ITMI960607A1 - Forno in particolare per le stazioni di riscaldo nelle macchine di termoformatura e stazione di riscaldo provvista di questo forno - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

la presente invenzione concerne un nuovo tipo di forno particolarmente adatto per l'impiego nelle stazioni di riscaldo nelle macchine di termoformatura, nonch? la stazione di riscaldo equipaggiata con questo forno.

Per la produzione di manufatti di materiale plastico (ad es. celle e controporte di frigoriferi domestici, pannelli di porte per autovetture, imballaggi, ecc.),una lastra o un foglio continuo di questo materiale vengono trattati nella zona di riscaldo di macchine termoformatrici. In questa zona il materiale viene portato alla temperatura di plastificazione, alla quale esso rammollisce cosi'da poter assumere la forma dello stampo, interponendolo in posizione sospesa tra un pannello di riscaldo o forno superiore ed uno inferiore, entrambi dotati di resistenze elettriche di riscaldamento.

La temperatura di plastificazione e'un parametro critico del trattamento complessivo di termofornatura. In effetti, scostamenti anche di poco superiori rispetto alla temperatura di plastificazione specifica per il materiale da trattare, comportano degli inconvenienti quali, tra i piu'gravi:

- una eccessiva deflessione del materiale (spanciamento), che non ne consente il regolare trattamento al di sopra dello stampo; e

- la rapida caduta di parti di materiale plastico sopra gli elementi riscaldanti, con conseguente pericolo di incendi.

Soprattutto per evitare quest'ultimo inconveniente, le tradizionali stazioni di riscaldo sono dotate di mezzi atti ad estrarre i forni dalla zona di plastificazione, cosi'da portare gli elementi riscaldanti al di fuori dell'area di possibile caduta del materiale.

Questa soluzione richiede tuttavia un tempo sufficiente per consentire la fuoriuscita dei pannelli dalla zona di riscaldo, incompatibile con le condizioni di emergenza nelle quali ci si viene a trovare quando il materiale plastico, a causa di una eccessiva deflessione prodotta da non infrequenti fenomeni di surriscaldamento, si porta pericolosamente vicino al pannello inferiore. In queste condizioni, infatti, l'allontanamento degli elementi riscaldanti secondo i metodi tradizionali non e'mai abbastanza veloce da poter effettivamente scongiurare i pericoli di incendio. L'operazione di fuoriuscita dei pannelli riscaldanti verso il retro della macchina ha anche l'inconveniente di richiedere degli spazi aggiuntivi, i quali praticamente raddoppiano 1' etnea occupata dal forno.

Agli inconvenienti che si sono ora ricordati, e che riguardano le condizioni di sicurezza del trattamento di terrooformatura, i sistemi attualmente noti aggiungono anche quello che segue. Quando la lastra o il foglio di materiale plastico hanno raggiunto la temperatura di plastificazione questi tendono, come si e' detto, a flettersi o a "spanciarsi", allontanandosi dalla superficie dell'elemento riscaldante superiore (solitamente in forma di un pannello orizzontale posto separa il materiale da termoformare) e questo allontanamento e'tanto maggiore quanto piu'ci si porta verso la zona centrale del citato pannello. la conseguenza del fenomeno e'che la trasmissione del calore sul materiale varia con la posizione di questo rispetto alla superficie dei forni. Per questo motivo il trattamento richiede un consumo di energia che e'considerevolmente maggiore di quello che sarebbe necessario per plastificare il materiale in assenza di deformazioni, con riflessi negativi sui costi del trattamento.

I tradizionali forni di riscaldo presentano inoltre un ulteriore svantaggio, che e' legato alla manutenzione dell'impianto elettrico. In effetti, la presentazione delle resistenze su pannelli di grandi dimensioni, obbliga ad eseguire gli interventi di manutenzione strisciando sotto la macchina, e quindi in condizioni particolarmente scomode. Inoltre le grandi dimensioni dei pannelli di riscaldo richiedono sempre la presenza di almeno due manutentori, uno che lavora sul retro per staccare i contatti e i fissaggi, e l'altro che regge le resistenze sul fronte del forno.

Sempre con riferimento all'impianto elettrico dei sistemi tradizionali va infine ricordato che la normale apertura orizzontale dei pannelli di riscaldo ha anche il difetto di richiedere una lunghezza eccessiva dei cavi elettrici.Questi sono in effetti del tipo ad alta resistenza alla temperatura e perci?'poco flessibili, con un ulteriore aggravamento dei problsni di costo e di manutenzione del sistema.

La presente invenzione si prefigge pertanto l'obiettivo di superare gli anzidetto inconvenienti della tecnica nota. Costituisce particolarmente uno scopo principale della presente invenzione, quello di realizzare un sistema di forno di riscaldo individuato da pannelli che garantiscano le necessarie condizioni di sicurezza contro i pericoli di incendio.

Rappresenta un ulteriore scopo dell'invenzione quello di disporre di un sistema di riscaldo che sia meno ingombrante di quelli attualmente noti.

Uno scopo dell'invenzione ? anche quello di realizzare una buona distribuzione del calore sulla plastica, anche in fase di deflessione del materiale stratiforme.

E' inoltre uno scopo dell'invenzione quello di rendere piu' agevoli gli interventi di manutenzione sull'impianto elettrico, riducendo al contempo le dimensioni in lunghezza dei cavi.

Questi ed altri scopi sono raggiunti con il forno della presente invenzione, in particolare per le stazioni di riscaldo nelle macchine di termofortratura,del tipo comprendente un complesso di elementi di riscaldamento di uno strato di materiale plastico, essenzialmente caratterizzato dal fatto di consistere di un pannello di riscaldo composto da due parti di pannello incernierate in corrispondenza di uno dei loro bordi esterni e reciprocamente chiudibili a libro o a battente, cos? da dare luogo alla composizione del detto forno.

L'invenzione si estende anche alle stazioni di riscaldo equipaggiate con i detti forni. In particolare, tali stazioni prevedono un sistema di contrappesi adatti per realizzare l'apertura per caduta anche delle citate parti che compongono il pannello superiore, mentre quello inferiore possiede una forma inarcata o a "culla", adatta per seguire lo sviluppo della deflessione assunta dal materiale plastico stratiforme quando questo si trova alla sua temperatura di plastificazione.

Grazie alla descritta caratteristica che si concretizza nell' avere realizzato ciascun forno per combinazione di due parti di pannello reciprocamente chiudibili e suscettibili di una apertura laterale a libro, si rende possibile eseguire la movimentazione di parti riscaldanti piu'leggere e meno ingombranti.Per questo, in condizioni di emergenza si pu?'eseguire il rapido allontanamento dei pannelli di riscaldo dal materiale plastico che sta fondendo, evitando che questo possa cadere sui forni e che quindi insorgano dei rischi di incendio.A questo stesso proposito ? significativo considerare che, secando l'invenzione, la prima parte dei forni che si allontana dalla plastica e'proprio quella al centro dei pannelli e, quindi, quella a cui corrisponde la deflessione di grado maggiore (ovvero quella piu'soggetta ad entrare in contatto con la plastica).

Accanto all'incremento delle condizioni di sicurezza, conseguibili grazie ad una apertura di almeno 90? dei semipannelli, questi ultimi rendono anche piu' agevoli gli interventi di manutenzione sugli stessi, quando aperti di 180? rispetto alla loro posizione di riscaldo. In questo modo infatti, i forni si trovano a sporgere all'esterno dell'incastellatura della macchina, offrendo liberamente la loro superficie agli interventi di manutenzione.

Non e' inoltre da sottovalutare il fatto che due mezzi pannelli con apertura a libro o a battente occupano uno spazio contenuto (nei limiti delle normali dimensioni della macchina), mentre il vecchio sistema raddoppia l'area occupata.

La realizzazione dei forni di riscaldo a semipannelli consente inoltre di sagomare a "culla" il forno inferiore. In questo modo, l'elemento riscaldante pu?'seguire la deflessione del materiale plastico in senso trasversale, consentendo alle resistenze di sposare il profilo dello "spanclamento". Si possono cosi'ottenere dei risparmi anche di circa il 5% nei consumi energetici.

La suddivisione della struttura dei forni in due parti di pannello reciprocamente separabili consente inoltre gli interventi di manutenzione anche da parte di una sola persona, che prima stacca i collegamenti sul retro e successivamente smonta la resistenza dal fronte, insieme al loro supporto parabola. Per lo stesso motivo, anche i cavi di alimentazione potranno essere pi? corti di quelli necessari sui pannelli di tipo tradizionale, con ulteriore sonplifreazione degli interventi sui forni e con riduzione dei costi degli stessi.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno dalla descrizione che segue, svolta con riferimento alle figure delle allegate tavole di disegni che illustrano una preferita forma di realizzazione dell'invenzione, riportata a solo titolo esemplificativo e non limitativo. In queste tavole:

- la figura 1 illustra in prospettiva la stazione di riscaldo provvista del sistema di forni secondo la presente invenzione, - la figura 2 illustra la stazione di riscaldo di figura 1 in vista frontale,

- la figura 3 illustra la stazione di riscaldo di figura 1 in vista laterale,

- la figura 4 illustra la stazione di figura 2 con l'indicazione delle differenti posizioni che possano essere assunte dai semipannelli di riscaldo,

la figura 5 illustra la stazione di figura 2 con semipannelli di riscaldo in posizione di rapida apertura di onergenza, - la figura 6 illustra il particolare dei sistemi di apertura a contrappesi dei semi-pannelli inferiori di figura 5, e

- la figura 7 illustra il particolare dei sistemi di apertura a contrappesi dei semipannelli superiori di figura 5.

La stazione di riscaldo equipaggiata con i forni secondo la presente invenzione e' indicata con 1 in figura 1. Questa consiste di una incastellatura 2, all'interno della quale sono posti gli elementi o pannelli riscaldanti che individuano i forni dell' invenzione.

Questi sono in particolare formati da un pannello superiore 3 ed un pannello inferiore 4, tra i quali si trova trattenuta sospesa una lastra (o un film continuo) 5 del materiale da termoformare. Come meglio ? illustrato in figura 2, il pannello superiore 3 ha un profilo essenzialmente planare,mentre quello inferiore 4 possiede vantaggiosamente una conformazione ad arco o a "culla", atta a seguire lo sviluppo della deflessione 5a che assume la lastra 5 durante la plastificazione.Si sottolinea tuttavia fin da ora che la forma del pannello 4 potrebbe anche essere piana, cene quella posseduta dal pannello superiore 3 o viceversa.

Ciascun pannello e'a sua volta ccxnposto da una pluralit?'di resistenze elettriche 6 a disegno parabolico, rivolte verso il materiale 5 da riscaldare. Queste resistenze sono visibili nelle figure 2 e 4, che illustrano inoltre le pinze 7 di trattenimento della lastra 5 di materiale plastico in corrispondenza dei suoi bordi. Il sistema e' inoltre equipaggiato con il complesso dei cavi elettrici di alimentazione delle citate resistenze 6, che non e' illustrato nelle figure.

Risulta in particolare dall'esame della figura 4 che ciascun forno 3 e 4 e'ottenuto dalla composizione di due parti di pannello (nell'esempio due semipannelli) rispettivamente 3a, 3b e 4a, 4b incernierate in corrispondenza di uno dei loro bordi estemi e richiudibili a libro o a battente lungo la linea 3c, 4c (linea di mezzeria nell'esempio illustrato) del rispettivo pannello o forno 3 e 4. Ciascun pannello riscaldante che individua il forno dell'invenzione presenta quindi una struttura ccmposta di due parti (di uguali dimensioni nell'esempio di realizzazione illustrato), che si aprono e che si richiudono reciprocamente come le pagine di un libro o come un'imposta a due battenti.

Con lo scopo di mantenere la distanza ideale tra il materiale plastico in foglio da riscaldare e i forni 3 e 4, la stazione 1 ? vantaggiosamente provvista di un dispositivo 12 (una fotocellula o un sensore di distanza o simili; figura 2) di lettura di tale distanza.Questo dispositivo ? in particolare adatto per controllare i descritti sistemi di movimentazione delle citate parti dei pannelli 3 e 4, cos? da mantenerli vicini al materiale 5 quando esso possiede ancora la form piana, seguendone invece la deflessione quando tale materiale inizia a deformarsi, mantenendo costante la sua distanza dai pannelli di riscaldo. A tratteggio in figura 2 si ? indicata una delle tante posizioni che possono essere assunte dalle parti che compongono i pannelli 3 e 4.

li sistema di articolazione dei pannelli 3 e 4 e' illustrato alle figure 4 e 6. Ciascuna parte di pannello 3a, 3b e 4a, 4b ? in particolare incernierata in corrispondenza di perni 8 e per il tramite di un sistema di leve o bielle 9, a sua volta azionato da un cilindro pneumatico 10. Quest'ultimo, che pu?'essere sostituito da opportuni mezzi motori o da altri dispositivi similari, svolge principalmente la funzione di mantenere i pannelli 3 e 4 nella posizione chiusa o di esercizio illustrata in figura 2.

L'apertura dei pannelli e'invece attuata, oltre che con i descritti cilindri 10, anche con il contributo del sistema di contrappesi illustrato in fig.6 e 7.Tale sistema comprende essenzialmente dei blocchi 11, montati sull'articolazione 9 in posizione opposta ale citate parti 3a,3b e 4a,4b dei pannelli rispettivamente 3 e 4. Nelle condizioni di emergenza, la funzione di tali contrappesi ? quella garantire l'apertura dei pannelli, anche in caso di nericata attuazione dei sistemi che ne eseguono il movimento: ad esempio a causa di una interruzione dell'alimentazione elettrica ai corrispondenti motori; oppure per nericata alimentazione dell'aria ai cilindri 10 (forma di esecuzione illustrafa nelle figure).

Come meglio ? illustrato alle figure 6 e 7, i contrappesi 11 sono messi in posizione opposta rispetto alle corrispondenti parti di pannello superiore 3a e 3b, con la funzione di sollevarle repentinamente in caso di emergenza. A tale scopo, i citati pesi sono dimensionati o presentano dei bracci di leva, atti ad esercitare una forza maggiore della forza peso posseduta dalle parti di pannello sulle quali essi sono chiamati ad operare.Una disposizione analoga dei contrappesi 11 ? prevista anche sulle parti di pannello inferiore 4a e 4b.Questa volta per?,poich? le citate parti di pannello tendono ad aprirsi per semplice caduta, la la nassa dei contrappesi 11 sar? orientata non nel senso di aprire il pannello 4,bens? di chiuderlo, con lo scopo di controllarne il movimento di caduta e di evitare possibili danneggiamenti sui materiali del forno. Inoltre, sempre nel caso del pannello inferiore 4, il valore della massa del contrappeso o la misura del relativo braccio di leva saranno scelti in modo da esercitare una forza inferiore al peso delle citate parti di pannello 4a e 4b. In entrambi i casi, infine, i contrappesi 11 svolgono la funzione di alleggerire il carico che i gruppi di movimentazione 10 devono far ruotare.

Grazie alla realizzazione sopra descritta, l'apertura dei pannelli 3 e 4 nella posizione reciproca illustrata in figura 5 pu? essere spontaneamente effettuata per caduta (condizioni di emergenza del trattamento di riscaldo).

II funzionamento del sistema di forni che si e'ora descritto e' il seguente.

La fase di riscaldo e'avviata con la lastra di materiale plastico 5 trattenuta sospesa tra i pannelli 3 e 4, nella posizione reciprocamente chiusa delle rispettive parti che li ccmpongono (figura 1 e 2).Raggiunta la temperatura di plastificazione, il materiale plastico assume la forma deflessa o spanciata 5a di figura 2. Quando questa deformazione ha raggiunto il grado desiderato (ad esempio accertato per mezzo di un opportuno lettore ottico od altro dispositivo similare 12), si esegue lo spostamento della lastra fuori dal campo di riscaldo, per il trattamento sul materiale successivo.

In caso di surriscaldamento (condizioni di emergenza), il sistola rileva l'eccessivo livello della deflessione 5a raggiunta dalla lastra 5 e comanda l'attuazione dei cilindri 10 nel senso dell'apertura dei forni 3 e 4. In questo modo,cerne si trova illustrato in figura 5, le parti 4a, 4b del pannello inferiore 4 cadono verso il basso e vengono cosi' a posizionarsi rapidamente all'esterno della proiezione verticale del materiale 5.Quest'ultimo, in tal modo,non pu?'entrare in contatto con i forni e si evita il rischio di incendi.Con movimenti contrari, promossi dal sistema di cilindri 10 ed anche con il contributo dei contrappesi illustrati in figura 6, le parti 3a, 3b del pannello 3 si portano all'esterno rispetto al materiale 5, contribuendo al suo raffreddamento e quindi all'arresto della deflessione 5a.

II descritto collegamento articolato delle parti di pannello che compongono i forni 3 e 4 consente anche la loro proiezione all'esterno del1'incastellatura 2 della stazione 1 (linee a tratteggio in figura 4). In questa posizione delle citate parti di pannello, ottenuta per rotazione di 180? delle stesse a partire dalla loro posizione chiusa o di riscaldo (figura 2), si possono facilmente eseguisce i necessari interventi di manutenzione.

Al sistema, cosi'cerne descritto ed illustrato,e'possibile apportare delle modifiche per realizzare varianti che tuttavia rientrano nell'ambito di tutela definito alle accluse rivendicazioni. Come gi?'e'stato detto, diversa potrebbe essere infatti la forma dei pannelli 3 e 4 del forno dell'invenzione, carne altrettanto diversi potrebbero essere i mezzi di movimentazione degli stessi e le soluzioni di attacco articolato dei medesimi alla struttura portante della stazione di riscaldo. Inoltre le singole parti di pannello 3a,3b e 4a,4b non necessariamente devono possedere le uguali dimensioni reciproche illustrate nelle figure. Infine si sottolinea che sebbene la descrizione sia stata svolta con riferimento ad una stazione di riscaldo con due forni, l'ambito di tutela dell'invenzione si estende anche alle stazioni dotate di un solo forno (posto sopra o sotto il materiale plastico da trattare), nonch? alle multiple stazioni.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. Forno, in particolare per le stazioni di riscaldo nelle macchine di termoformatura, del tipo ccmprendente un complesso di elementi di riscaldamento di uno strato di mteriale plastico, caratterizzato dal fatto di consistere di un pannello di riscaldo composto da due parti di pannello incernierate in corrispondenza di uno dei loro bordi esterni e reciprocamente chiudibili a battente o a libro, cos? da dare luogo alla composizione del detto forno. 2.Forno secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di prevedere, in corrispondenza del detto bordo esterno dei pannelli, delle cerniere (8)di attacco in rotazione delle dette parti di pannello alla struttura portante (2) della stazione di riscaldo (1). 3.Forno secando la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di presentare inoltre un complesso di bielle o leve (9) di collegamento delle citate parti di pannello alla detta cerniera (8). 4.Forno secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto di prevedere dei cilindri pneumatici (10)di controllo dei movimenti delle dette parti di pannello e di mantenimento delle stesse in posizione di pannello chiuso. 5.Forno secando la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le dette parti di pannello sono suscettibili di una rotazione di almeno 180? attorno al loro citato bordo esterno. 6.Forno secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che le citate parti di pannello sono dei semipannelli chiudibili a battente lungo la corrispondente linea di mezzeria del forno. 7.Forno secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti elementi di riscaldamento sono costituiti da resistenze elettriche (6). 8. Stazione di riscaldo per macchine di termoformatura, del tipo conprendente almeno un forno di riscaldamento di un materiale plastico stratiforme (5), caratterizzata dal fatto che il detto almeno un forno consiste di un pannello di riscaldo secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni 1 a 7. 9. Stazione secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che il detto almeno un forno (3,4) presenta mezzi di apertura spontanea per caduta, in condizioni di emergenza, delle citate parti, rispettivamente (3a,3b) e (4a,4b), che lo compongono. 10. Stazione secondo la rivendicazione 9,caratterizzata dal fatto che il detto almeno un forno consiste di un pannello (3) posto superiormente al materiale plastico (5) da riscaldare, i citati mezzi di apertura consistendo di contrappesi (11) atti ad esercitare una forza maggiore rispetto al peso delle citate parti di pannello (3a,3b)e disposti cos? da provocarne l'apertura o il ribaltamento verso l'alto, allontanando in tal modo il forno superiore dal citato materiale (5) in condizioni di emergenza. 11. Stazione secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che il detto almeno un forno consiste di un pannello (4) posto inferiormente al materiale plastico (5)da riscaldare, i citati mezzi di apertura consistendo di contrappesi (11) atti ad esercitare una forza minore rispetto al peso delle citate parti di pannello (4a,4b)e disposti cos? da controllarne l'apertura o il ribaltamento per caduta verso il basso, allontanando in modo controllato il forno inferiore dal citato materiale (5) in condizioni di emergenza. 12.Stazione secondo le rivendicazioni 8 a 11,caratterizzata dal fatto di presentare due forni (3) e (4) posti rispettivamente sopra e sotto il materiale plastico (5)da riscaldare. 13. Stazione secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che il detto pannello inferiore (4) presenta parti di pannello (4a,4b) dalla cui chiusura a battente si ottiene un forno inarcato o a "culla"che segue lo sviluppo della deflessione (5a) assunta dal materiale plastico stratiforme (5) quando questo si trova alla sua temperatura di plastificazione. 14. Stazione secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto di presentare inoltre un dispositivo (12) che esegue la lettura della posizione del detto almeno un forno (3,4) rispetto al materiale (5) e che controlla i citati sistemi (10) di azionamento del forno medesimo, il detto dispositivo (12) essendo adatto per ccmandare lo spostamento del citato almeno un forno, cos? da mantenere costante la distanza di quest'ultimo dal Materiale (5) durante la deformazione di questo causata dal trattamento di riscaldo. 15. Procedimento di termofornatura di un materiale plastico stratiforme (5), caratterizzato dal fatto di prevedere una fase di riscaldo realizzata in una stazione secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 8 a 14. 16.Procedimento secondo la rivendicazione 15,caratterizzato dal fatto di prevedere, in condizioni di emergenza, l'allontanamento dei forni dal detto materiale (5)per caduta spontanea controllata o per gravit?. 17. Procedimento secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto di prevedere la lettura della distanza tra il detto almeno un forno ed il citato materiale (5) ed il mantenimento di questa distanza ad una valore costante desiderato, anche durante la deformazione prodotta, sul medesimo materiale (5), dal trattamento di riscaldo.