ITTO980054U1 - Dispositivo per la termosaldatura di un tubo di materiale di confezion amento in foglio riempito con un prodotto alimentare versabile. - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

del brevetto per Modello Industriale di Utilità

La presente innovazione è relativa ad un dispositivo per la termosaldatura di un tubo di materiale di confezionamento in foglio riempito con un prodotto alimentare versabile.

In particolare, la presente innovazione è relativa ad un dispositivo di termosaldatura adatto ad essere incorporato in macchine confezionatrici per la realizzazione in continuo di confezioni sigillate asettiche contenenti prodotti alimentari versabili a partire dal citato tubo di materiale di confezionamento.

Molti prodotti alimentari versabili, come ad esempio succo di frutta, latte pastorizzato o UHT (sottoposto ad un trattamento termico a temperatura ultra elevata), vino, salsa di pomodoro, ecc., sono commercialmente disponibili in confezioni realizzate con un materiale di confezionamento precedentemente sterilizzato .

Un esempio tipico di questo tipo di confezione è il contenitore di confezionamento parallelepipedo per prodotti alimentari liquidi o versabili noto sotto il nome Tetra Brik Aseptic (marchio registrato) , che è fabbricato mediante piegatura e sigillatura di un materiale di confezionamento laminato a nastro. Il materiale di confezionamento laminato comprende strati di materiale fibroso, ad esempio carta, rivestiti sull'uno e sull'altro lato con un materiale termoplastico, ad esempio polietilene. Sul lato del materiale di confezionamento destinato a venire in contatto con il contenuto alimentare della confezione vi è anche uno strato di materiale di barriera, come ad esempio un foglio di alluminio, il quale è a sua volta rivestito con uno strato di materiale termoplastico.

Come è noto, tali confezioni sono realizzate in macchine confezionatrici completamente automatiche, nelle quali un tubo continuo viene formato a partire dal materiale di confezionamento alimentato in nastro; il nastro di materiale di confezionamento viene sterilizzato nella macchina confezionatrice, ad esempio mediante l'applicazione di un agente di sterilizzazione chimico quale una soluzione di acqua ossigenata. Dopo il completamento della sterilizzazione, l'agente di sterilizzazione viene rimosso dalle superfici del materiale di confezionamento, ad esempio vaporizzato mediante riscaldamento. Il nastro di materiale di confezionamento così sterilizzato viene mantenuto in un ambiente chiuso sterile, e viene piegato e sigillato longitudinalmente per formare un tubo.

Il tubo viene riempito con il prodotto alimentare sterilizzato o trattato sterile, e sigillato in corrispondenza di sezioni trasversali equispaziate, lungo le quali viene poi tagliato per formare i pacchetti. Tali pacchetti, sagomati a cuscino, sono poi piegati meccanicamente per formare una confezione finale, ad esempio di forma sostanzialmente parailelepipeda .

Sono note macchine confezionatrici del tipo sopra richiamato, in cui la sigillatura delle sezioni trasversali del tubo viene realizzata mediante dispositivi di termosaldatura comprendenti essenzialmente una prima ed una seconda ganascia mobili una verso l'altra in direzione trasversale all'asse del tubo. Tali ganasce sono atte a serrare a pressione il tubo in corrispondenza di una relativa sezione trasversale ed a termosaldarlo lungo due relative linee di sigillatura trasversali, tra le quali il tubo stesso verrà successivamente tagliato per formare i pacchetti sagomati a cuscino e, quindi, le confezioni parallelepipede .

La prima ganascia comprende frontalmente un elemento riscaldante ad induzione, definente due superfici attive rettilinee allungate, le quali sono atte ad interagire con il materiale costituente il tubo per portarlo alla temperatura necessaria per la saldatura e si estendono da bande opposte di, e parallelamente a, un piano intermedio ortogonale all’asse del tubo stesso. In particolare, le superfici attive sono disposte entro relative superfici frontali di contatto della prima ganascia, estendentisi da bande opposte del, e parallelamente al, piano intermedio e separate tra loro da un recesso centrale.

La seconda ganascia è provvista di una coppia di tamponi di pressione in materiale plastico estendentisi a loro volta da bande opposte del, e parallelamente al, piano intermedio e presentanti relative superfici frontali piane atte a cooperare con le rispettive superfici frontali di contatto della prima ganascia, e quindi con le rispettive superfici attive dell'elemento riscaldante, per termosaldare il tubo lungo relative linee di sigillatura.

Più precisamente, ciascuna delle superfici frontali di contatto della prima ganascia presenta una prima porzione longitudinale piana e parallela ed affacciata ad un primo tratto longitudinale di estremità della superficie frontale del relativo tampone di pressione, una seconda porzione longitudinale piana affacciata ad un tratto longitudinale intermedio della superficie frontale del suddetto tampone di pressione ed inclinata rispetto alla prima porzione in modo da scostarsi dal tampone di pressione stesso, ed una terzo porzione longitudinale piana, la quale è affacciata ad un secondo tratto longitudinale di estremità della superficie frontale del relativo tampone di pressione e può alternativamente essere parallela alla prima porzione o estendersi sul prolungamento della seconda porzione.

I dispositivi noti del tipo precedentemente descritto, anche se universalmente utilizzati, soffrono dell'inconveniente principale di presentare una ridotta efficienza. Quanto appena detto è giustificato dal fatto che la presenza di una porzione inclinata nelle superfici frontali di contatto della prima ganascia, necessaria a garantire localmente una riduzione della pressione agente sul tubo e, quindi, un allontanamento del prodotto alimentare contenuto nel tubo dalla zona di termosaldatura, comporta, nello stesso tempo, una dispersione dell'energia termica prodotta dall'elemento riscaldante, con conseguente riduzione dell'efficienza globale dell'operazione di termosaldatura.

I dispositivi noti del tipo descritto soffrono inoltre dell'inconveniente che i tamponi di pressione, aventi generalmente una sezione trasversale a profilo sostanzialmente trapezoidale rettangolo, sono alloggiati in relative sedi ad U della seconda ganascia, le quali, essendo delimitate da superfìci laterali sostanzialmente diritte, non sono in grado dì assicurare un adeguato vincolo contro la fuoriuscita dei tamponi stessi, in particolare a seguito di urti o sollecitazioni esterne.

Scopo della presente innovazione è la realizzazione di un dispositivo per la termosaldatura di un tubo di materiale di confezionamento in foglio riempito con un prodotto alimentare versabile, il quale permetta di risolvere in maniera semplice ed economica gli inconvenienti sopra esposti e presenti, in particolare, una elevata efficienza di saldatura.

II suddétto scopo è raggiunto dalla presente innovazione, in quanto essa è relativa ad un dispositivo per la termosaldatura di un tubo di materiale di confezionamento in foglio riempito con un prodotto alimentare versabile ed alimentato lungo un percorso di alimentazione verticale, il detto dispositivo comprendendo una prima ed una seconda ganascia mobili una verso l’altra in direzione trasversale al detto percorso di alimentazione per serrare a pressione il detto tubo in corrispondenza di una relativa sezione trasversale e per termosaldarlo lungo due relative linee di sigillatura trasversali, la detta prima ganascia comprendendo mezzi riscaldanti presentanti una coppia di superfici attive sostanzialmente rettilinee, atte a cooperare con il detto tubo ed estendentisi da bande opposte di, e parallelamente a, un piano intermedio ortogonale al detto percorso di alimentazione, la detta seconda ganascia comprendendo una coppia di tamponi di pressione alloggiati in rispettive sedi della seconda ganascia stessa, estendentisi da bande opposte di, e parallelamente a, detto piano intermedio ed atti a cooperare con le rispettive dette superfici attive dei detti mezzi riscaldanti per termosaldare il detto tubo lungo le relative dette linee di sigillatura,

caratterizzato dal fatto che le dette superfici attive dei detti mezzi riscaldanti presentano rispettivi risalti longitudinali, e che ciascun detto tampone di pressione comprende una prima porzione longitudinale supportata in maniera sostanzialmente rigida nella relativa detta sede e disposta affacciata ad un corrispondente detto risalto ed una seconda porzione longitudinale supportata in maniera cedevole nella sede stessa ed adiacente alla detta prima porzione longitudinale in posizione opposta al detto piano intermedio .

Per una migliore comprensione della presente innovazione viene descritta nel seguito una preferita forma di realizzazione, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- la figura 1 è una vista laterale schematica di un dispositivo di termosaldatura realizzato secondo la presente innovazione;

la figura 2 è una vista laterale in scal ingrandita di un particolare del dispositivo di figur 1; e

la figura 3 è una sezione in scala ingrandita de particolare di figura 2, condotta in parte secondo i piano IlIa-IIIa ed in parte secondo il piano IlIb-IIIb.

Con riferimento alla figura 1, è indicato nel su complesso con 1 un dispositivo di termosaldatur realizzato secondo la presente innovazione.

Il dispositivo 1 è adatto ad essere incorporato i una macchina confezionatrice (non illustrata) per la realizzazione in continuo di confezioni 2 sigillate asettiche contenenti un prodotto alimentare versabile, quale ad esempio latte pastorizzato o UHT, succo di frutta, vino, ecc., a partire da un tubo 3 di materiale di confezionamento.

Il tubo 3, in modo noto, viene formato a monte del dispositivo 1 mediante piegatura e saldatura longitudinale di un nastro di materiale in foglio termosaldabile, viene riempito con il prodotto alimentare da confezionare sterilizzato o trattato sterile, e viene alimentato da apparati noti e non illustrati lungo un percorso A verticale coincidente con un proprio asse B longitudinale.

Il dispositivo 1 è atto ad interagire con il tubo 3 per termosaldarlo in corrispondenza di sue sezioni trasversali equispaziate in modo da trasformarlo in una striscia 4 verticale di confezioni 2 collegate tra loro da rispettive fasce di sigillatura 5 trasversali. Più in particolare, il dispositivo 1 è atto a termosaldare la relativa fascia di sigillatura 5 lungo due linee di sigillatura (non illustrate) spaziate tra loro ed adiacenti alle rispettive confezioni 2 collegate dalla fascia 5 stessa. In corrispondenza di una stazione di taglio (non illustrata) disposta a monte del dispositivo 1, la striscia 4 viene poi tagliata lungo ciascuna fascia di sigillatura 5 e, più precisamente, tra le relative linee di sigillatura, in modo da separare tra loro le confezioni 2.

Il dispositivo 1 comprende due ganasce, solo parzialmente illustrate nelle figure allegate ed indicate con i numeri 8, 9, disposte in posizioni diametralmente opposte rispetto all'asse B e mobili l'una verso l'altra lungo una direzione perpendicolare al percorso di alimentazione A e, quindi all'asse B stesso, per serrare a pressione e termosaldare il tubo 3 in corrispondenza di una relativa sezione trasversale in modo da definire una relativa fascia di sigillatura 5 della striscia 4 di confezioni 2.

Con riferimento alla figura 3, la ganascia 8 comprende una porzione frontale 10 estendentesi trasversalmente al percorso di alimentazione A e presentante un recesso 12 centrale ed una scanalatura 13 frontale sostanzialmente conformata ad U, impegnata da un elemento riscaldante 14 ad induzione di conformazione corrispondente. In particolare, la porzione frontale 10 è delimitata verso la ganascia 9 da due superfici longitudinali'" piane di contatto 15 atte a cooperare con il tubo 3 e separate tra loro dal recesso 12.

L'elemento riscaldante 14 ha una sezione trasversale sostanzialmente conformata ad anello e presenta una cavità 16 interna atta a permettere il passaggio del liquido di ..raffreddamento. L'elemento riscaldante 14 presenta una coppia di superfici attive 17 rettilinee allungate, le quali sono atte ad nteragire con il tubo 3, si estendono da bande opposte di, e parallelamente a, un piano intermedio π ortogonale al percorso di alimentazione A e definiscono rispettive porzioni longitudinali intermedie delle superfici 15 stesse.

L'elemento riscaldante 14 presenta, inoltre, una coppia di risalti 18 rettilinei longitudinali sporgenti dalle rispettive superfici attive 17 verso la ganascia 9, estendentisi sostanzialmente per l'intera lunghezza delle superfici attive 17 stesse ed atti a determinare, in fase di termosaldatura, un incremento della pressione di serraggio sul tubo 3.

La ganascia 9 comprende un corpo 20 di supporto, il quale termina verso la ganascia 8 con due elementi trasversali 21 estendentisi simmetricamente da bande opposte del, e parallelamente al, piano intermedio π ed affacciati alle rispettive superfici di contatto 15 della ganascia 8 stessa.

Gli elementi trasversali 21 sono provvisti frontalmente, verso la ganascia 8, di rispettivi tamponi di pressione 22, generalmente realizzati in materiale plastico, a t t i a cooperare con le rispettive superfici attive. 17 dell'elemento riscaldante 14 per serrare e termosaldare il tubo 3. In particolare, ciascun tampone di pressione 22 è alloggiato in una sede 23 frontale di ritegno del relativo elemento trasversale 21, sostanzialmente conformata ad U in vista laterale.

Secondo la presente innovazione, ciascun tampone di pressione 22 comprende una prima porzione longitudinale 24 supportata in maniera sostanzialmente rigida nella relativa sede 23 e disposta affacciata ad un relativo risalto 18 dell'elemento riscaldante 14, ed una seconda porzione longitudinale 25 supportata in maniera cedevole nella sede 23 stessa ed adiacente alla porzione longitudinale 24 in posizione opposta al piano intermedio π.

Ciascuna sede 23 presenta una superficie longitudinale di fondo 26, una prima superficie longitudinale laterale 27 piana ed una seconda superficie longitudinale laterale 28 affacciata alla superficie laterale 27 e definente un sottosquadro con la superficie di fondo 26.

Più precisamente, la superficie laterale 28 di ciascuna sede 23 presenta un primo tratto 29 obliquo formante il suddetto sottosquadro con la superficie di fondo 26 ed un secondo tratto 30 diritto estendentesi parallelamente alla superficie laterale 27 dal tratto 29 stesso verso la ganascia 8.

La porzione longitudinale 24 di ciascun tampone di pressione 22 coopera in battuta con accoppiamento di forma con la relativa sede, méntre la porzione longitudinale 25 forma con la sede 23 stessa due vani longitudinali 31, 32 a sezione sostanzialmente triangolare; uno di tali vani (31) è compreso tra la porzione longitudinale 25, il tratto 29 della superficie laterale 28 e la superficie di fondo 26, mentre l'altro vano (32) è compreso tra la porzione longitudinale 25 stessa ed il tratto 30 della superficie laterale 28.

La ganascia 9 presenta, inoltre, per ciascuna sede 23, due superfici longitudinali frontali di appoggio 35, 36 rivolte verso la ganascia 8, disposte da parti opposte della sede 23 stessa con riferimento al percorso di alimentazione A ed inclinate rispetto al piano intermedio π in modo da risultare convergenti tra loro verso l'interno del relativo tampone di pressione 22.

Le superfici 35 sono disposte adiacenti da parti opposte al piano intermedio π; inoltre, le superfici 36 definiscono, 'in corrispondenza di proprie porzioni trasversali intermedie, rispettivi regressi, scanalature o risalti 37 atti ad interagire con la saldatura longitudinale del tubo 3 di materiale di confezionamento nella porzione intermedia di sovrapposizione dei bordi longitudinali del tubo 3 stesso.

Ciascun tampone di pressione 22 è delimitato da una superficie frontale 38 piana, affacciata e parallela alla relativa superficie di contatto 15 della ganascia 8, e da una superficie posteriore 39 parallela alla superficie frontale 38 e cooperante in battuta con la superficie di fondo 26 della relativa sede 23.

Ciascun tampone di pressione 22 comprende, inoltre, una coppia di labbri 40, 41 laterali cooperanti in battuta con le rispettive superfici di appoggio 35, 36.

In uso, quando le ganasce 8, 9 vengono serrate sulla relativa sezione trasversale del tubo 3, l'elemento riscaldante 14 viene alimentato per effettuare la termosaldatura del materiale d confezionamento costituente la fascia 5 lungo due line dì sigillatura. L'allontanamento del prodotto alimentar versabile contenuto all'interno del tubo 3 nella zona d termosaldatura è garantito dalla riduzione dell pressione di serraggio agente sul tubo 3 stesso ne passaggio dalla porzione longitudinale 24 alla porzion longitudinale''25 dei tamponi di pressione 22. Infatti grazie al supporto sostanzialmente rigido delle porzion longitudinali 24 dei tamponi di pressione 22 nelle relative sedi 23 ed alla interazione di tali porzioni 2 con i risalti 18, la corrispondente pressione d serraggio esercitata sul tubo 3 è decisamente maggiore della pressione di serraggio esercitata in corrispondenza delle porzioni longitudinali 25 dei tamponi 22 stessi, supportate nelle relative sedi 23 in maniera cedevole grazie alla presenza dei vani longitudinali 31, 32.

Da quanto precede risulta evidente che l'utilizzo del dispositivo di termosaldatura 1 descritto permette di ottenere saldature di buona qualità associate ad una elevata efficienza dell'operazione di termosaldatura stessa.

Infatti, il supporto cedevole delle porzioni 25 dei tamponi di pressione 22 permette di utilizzare superfici frontali di contatto 15 della ganascia 8 perfettamente piane in corrispondenza dei tamponi 22 stessi, garantendo un completo sfruttamento dell'energia termica sviluppata dall’elemento riscaldante 14 ed una coriseguente elevata efficienza dell'operazione di termosaldatura.

La presenza in ciascuna sede 23 di una superficie lacerale 28 "formante un sottosquadro con la relativa superficie di fondo 26 permette inoltre di ottenere un aumento della, capacità di ritenzione del relativo tampone di pressione 22 all'interno della sede 23 stessa.

Infine, si è osservato sperimentalmente che l 'applicazione in modo graduale della pressione di serraggio sul tubo 3, dovuta al fatto che ciascun tampone di pressione 22 è supportato in parte in maniera rigida ed in parte in maniera cedevole, permette di utilizzare uno stesso tampone di pressione per la termosaldatura di tubi di materiale di confezionamento presentanti dimensioni diverse, non richiedendo quindi, come per le soluzioni note, la continua sostituzione dei tamponi in funzione del tipo di tubo da termosaldare. Tale caratteristica permette da un lato di ridurre notevolmente i tempi non produttivi di attrezzaggio delle macchine ed il numero di tamponi presenti a magazzino, con i relativi costi, e dall'altro di diminuire la possibilità di utilizzare per errore su una macchina tamponi non adatti al tipo di confezione prodotta .

Risulta infine chiaro che al dispositivo 1 descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti che non escono dall'ambito di protezione delle rivendicazioni.

In particolare, sia i tamponi di pressione 22 che le relative sedi 23 possono presentare forme diverse da quelle descritte a titolo di esempio, delimitando di conseguenza vani caratterizzati da posizione e geometria diverse da quelle illustrate.

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1.- Dispositivo (1) per la termosaldatura di un tubo (3) di materiale di confezionamento in foglio riempito con un prodotto alimentare versabile ed alimentato lungo un percorso di alimentazione verticale (A), il detto dispositivo (1) comprendendo una prima ed una seconda ganascia (8, 9) mobili una verso l'altra in direzione trasversale al detto percorso di alimentazione (A) per serrare a pressione il detto tubo (3) in corrispondenza di una relativa sezione trasversale e per termosaldarlo lungo due relative linee di sigillatura trasversali, la detta prima ganascia (8) comprendendo mezzi riscaldanti (14) presentanti una coppia di superfici attive (17) sostanzialmente rettilinee, atte a cooperare con il detto tubo (3) ed estendentisi da bande opposte di, e parallelamente a, un piano intermedio (π) ortogonale al detto percorso di alimentazione (A), la detta seconda ganascia (9) comprendendo una coppia di tamponi di pressione (22) alloggiati in rispettive sedi (23) della seconda ganascia (9) stessa, estendentisi da bande opposte di, e parallelamente a, detto piano intermedio (π) ed atti a cooperare con le rispettive dette superfici attive (17) dei detti mezzi riscaldanti (14) per termosaldare il detto tubo (3) lungo le relative dette linee di sigillatura, caratterizzato dal fatto che le dette superfici attive (17) dei detti mezzi riscaldanti (14) presentano rispettivi risalti longitudinali (18), e che ciascun detto tampone di pressione (22) comprende una prima porzione longitudinale (24) supportata in maniera sostanzialmente rigida nella relativa detta sede (23) e disposta affacciata ad un corrispondente detto risalto (18) ed una seconda porzione longitudinale (25) supportata in maniera cedevole nella sede (23) stessa ed adiacente alla detta prima porzione longitudinale (24) in posizione opposta al detto piano intermedio (π). 2.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le dette prime porzioni longitudinali (24) dei detti tamponi di pressione (22) cooperano in battuta con accoppiamento di forma con le rispettive dette sedi (23), e che ciascuna delle dette seconde porzioni longitudinali (25) dei detti tamponi di pressione (22) forma con la rispettiva detta sede (23) almeno un vano longitudinale (31, 32). 3.- Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la detta seconda ganascia (9) presenta, per ciascuna detta sede (23), due superfici longitudinali frontali di appoggio (35, 36) rivolte verso la detta prima ganascia (8) e disposte da parti opposte della sede (23) stessa con riferimento al detto percorso di alimentazione (A), e che i detti tamponi di pressione (22) presentano, ciascuno, una coppia di labbri (40, 41) laterali cooperanti in battuta con le rispettive dette superfici longitudinali frontali di appoggio (35, 36). 4.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ciascuna detta sede (23) presenta una superficie longitudinale di fondo (26), una prima superficie longitudinale laterale (27) piana ed una seconda superficie longitudinale laterale (28) affacciata alla detta prima superficie laterale (27) e definente un sottosquadro con la detta superficie di fondo (26). 5.- Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la detta seconda superficie laterale (28) di ciascuna detta sede (23) presenta un primo tratto (29) obliquo formante il detto sottosquadro con la detta superficie di fondo (26) ed un secondo tratto (30) diritto estendentesi parallelamente alla detta prima superficie laterale (27) dal primo tratto (29) stesso verso la detta prima ganascia (8), la detta seconda porzione longitudinale (25) di ciascun detto tampone di pressione (22) formando con la rispettiva detta sede (23) due detti vani longitudinali (31, 32), uno di detti vani (31) essendo compreso tra la detta seconda porzione longitudinale (25), il detto primo tratto (29) della detta seconda superficie laterale (28) e la detta superficie di fondo (26), e l'altro detto vano (32) essendo compreso tra la detta seconda porzione longitudinale (25) ed il detto secondo tratto (30) della detta seconda superficie laterale (28). 6.- Dispositivo per la termosaldatura di un tubo di materiale di confezionamento in foglio riempito con un prodotto alimentare versabile, sostanzialmente come descritto con riferimento ai disegni allegati.