale è parallela e longitudinale a dette piastre (3).
11. 11. Apparato secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.