ITBO970027A1 - Unita' di taglio e saldatura per materiale di foglio. - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

dell ' invenzione industriale dal titolo:

"Unità di taglio e saldatura per materiale in foglio."

La presente invenzione è relativa ad una unità di taglio e saldatura per materiale in foglio.

In particolare, la presente invenzione trova vantaggiosa applicazione nell ' industria del confezionamento di prodotti alimentari , cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere in generalità.

Nel campo del confezionamento di prodotti alimentari è noto utilizzare delle macchine confezionatrici del tipo "form, fili and seal", in cui una successione ordinata di irodotti, distribuiti con un passo costante all ' interno di un incarto tubolare, viene avanzata in modo continuo lungo un percorso di avanzamento estendentesi attraverso una stazione di taglio e saldatura, in corrispondenza della quale è disposta una unità di taglio e saldatura atta a tagliare e saldare trasversalmente l ' incarto tubolare per realizzare una successione di involucri a cuscino ermeticamente chiusi e contenenti, ciascuno, un relativo prodotto. Normalmente citato gruppo di taglio e saldatura comprende almeno due utensili di taglio e saldatura mobili lungo rispettive traiettorie anulari disposte da bande opposte del percorso di avanzamento dell'incarto tubolare, ed atti a cooperare ciclicamente tra loro per tagliare e saldare l'incarto tubolare stesso, e, per ciascun utensile, un rispettivo dispositivo di movimentazione atto amovimentare il relativo utensile lungo la relativa traiettoria anulare indipendentemente dall'altro dispositivo di movimentazione. In particolare, ciascun dispositivo di movimentazione è generalmente definito da un dispositivo camma-punteria comprendente una camma anulare, ed un rullo di punteria positivamente accoppiato alla camma stessa e collegato al relativo utensile per spostare l'utensile stesso lungo la relativa traiettoria in modo tale da avanzarlo attraverso la citata stazione di taglio e saldatura in fase con l'altro utensile.

L'unità di taglio e saldatura del tipo noto sopra descritto, pur essendosi dimostrata relativamente funzionale, presenta però alcuni inconvenienti che ne limitano non solo l'affidabilità, ma anche le capacità operativa. Infatti, gli attriti esistenti tra i rulli di punteria e le relative camme impediscono il raggiungimento a regime di elevate velocità operative di funzionamento, e, inoltre, l'usura delle componenti meccaniche causata sempre dagli attriti, e la diversa risposta all'usura stessa presentata dai due dispositivi camma-punteria comportano, con l'andare del tempo, un progressivo diverso comportamento degli utensili, ed una progressiva diminuzione della precisione e della qualità delle operazioni di taglio e saldatura. Inoltre, l'unità sopra descritta, presenta l'inconveniente di avere forti accelerazioni ed elevate inerzie che ostacolano il raggiungimento di elevate velocità operative.

Scopo della presente invenzione è realizzare una unità di taglio e saldatura per materiale in foglio, la quale permetta di risolvere in modo semplice ed economico gli inconvenienti sopra descritti.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una unità di taglio e saldatura per materiale in foglio, l'unità comprendendo due utensili di taglio e saldatura atti a cooperare ciclicamente tra loro, e mobili lungo rispettive traiettorie anulari disposte da bande opposte di un percorso di avanzamento determinato del materiale in foglio, il percorso estendendosi in una direzione di avanzamento determinata ed attraverso una stazione di taglio e saldatura del materiale stesso; e mezzi di movimentazione per movimentare i detti due utensili, ed a loro volta comprendenti mezzi di ingresso motorizzati, e mezzi di uscita collegati ad un relativo detto utensile; l'unità essendo caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di ingresso sono definiti da un unico elemento motorizzato, i detti mezzi di uscita essendo identici tra loro, ed essendo cinematicamente accoppiati tra loro ed al detto elemento motorizzato per avanzare ciclicamente in fase tra loro i detti due utensili attraverso la detta stazione di taglio e saldatura.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi , che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui :

- la figura 1 è una vista in elevazione frontale, con parti asportate per chiarezza, di una preferita forma di attuazione dell 'unità di taglio e saldatura secondo la presente invenzione;

- la figura 2 è una vista prospettica e schematica, con parti asportate per chiarezza dell 'unità della figura 1; e - la figura 3 illustra schematicamente una successione di fasi operative realizzate con l 'unità della figura 1.

Con riferimento alle figure allegate, con 1 è indicata nel suo complesso una unità di taglio e saldatura per il confezionamento di prodotti 2 all ' interno di rispettivi involucri 3 ermeticamente chiusi del tipo cosiddetto "a cuscino", ricavati tagliando trasversalmente in segmenti un materiale 4 in foglio costituente un incarto 4 tubolare avanzato assialmente con una velocità V continua determinata, in una direzione D di avanzamento determinata e lungo un percorso P di avanzamento che si estende attraverso l 'unità 1 stessa in corrispondenza di una stazione 5 di taglio e saldatura.

L'unità 1 comprende un telaio 6 disposto lateralmente al percorso P in corrispondenza della stazione 5, due utensili 7 di tagl io e saldatura mobili lungo rispettive traiettorie T di lavoro anulari disposte da bande opposte del percorso P, ed atti a cooperare cicl icamente fra loro per real izzare gli involucri 3, ed un gruppo 8 di movimentazione, il quale è supportato dal telaio 6, è atto a movimentare gl i utensili 7 in fase tra loro e lungo le relative traiettorie T, e conforma, inoltre, le traiettorie T stesse In modo tale che esse assumano una forma sostanzialmente ellissoidale attorno a rispettivi assi A fissi trasversali al la direzione D.

In particolare, in uso, il gruppo 8 movimenta gli utensili 7 ' e 7 lungo le rispettive traiettorie T' e T in modo tale che, lungo rispettive porzioni T1 ‘ e T1 di lavoro delle traiettorie T' e T stesse affacciate l 'una all 'altra, gli utensili 7 pervengano a contatto dell ' incarto 4 con rispettive componenti di velocità VI parallele alla direzione D pari alla velocità V, e rispettive componenti di velocità V2 trasversali alla direzione D, dirette l 'una verso l 'altra, e presentanti valori via via decrescenti fino all 'annullamento in corrispondenza di una posizione di contatto reciproco degli utensili 7 stessi per il taglio e la saldatura dell ' incarto 4, ed in modo tale che gli utensili 7 stessi , dopo il loro contatto reciproco, vengano allontanati l'uno dall'altro e dall'incarto 4 man mano sopraggiungente alla stazione 5 con una velocità V1 pari ancora alla velocità V, e con le rispettive velocità V2 via via crescenti per permettere il progressivo disimpegno degli utensili 7 l'uno dall'altro e, soprattutto, dall'incarto 4 stesso. Quindi gli utensili 7, quando percorrono le porzioni T1, compiono un tratto del percorso P, sostanzialmente rettilineo, accoppiandosi in modo da cooperare tra loro durante le porzioni T1 stesse in modo noto e non illustrato.

Secondo quanto illustrato in figura 2, il gruppo 8 comprende un dispositivo 9 di azionamento definente un ingresso motorizzato del gruppo 8 stesso, e due dispositivi 10 e 11 di trasmissione, i quali definiscono rispettivi mezzi di uscita del gruppo 8, sono strutturalmente identici tra loro, e sono cinematicamente collegati tra loro ed al dispositivo 9 per movimentare, ciascuno, un relativo utensile 7 di taglio e saldatura attorno al relativo asse A. In particolare, il dispositivo 10, oltre ad essere disposto sostanzialmente al disopra del percorso P per movimentare il relativo utensile 7, indicato con 7', con un senso di rotazione determinato attorno al relativo asse A, indicato con A', e lungo la relativa traiettoria T, indicata con T', riceve il moto direttamente dal dispositivo 9 di azionamento, mentre il dispositivo 11, oltre ad essere disposto sostanzialmente al disotto del percorso P per movimentare attorno all ' asse A il relativo utensile 7 con un senso di rotazione opposto a quel lo dell 'utensile 7 ' , riceve il moto dal dispositivo 10 stesso.

Il dispositivo 9 comprende un albero 12 motorizzato per ruotare in modo continuo attorno ad un rispettivo asse parallelo agli assi A' , A, un primo ingranaggio o ruota 13 dentata calettata ad una estremità dell 'albero 12 stesso opposta a quella da cui riceve il moto, ed un secondo ingranaggio o ruota 14 dentata, la quale è calettata sull ' albero 12 in corrispondenza di una porzione intermedia dell 'albero 12 stesso, e presenta un diametro F1 primitivo determinato pari a circa tre volte un diametro F2 primitivo della ruota 13.

I dispositivi 10 e 11 comprendono rispettivi tamburi 15' e 15 supportati girevoli dal telaio 6 attorno ai relativi assi A' e A, e rispettivi alberi 16' e 16 montati attraverso i relativi tamburi 15' e 15 coassialmente a rispettivi assi B' e B paralleli agli assi A' e A, e definenti le traiettorie T' e T. I tamburi 15' e 15 presentano ciascuno un quarto Ingranaggio costituito da rispettive ruote 17' e 17 dentate angolarmente accoppiate tra loro, la prima delle quali è accoppiata alla ruota 13 tramite l ' interposizione di un terzo ingranaggio o ruota 18 oziosa facente parte del dispositivo 9, e gli alberi 16' e 16 supportano i relativi utensi li 7 in corrispondenza di una propria estremità estendentesi assialmente all'esterno del relativo tamburo 15', 15, e sono a loro volta vincolati ad una estremità opposta a quella supportante gli utensili 7 ad un comune giunto 19 articolato di supporto facente parte del gruppo 8.

In particolare, il giunto 19 è collegato al telaio 6 per oscillare parallelamente alla direzione D, è atto a permettere qualsiasi spostamento degli alberi 16' e 16 trasversalmente ai relativi assi B' e B mantenendo gli alberi 16' e 16 sempre parallelamente a se stessi, e comprende un perno 20 centrale presentante un rispettivo asse 20a parallelo alla direzione D, e due incastri 21 e 21, i quali, da una parte, sono accoppiati in modo angolarmente ed assialmente rigido agli alberi 16' e 16 stessi, e, dalla parte opposta, sono accoppiati in modo angolarmente girevole al perno 20 tramite rispettive coppie di staffe 22' e 22 per oscillare attorno all'asse 20a e permettere uno spostamento degli alberi 16' e 16 l'uno da e verso l'altro.

I dispositivi 10 e 11 comprendono inoltre rispettivi alberi 23' e 23 tubolari, i quali sono impegnati in modo girevole dai relativi alberi 16' e 16, sono montati a loro volta girevoli all'interno dei relativi tamburi 15' e 15 per ruotare in senso discorde a quello dei tamburi 15' e 15 stessi attorno a rispettivi assi C e C disposti eccentrici sia rispetto agli assi A' e A, sia rispetto agli assi B' e B, e sono angolarmente collegati ciascuno ad un quinto ingranaggio costituente rispettive ruote 24'e 24 dentate a loro volta angolarmente accoppiate tra di loro, e di cui la ruota 24' è accoppiata alla ruota 14. In particolare, le ruote 24' e 24 sono supportate girevoli dal telaio 6 coassialmente agli assi A'e A, sono atte a ruotare in senso discorde a quello delle relative ruote 17'e 17,e sono definite da rispettivi anelli assialmente attraversati con gioco radiale dagli alberi 16'e 16,mentre gli alberi 23'e 23 sono angolarmente collegati alle ruote 24'e 24 tramite l'interposizione di rispettivi giunti 25'e 25 trasversal, ciascuno dei quali è atto a trasmettere agli alberi 23' e 23 stessi un moto rotatorio continuo attorno ai relativi assi C e C, ed è inoltre atto a permettere uno spostamento trasversale degli assi B'e B.

Ciascun giunto 25', 25, oltre a fare parte del relativo dispositivo 10, 11, comprende una piastra 26',26 piana, la quale presenta una forma sostanzialmente triangolare, è solidalmente accoppiata ad una estremità del relativo albero 23', 23 opposta a quella rivolta verso l'utensile 7', 7, ed è disposta trasversalmente al relativo asse C‘,C. Ciascun giunto 25', 25 comprende inoltre almeno tre perni 27', 27, i quali sono supportati in modo uniformemente distribuito attorno al relativo asse A‘, A dalla relativa ruota 24', 24, e si estendono dalla ruota 24', 24 stessa, parallelamente all'asse C, C stesso, verso la relativa piastra 26', 26, e, per ciascun perno 27', 27 una rispettiva biella 28', 28 di collegamento, la quale è interposta tra i perni 27', 27 stessi ed i vertici della piastra 26', 26, è collegata in modo girevole sia alla relativa piastra 26', 26, sia al relativo perno 27', 27, e presenta una lunghezza L minore di un raggio R della ruota 24', 24.

Il funzionamento dell'unità 1 verrà inizialmente descritto con riferimento alla figura 3, nella quale sono illustrate una serie di posizioni operative dei due utensili 7' e 7 di taglio e saldatura riferentisi ad altrettante fasi operative, e nella quale l'utensile 7' è del tipo provvisto di una superficie 29' piana inferiore termo-saldante dalla quale si estende un risalto 30 sagomato longitudinale parallelo al relativo asse A', mentre l'utensile 7 è del tipo provvisto di una rispettiva superficie 29 piana superiore termo-saldante, nella quale è ricavata una scanalatura 31 longitudinale, conformata come il risalto 30 ed atta ad accogliere il risalto 30 stesso per tagliare trasversalmente l'incarto 4 tubolare.

Gli utensili 7' e 7 vengono ruotati dal gruppo 8 con sensi di rotazione opposti tra loro attorno ai rispettivi assi A' e A, in modo tale da avvicinarsi (figura 3a) l'uno verso l'altro e verso l'incarto 4 tubolare avanzato, in modo noto, alla velocità V attraverso la stazione 5, e vengono portati verso la loro posizione di contatto reciproco (figura 3c) dopo essere entrati progressivamente (figura 3b) in contatto con l'incarto 4 stesso. Dal momento in cui gli utensili 7' e 7 entrano in contatto con l'incarto 4, inizia un'operazione termica di riscaldamento dell'incarto 4, che si conclude nel momento in cui, in primo luogo, le superfici 29' e 29 si dispongono l'una direttamente affacciata all'altra per appiattire l'incarto 4 e per saldare per termo-saldatura le superfici opposte dell'incarto 4, e, in secondo luogo, il risalto 30 penetra allinterno della scanalatura 31 separando un involucro 3 con all'interno un relativo prodotto 2 dall'incarto 4 stesso.

Una volta che ciascun incarto 3 è stato realizzato ed è stato contemporaneamente prelevato da un dispositivo di prelievo di tipo noto e non illustrato, gli utensili 7' e 7 vengono allontanati l'uno dall'altro e dal percorso P, mantenendo almeno fino in prossimità del termine del tratto T1 una componente di velocità VI sostanzialmente pari alla velocità V in modo tale da evitare che l'incarto 4 seguente urti contro gli utensili 7' e 7 stessi.

La movimentazione degli utensili 7' e 7 lungo le relative traiettorie T' e T avviene componendo tra loro un primo moto di trascinamento degli alberi 16' e 16 attorno agli assi A' e A, dovuto alla rotazione del tamburi 15' e 15 in rispettivi sensi di rotazione determinati opposti tra loro, ed un secondo moto di trascinamento degli alberi 16' e 16 stessi attorno agli assi C e C, dovuto alla rotazione degli alberi 23' e 23 in sensi di rotazione opposti tra loro ed opposti , anche, ai sensi di rotazione dei rispettivi tamburi 15' e 15.

In particolare, l ' albero 12 motorizzato del dispositivo 9 di azionamento ruota i tamburi 15 ' e 15 attraverso le ruote 13, 18, 17 ' e 17, e contemporaneamente, ruota gli alberi 23 ' e 23 attraverso le ruote 14, 241 , e 24 ed attraverso i giunti 25' e 25 trasversali : la ruota 18 oziosa fa sì che le ruote 17' e 24' e, quindi , le ruote 17 e 24 ruotino attorno agli assi A1 e A con sensi di rotazione discordi tra loro; mentre la presenza dei giunti 25' e 25 permette di impartire il secondo moto di trascinamento agli alberi 23' e 23 e, contemporaneamente, di far traslare gli alberi 16' e 16, e quindi i due rispettivi utensili 7' e 7, parallelamente a se stessi .

Infatti , durante la rotazione degli alberi 23' e 23 attorno ai relativi assi C e C, gl i alberi 16' e 16, vincolati al telaio 6 dal giunto 19, non ruotano attorno ai relativi assi B1 e B, ma si spostano in una direzione trasversale agli assi B' e B stessi facendo percorre agli assi B‘ e B le traiettorie T' e T; infatti le bielle 28' e 28, che vincolano le piastre 26' e 26 alle ruote 24' e 24, ruotano attorno ai rispettivi perni 27 ' e 27 contemporaneamente alla rotazione delle ruote 24' e 24 attorno agli assi A' e A permettendo, in definitiva, lo spostamento trasversale degli alberi 16' e 16.

Claims (13)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1) Unità (1) di taglio e saldatura per materiale (4) in foglio, l 'unità (1) comprendendo due utensili (7' , 7) di taglio e saldatura atti a cooperare ciclicamente tra loro, e mobili lungo rispettive traiettorie (Τ' , T) anulari disposte da bande opposte di un percorso (P) di avanzamento determinato del materiale (4) in foglio, il percorso (P) estendendosi in una direzione (D) di avanzamento determinata ed attraverso una stazione (5) di taglio e saldatura del materiale (4) stesso; e mezzi di movimentazione (8) per movimentare i detti due utensili (7 ' ,7) , ed a loro volta comprendenti mezzi di ingresso (9) motorizzati , e mezzi di uscita (10,11) collegati ad un relativo detto utensile (7' ,7); l 'unità (1) essendo caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di ingresso (9) sono definiti da un unico elemento (12) motorizzato, i detti mezzi di uscita (10,11) essendo identici tra loro, ed essendo cinematicamente accoppiati tra loro ed al detto elemento (12) motorizzato per avanzare ciclicamente in fase tra loro i detti due utensili (7 ' ,7) attraverso la detta stazione (5) di taglio e saldatura.
2. 2) Unità secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di uscita (10,11) sono definiti da rispettive trasmissioni di uscita (10,11) , ciascuna delle quali comprende un albero (16‘ ,16) di supporto per il relativo utensile (7',7); primi mezzi di trasporto (23',25'; 23,25) per trasportare con un primo senso di rotazione determinatoil relativo albero (161,16) di supporto attorno ad un primo asse (C'.C) di rotazione; e secondi mezzi di trasporto (15',15) per trasportare con un secondo senso di rotazione determinato i primi mezzi di trasporto (23',25'; 23,25) attorno ad un secondo asse (Α',A) di rotazione, le dette traiettorie (T',T) estendendosi attorno al detti secondi assi (A',A) di rotazione.
3. 3) Unità secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che i detti primi e secondi sensi di rotazione determinati sono sensi di rotazione opposti tra loro.
4. 4) Unità secondo la rivendicazione 2 o 3,caratterizzata dal fatto che le dette traiettorie (T',T) presentano una forma sostanzialmente ellissoidale.
5. 5) Unità secondo la rivendicazione 2, 3 o 4, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di movimentazione (8) comprendono un giunto articolato (19) di collegamento tra i detti alberi (16',16) d1 supporto; il detto giunto articolato (19) comprendendo mezzi di incastro (21',21) collegati a ciascun albero (16',16) di supporto, e mezzi articolati (20,22',22) accoppiati ai mezzi di incastro (21 ,21) stessi per supportare gli alberi (16',16) di supporto parallelamente tra loro cooperando con i detti primi e secondimezzi di trasporto (23',25',15'; 23,25,15).
6. 6) Unità secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi articolati (20,22' ,22) comprendono un perno (20) disposto parallelamente alla detta direzione (D) e mobile parallelamente alla direzione (D) stessa, e, per ciascun detto mezzo di incastro (21' , 21) , almeno una rispettiva staffa (22' ,22) accoppiata girevole al perno (20) ed al relativo mezzo di incastro (21 ' , 21 ) stessi .
7. 7) Unità secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dal la 2 alla 6, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di ingresso (9) comprendono un primo ed un secondo ingranaggio (13,14) angolarmente solidali al detto elemento (12) motorizzato, ed un terzo ingranaggio (18) angolarmente accoppiato al primo ingranaggio (13) stesso; ciascun detto secondo mezzo di trasporto (15 ' ,15) comprendendo un rispettivo tamburo (15' ,15) girevole attorno al relativo secondo asse (A' , A) , ed un rispettivo quarto ingranaggio ( 17 ' ,17) angolarmente solidale al tamburo ( 15 ' ,15) stesso; i detti quarti ingranaggi (17' , 17) essendo tra loro angolarmente accoppiati , ed uno dei quarti ingranaggi (17 ' ,17) essendo angolarmente accoppiato al detto terzo Ingranaggio (18).
8. 8) Unità secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che ciascuno del detti primi mezzi di trasporto (23 ' ,25 ' ; 23,25) comprende un rispettivo albero tubolare (23' ,23) coassiale ad un rispettivo terzo asse (B' ,B) di rotazione eccentrico rispetto al relativo detto secondo asse (Α' ,Α) ed impegnato in modo girevole dal relativo detto albero (16' , 16) di supporto; un rispettivo quinto ingranaggio (24' , 24) girevole attorno al relativo secondo asse (A' , A); ed un rispettivo giunto di collegamento (25 ' ,25) tra il relativo quinto ingranaggio (24 ' ,24) , ed il relativo albero tubolare (23' ,23) .
9. 9) Unità secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che i detti quinti ingranaggi (24' ,24) sono angolarmente accoppiati tra loro, e sono atti a ruotare attorno ai relativi secondi assi (A' ,A) con un senso di totazione opposto a quello dei relativi quarti ingranaggi (17 ' .17) ; uno dei quinti ingranaggi (24' ,24) essendo angolarmente accoppiato al detto secondo ingranaggio (14).
10. 10) Unità secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che ciascun detto giunto di collegamento (25' , 25) comprende una piastra (26' , 26) angolarmente solidale al relativo detto albero tubolare (23' , 23), e mezzi a biella (28' , 28) di collegamento tra la piastra (26' ,26) ed il relativo detto quinto ingranaggio (24' , 24); il detto albero (16' , 16) di supporto essendo montato girevole attraverso il relativo albero tubolare (23 ' ,23) e la relativa piastra (26' , 26).
11. 11) Unità secondo la rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi a biella (28 ' ,28) comprendono un numero determinato di bielle (28' ,28) uniformemente distribuite attorno al relativo secondo asse (A' , A) , e presentanti una lunghezza (L) sostanzialmente inferiore ad una dimensione radiale (R) del relativo quinto ingranaggio (24 ' ,24) .
12. 12) Unità secondo la rivendicazione 11, caratterizzata dal fatto che le dette bielle (28 1 , 28) sono montate girevoli sia rispetto alla relativa piastra (26 ' , 26) , sia rispetto al relativo quinto ingranaggio (24' , 24) .
13. 13) Unità di taglio e saldatura per materiale in foglio, sostanzialmente come descritta con riferimento ai disegni annessi .