ITFI20090159A1 - Impianto per l'incartonamento e il fardellaggio di prodotti. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Il presente trovato concerne un impianto per l’incartonamento e il fardellaggio di prodotti.

In particolare, l’impianto in oggetto è utilizzabile per formare gruppi di prodotti disposti secondo un ordine prestabilito su uno o più strati e per applicare a ciascun gruppo così costituito un involucro esterno che ne definisce la confezione finale.

A titolo di esempio, i prodotti possono essere costituiti da scatole in cartone che contengono prodotti alimentari e che devono essere disposte su più strati per essere inserite, nella configurazione così assunta, in una scatola più grande che è la relativa confezione finale. Un altro esempio può essere costituito da bottiglie o vasetti, i quali devono essere disposti su un vassoio di cartone e quindi avvolti in un film plastico termoretraibile per formare la confezione finale.

Attualmente, per ottenere le “confezioni finali” summenzionate vengono utilizzati impianti dedicati, finalizzati ad una tipologia specifica di confezionamento. In pratica, l’impianto comprende una macchina disposta a monte, detta “fardellatrice” poiché compone il cosiddetto “fardello” di prodotti che devono formare la confezione finale, ed una macchina confezionatrice disposta a valle, dalla quale esce la confezione finale, che può essere differentemente conformata a seconda dei prodotti contenuti e/o delle esigenze di confezionamento.

Facendo riferimento ad una confezione finale costituita da un involucro esterno formato da una scatola chiusa in cartone, la fardellatrice provvederà a formare una pluralità di strati sovrapposti di prodotti i quali verranno inviati alla macchina disposta a valle, costituita da una cartonatrice, cioè da una macchina nella quale la scatola di cartone che forma la confezione finale viene riempita con il fardello e chiusa.

Nel caso di confezioni finali costituite da fardelli avvolti in film plastico, la macchina a valle è costituita da una macchina che avvolge il fardello con film plastico secondo modalità che possono differire, tra le differenti macchine, a seconda del livello di confezionamento (avvolgitrice con colletto, avvolgitrice senza colletto, ecc…) ma che risultano univoche per uno stesso impianto.

In pratica, con un impianto di tipo noto è possibile realizzare un solo tipo di confezione finale. Questo determina la necessità, da parte degli utenti, di acquistare un tipo di impianto per ogni corrispondente tipo di confezione finale da realizzare. In altre parole, un utente che ha linee di prodotti che vengono confezionati secondo modalità differenti, è obbligato ad utilizzare un corrispondente numero di impianti differenti, con conseguenti aumenti di costi per i macchinari e la necessità di maggiori ingombri. Questi inconvenienti risultano ancora più evidenti nel caso di produttori che alternano la propria produzione, realizzando, in tempi diversi, prodotti che necessitano di confezioni finali differenti.

Scopo del presente trovato è quello di eliminare gli inconvenienti summenzionati.

A questo risultato si è pervenuti in conformità dell’innovazione adottando l’idea di realizzare un impianto presentante le caratteristiche descritte nella rivendicazione 1. Altre caratteristiche sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

Tra i vantaggi del trovato vi è che è possibile con un solo impianto produrre confezioni finali differentemente realizzate; che l’impianto è in grado di regolare i propri parametri di funzionamento in maniera automatica in base alla semplice associazione tra le apparecchiature che alternativamente lo possono comporre; che la regolazione o settaggio dei parametri relativi al funzionamento delle macchine componenti e dell’intero impianto avviene senza l’utilizzo di cavi di collegamento tra le varie apparecchiature, con conseguenti vantaggi in termini di semplicità di assemblaggio e d’uso; che si riduce drasticamente lo spazio necessario all’alloggiamento dei macchinari; che si ha una notevole riduzione dei costi in rapporto all’acquisto di una corrispondente pluralità di impianti singoli dedicati; che la sua struttura è robusta e consente di mantenere le sue caratteristiche peculiari inalterate nel tempo, anche dopo un uso estremamente prolungato.

Questi ed ulteriori vantaggi e caratteristiche della presente innovazione saranno più e meglio compresi da ogni tecnico del ramo dalla descrizione che segue e con l’aiuto degli annessi disegni, dati quale esemplificazione pratica del trovato, ma da non considerarsi in senso limitativo, nei quali:

- la Fig. 1 è una schematica vista in pianta di una possibile forma di attuazione di un impianto secondo il presente trovato, rappresentato in una prima configurazione d’uso, in cui sono presenti una macchina fardellatrice ed una macchina cartonatrice;

- la Fig. 2 è una schematica vista in pianta di una altra possibile forma di attuazione di un impianto secondo il presente trovato, rappresentato in una prima configurazione d’uso, in cui sono presenti una macchina fardellatrice ed una macchina cartonatrice ed in cui la fardellatrice ha un doppio canale di alimentazione;

- la Fig. 3 è una schematica vista in pianta di una ulteriore possibile forma di attuazione di un impianto secondo il presente trovato, rappresentato in una prima configurazione d’uso, in cui sono presenti una macchina fardellatrice ed una macchina avvolgitrice con colletto;

- la Fig. 4 è una schematica vista in pianta di una ulteriore possibile forma di attuazione di un impianto secondo il presente trovato, rappresentato in una prima configurazione d’uso, in cui sono presenti una macchina fardellatrice ed una macchina avvolgitrice senza colletto;

- la Fig. 5 è una schematica vista prospettica di un possibile esempio di confezione finale ottenibile con l’impianto oggetto dell’invenzione nella configurazione rappresentata nelle Figg.1 e 2;

- la Fig. 6 è una schematica vista prospettica di un possibile esempio di confezione finale ottenibile con l’impianto oggetto dell’invenzione nella configurazione rappresentata in Fig.3;

- la Fig. 7 è una schematica vista prospettica di un possibile esempio di confezione finale ottenibile con l’impianto oggetto dell’invenzione nella configurazione rappresentata in Fig.4.

Con riferimento ai disegni allegati, un impianto realizzato secondo la presente invenzione si compone di un’apparecchiatura compositrice/formatrice disposta a monte, delegata alla formazione del fardello che può essere collegata, in funzione del tipo di confezione finale da ottenere, ad una conveniente apparecchiatura disposta a valle, che può essere scelta tra un gruppo di almeno due apparecchiature differenti, idonee alla realizzazione di corrispondenti differenti confezioni finali.

Nella presente descrizione le apparecchiature non verranno descritte in dettaglio, perché di tipo noto e, pertanto, ben conosciute dai tecnici del ramo.

Facendo riferimento inizialmente alle Figg. 1 e 2, con l’impianto in queste configurazioni è possibile produrre una confezione finale in forma di scatola chiusa (12), come quella mostrata in Fig.5.

L’apparecchiatura disposta a monte è costituita da una fardellatrice (2) che può essere monolaterale (come in Fig.1) o bi-laterale (come in Fig.2).

Nelle successive Figg.3 e 4, per la rappresentazione di altre configurazioni dell’impianto (rispettivamente con avvolgitrice con e senza colletto) l’apparecchiatura disposta a monte è del tipo monolaterale, ovviamente senza con questo escludere la possibilità di impiego di fardellatrici bilaterali anche in questi casi.

In pratica, le apparecchiature che compongono l’impianto, in particolare le macchine confezionatrici disposte a valle, definiscono dei singoli moduli indipendenti che possono essere abbinati alla macchina fardellatrice (2) in funzione della tipologia di confezione finale da ottenere.

Negli esempi, è stata schematicamente utilizzata, come unità singola per formare il fardello, una confezione (10) che può essere, ad esempio, del tipo destinato al contenimento di alimenti, come pacchi di pasta alimentare, od altri prodotti confezionati in modo simile.

Nell’impianto di Fig.1, le confezioni (10) arrivano su un dispositivo di trasferimento (20) attraverso un canale di ingresso (21), per essere inviate ad un nastro trasportatore (22) dove una fotocellula provvede a contarle.

Sul nastro trasportatore (22) è disposto ed agente un dispositivo a pettine (23) il quale provvede a bloccare le confezioni (10) sul nastro (22) fino al raggiungimento del numero pre-impostato dall’operatore, ovvero fino al raggiungimento del numero corrispondente alla formazione di uno strato del fardello da formare. Una volta raggiunto il numero prestabilito di prodotti lo strato viene spinto, tramite il pettine (23), su un piano di accumulo (24) (detto in gergo tecnico “otturatore”) con il successivo passaggio per caduta verticale in un secondo piano (o secondo otturatore) e di seguito nel cassetto formatore (discensore). In pratica, in modo di per sé noto, in corrispondenza del piano di accumulo (24) viene eseguita una sovrapposizione degli strati formati dal pettine (23), fino al raggiungimento di un numero di strati corrispondente alla formazione del fardello.

Al raggiungimento della conformazione finale del fardello (11), uno spintore motorizzato (3) sposta il fardello su un cassetto di trasferimento (4) che ha la funzione di portare il summenzionato fardello (11) su una linea di carico, dove, tramite uno spintore motorizzato (5) a corsa lunga, viene trasferito sul modulo di confezionamento, ovvero sulla macchina delegata al confezionamento finale.

Il cassetto di trasferimento (4) è anch’esso un dispositivo noto e può essere provvisto di pareti registrabili in funzione del formato e ribaltabili, a semplice e doppia corsa motorizzata, e riceve il fardello dal trasferitore o spintore (3) della fardellatrice e lo trasferisce sulla linea di carico, dove è agente lo spintore (5).

Nell’esempio rappresentato in Fig.1, in cui è presente una sola fardellatrice (2), il trasferimento del fardello avviene da sinistra verso il centro, essendo previsto a sinistra il canale d’ingresso (21) delle confezioni.

Nell’esempio di Fig.2, in cui l’impianto è dotato della seconda fardellatrice (2A), la quale è provvista di un relativo con canale d’ingresso (21) per le confezioni (10) a destra, il trasferimento fardello avviene sia da sinistra al centro che da destra al centro. In questo caso, il cassetto di trasferimento (4) è doppio, ovvero è in grado di trasferire sia da sinistra che da destra (sopra e sotto nell’orientamento delle Figg.1 e 2) i fardelli (11) che sono stati formati dalle fardellatrici (2) e (2A) verso la zona di azione dello spintore (5).

Sempre con riferimento agli esempi delle Figg. 1 e 2, lo spintore (5) invia il fardello a valle, dove è prevista la una macchina per incartonamento (6) nota in gergo tecnico come “a carico di punta”. Si tratta di una macchina per l’incartonamento automatico di confezioni di pasta lunga o confezioni similari provenienti dal modulo (2) della fardellatrice.

La cartonatrice (6) è composta da un magazzino cartone in linea (60), da un sistema ventose per l’ apertura (srombatura) della scatola ed il suo posizionamento nella stazione di carico (61) del fardello tra due organi di presa, detti “facchini”, disposti contrapposti uno superiormente ed uno inferiormente, atti a trasferire la scatola appena riempita con il fardello (11) verso un gruppo di chiusura scatola (62) dove sono presenti dispositivi di tipo noto che hanno la funzione di incollare, chiudere le falde anteriori e posteriori della scatola, sigillando con nastro adesivo i due fondi. La scatola (12), che a questo punto è piena e chiusa, viene trasferita su una rulliera di uscita (63), dalla quale esce dall’impianto. In Fig. 5 è mostrato un esempio di tale scatole (12), in cui con (13) sono indicate le porzioni di nastro adesivo che completano la chiusura.

Nell’esempio di Fig.3, il modulo che riceve il fardello è un’avvolgitrice con colletto (7). Anche questa macchina è di per sé nota ai tecnici del ramo e, pertanto non sarà descritta in dettaglio.

Anche in questo caso il modulo a valle (l’avvolgitrice 7) riceve il fardello già confezionato dalla fardellatrice (2) tramite lo spintore motorizzato (5), che lo trasferisce all’interno di un film plastico preformato a sacchetto intorno al cosiddetto “colletto” (70), che è costituito da un tubo a sezione quadrata o rettangolare, le cui dimensioni possono essere regolate, in funzione seconda delle dimensioni del fardello, grazie alle lamiere regolabili che lo compongono tramite volantini. Il film è in configurazione “foglio” ed è alimentato da una relativa bobina (71), il cui asse è parallelo ala direzione di avanzamento del fardello (11) all’interno del colletto (70). In questo modo, il graduale avanzamento del fardello determina lo svolgimento della bobina di film foglio ed il conseguente avvolgimento dello stesso. Successivamente, la macchina (7) provvede al taglio ed alla saldatura del film con l’azionamento di un gruppo di taglio e termosaldatura (72) appena il fardello ha superato la linea del gruppo saldante. Il fardello così avvolto viene avviato, per mezzo di un nastro a rete metallica, al forno che ne determina la termoretrazione, definendo la confezione finale (14), mostrata in Fig.6, la quale presenta le linee di saldatura (15).

In Fig. 4, infine, è mostrato un esempio di configurazione che può assumere l’impianto oggetto dell’invenzione, in cui la macchina confezionatrice finale è un’avvolgitrice senza colletto (8). Questo tipo di macchina è provvisto di due porta-bobine, disposte una inferiormente e l’altra superiormente rispetto alla stazione di avvolgimento, destinate a due corrispondenti bobine di film plastico che vengono tagliate e saldate in corrispondenza dell’inizio e della fine di ciascuna (doppia) porzione di avvolgimento, cioè a monte ed a valle di ciascuna confezione finale.

Anche in questo caso, il modulo (8) riceve il fardello (11) già conformato dalla fardellatrice tramite lo spintore motorizzato (5) che lo trasferisce contro il film di plastica predisposto sull’avvolgitrice (8), determinando lo svolgimento delle sue bobine superiori ed inferiore ed il conseguente avvolgimento degli strati.

Successivamente la macchina provvede al taglio ed alla saldatura del film con l’azionamento di un gruppo di taglio e termosaldatura (81) appena il fardello (11) ha superato la linea del gruppo saldante.

Il fardello cosí formato viene avviato per mezzo di un nastro a rete metallica al forno che ne determina la termoretrazione, definendo la confezione finale (17), mostrata in Fig.7, la quale presenta le linee di saldatura (17).

L’impianto oggetto dell’invenzione è provvisto di mezzi automatici di riconoscimento del tipo di modulo che viene associato alla fardellatrice (2); in pratica, l’impianto definisce un sistema modulare per il confezionamento di fardelli in cui è agente un protocollo di comunicazione codificata per il riconoscimento dei singoli moduli (6, 7, 8) nel loro accoppiamento, in funzione della produzione di un prodotto specifico.

L’accoppiamento delle singole unità porta alla formazione di un impianto per la realizzazione di una specifica tipologia di prodotto.

L’unità fardellatrice (2) viene definita come Master di collegamento poiché essa è l’unità sempre presente nelle varie configurazioni di impianto, mentre le unità (6, 7, 8) vengono definite unità Slave.

Per l’interfacciamento gestionale delle unità è utilizzato un sistema RFID Radio Frequency Identification (identificazione a radio frequenza), ovvero un sistema di riconoscimento a distanza mediante onde radio. Il sistema è composto da due componenti principali: un TAG o trasponder e un reader.

Il TAG è un componente elettronico attivo/passivo composto da un chip ed una antenna; il chip è costituito da una memoria non volatile contenente un codice unico, il quale viene trasmesso tramite l’antenna (e relativo circuito di trasmissione del segnale) all’apparato lettore Reader che controllerà i dati ricevuti.

Nel TAG passivo il Reader emette un campo elettromagnetico che tramite induzione genera nell’antenna del TAG una corrente che alimenta il chip. Il chip alimentato comunica tutte le sue informazioni che vengono irradiate tramite l’antenna verso il Reader.

A titolo di esempio, i TAG a frequenza 125kHz e 15MHz sono previsti dalle norme ISO come passivi.

Nel sistema modulare sopra descritto ogni singola unità (2, 6, 7, 8) possiede un proprio quadro di automazione ed un proprio sistema di gestione software da PLC; l’unità (2) viene gestita da un PLC tipo Master mentre le unità (6, 7, 8) vengono gestite da PLC tipo Slave. Sull’unità (2) viene montato un Reader mentre sulle singole unità (6, 7, 8) viene montato un TAG.

Nell’accoppiamento dell’unità (2) con una delle unità (6, 7, 8), il Reader decodifica un codice proveniente dal TAG (6) oppure dal TAG (7), oppure dal TAG (8) e quindi permette al PLC Master dell’unità (2) di comunicare con il PLC Slave corrispondente dell’unità collegata e quindi di creare un interfaccia tra PLC Master-Slave che permette una gestione di processo della macchina completa.

L’interfacciamento software tra i moduli accoppiati viene realizzato senza la necessità di cablaggi a meno di un semplice cavo Profibus, e quindi si ha la reale possibilità di interscambio tra moduli estremamente rapido e tecnologicamente diretto.

In altre parole, ogni volta che è necessario passare da un tipo di confezionamento ad un altro, è sufficiente accostare meccanicamente le macchine, senza la necessità di re-settare le varie unità poiché le regolazioni vengono eseguite in modo automatico. Tra i parametri che possono essere scambiati tra le varie unità, vi possono essere, oltre ai dati relativi al tipo di unità associata, le dimensioni dei fardelli, la velocità di produzione, ecc.. I mezzi di interfacciamento sono quindi in grado di riconoscere in maniera automatica le dette unità in fase di associazione reciproca in modo da determinarne la regolazione automatica e/o l’esecuzione di cicli di lavoro prestabiliti e/o correlati alla tipologia di unità di confezionamento utilizzata (6, 7, 8).

In pratica, i particolari di esecuzione possono comunque variare in maniera equivalente nella forma, dimensioni, disposizione degli elementi, natura dei materiali impiegati, senza peraltro uscire dall’ambito dell'idea di soluzione adottata ovvero del concetto inventivo e perciò restando nei limiti della tutela accordata dal presente brevetto.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto per l’incartonamento e il fardellaggio di prodotti, utilizzabile per formare gruppi di prodotti disposti secondo un ordine prestabilito su uno o più strati e per applicare a ciascun gruppo così costituito un involucro esterno in modo da definire una confezione finale, caratterizzato dal fatto che comprende: - una unità compositrice (2) disposta a monte, atta a disporre secondo un ordine prestabilito gruppi di prodotti (10), ovvero a formare un fardello (11) per inviarlo, in uscita, ad una unità di confezionamento disposta a valle e collegata alla unità compositrice stessa; - almeno due unità di confezionamento finale (6, 7, 8), associabili, alternativamente, a valle di detta unità compositrice (2) per rivestire detto fardello (11) con un involucro esterno; - mezzi di interfacciamento in grado di riconoscere in maniera automatica le dette unità in fase di associazione reciproca in modo da determinarne la regolazione automatica e/o l’esecuzione di cicli di lavoro prestabiliti e/o correlati alla tipologia di unità di confezionamento utilizzata (6, 7, 8).
2. 2. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta unità compositrice (2) è una fardellatrice.
3. 3. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che dette unità di confezionamento finale (6, 7, 8) comprendono almeno una cartonatrice ed una avvolgitrice di film plastico.
4. 4. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di interfacciamento sono di tipo senza fili.
5. 5. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di interfacciamento sono di tipo a radiofrequenza.
6. 6. Impianto secondo la rivendicazione 4 o 5, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di interfacciamento comprendono una unità master associata a detta unità compositrice (2) ed una pluralità di unità slave associate alle dette unità confezionatrici finali (6, 7, 8).
7. 7. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che possiede un proprio quadro di automazione ed un proprio sistema di gestione software da PLC, detta unità compositrice essendo gestita da un PLC tipo Master, dette unità di confezionamento finale (6, 7, 8) essendo gestite da PLC tipo Slave.