ITPI20090157A1 - Dispositivo di azionamento per una barra saldante per la produzione di buste e sacchi in plastica. - Google Patents

Description

DISPOSITIVO DI AZIONAMENTO PER UNA BARRA SALDANTE PER LA

PRODUZIONE DI BUSTE E SACCHI IN PLASTICA

Ambito dell’invenzione

La presente invenzione riguarda il settore tecnico dei macchinari adibiti alla produzione di buste e sacchi in materiale plastico.

In particolar modo l’invenzione si riferisce ad un innovativo dispositivo per l’azionamento della barra saldante/taglio per la chiusura delle buste o dei sacchi.

Brevi cenni alla tecnica nota

Sono oramai da tempo noti i macchinari per la produzione di buste e sacchi in plastica. In accordo alla tecnica nota à ̈ dunque prevista una sezione di svolgitura attraverso cui, generalmente, un tubolare o un monopiega in materiale plastico vengono svolti durante tutto il ciclo produttivo. Il tubolare, o il monopiega opportunamente ripiegato, viene condotto attraverso un’apposita sezione di saldatura e/o taglio ove una barra saldante, mobile verticalmente secondo un percorso di corsa alternato, si abbassa allo scopo di saldare tra di loro i bordi ed effettuare un taglio di separazione tra un sacco e il successivo per poi risollevarsi in posizione iniziale.

A tal scopo sono previsti dei mezzi di azionamento che comandano il moto alternato verticale della barra.

Tra le varie soluzioni tecniche esistenti oggi sul mercato, si riporta l’utilizzo di un motore rotativo (generalmente del tipo Brush-less) provvisto di camma o eccentrico per la trasmissione della corsa. La camma à ̈ posta in contatto permanente con la barra saldante generalmente, ma non necessariamente, attraverso appositi sistemi di trasmissione interposti quali ad esempio cinghie, ruote dentate, leverismi e similari. In tal maniera, in base alla rotazione della camma, la barra à ̈ obbligata ad oscillare secondo un moto sostanzialmente verticale di sollevamento e abbassamento.

Tale soluzione non à ̈ comunque esente da svariati inconvenienti tecnici.

La camma à ̈ infatti configurata in modo tale da prevedere un punto di massimo ed un punto di minimo responsabile dei due estremi di corsa della barra. In tal senso non à ̈ possibile apportare una variazione sulla corsa della barra la quale rimane costante in funzione dei suddetti punti di minimo e massimo, ovvero dal profilo di camma. In aggiunta tale soluzione a camme rende difficoltoso un controllo sul tempo di durata della saldatura, dato che il tempo di inversione del moto dipende anche esso dal profilo della camma stessa. In tal senso risulta maggiormente difficoltosa la saldatura di spessori elevati che richiede maggiore tempo di contatto. Inoltre tale soluzione à ̈ particolarmente rumorosa e soggetta ad usura per effetto dello strisciamento delle parti sulla camma. Tale soluzione richiede dunque una continua manutenzione oltre che impattare fortemente sulla rumorosità ambientale a discapito degli operatori.

Una seconda soluzione prevede invece l’uso di attuatori pneumatici, come ad esempio del cilindri pneumatici, idraulici e/o oleo-dinamici. Tali attuatori azionano un leverismo di comando che trasforma il moto di estrazione/ritrazione dello stelo del pistone in una corsa alternata verticale della barra saldante. Anche in accordo a questa soluzione tecnica esistono notevoli inconvenienti tecnici.

Innanzitutto, esattamente come descritto per la soluzione a camme o eccentrico, vi sono parti meccaniche tra di loro in contatto di strisciamento (ad esempio lo stelo che scorre entro il pistone). Tale moto strisciante implica una forte usura e dunque una necessità di manutenzione frequente. Inoltre lo strisciamento à ̈ anche in questo caso causa di un forte incremento della rumorosità. Anche la soluzione a pistoni non consente un controllo sulla escursione della barra saldate la quale à ̈ fissata dalla configurazione del tipo di pistone prescelto. Inoltre la pressione nei pistoni à ̈ spesso soggetto ad una certa discontinuità che, seppur minima, à ̈ comunque causa di una discontinuità di pressione di spinta sulla barra saldante e dunque su una discontinuità di qualità della saldatura.

Sintesi dell’invenzione

È quindi scopo della presente invenzione fornire un dispositivo per l’azionamento di una barra saldante/taglio per la produzione di buste in plastica che risolva almeno in parte i suddetti inconvenienti tecnici.

In particolare à ̈ scopo della presente invenzione fornire un dispositivo per l’azionamento di una barra saldante/taglio che funzioni in modo tale da ridurre al minimo gli effetti di rumorosità generati per strisciamento tra le parti.

E’ quindi scopo della presente invenzione fornire un dispositivo per l’azionamento di una barra saldante e/o taglio che consenta di ottenere una notevole riduzione di usura.

E’ anche scopo della presente invenzione fornire un dispositivo per l’azionamento di una barra saldante/taglio che risulti controllabile in modo tale da rendere variabile alcuni parametri di lavoro quali l’escursione di corsa della barra saldante come anche la velocità della barra e i tempi di sosta.

Questi e altri scopi sono dunque ottenuti attraverso il dispositivo 1 per realizzare l’azionamento di una barra 2 saldante e/o taglio per la produzione di buste e sacchi in plastica, come da rivendicazione 1.

Allo scopo di movimentare la barra 2 sono dunque previsti appositi mezzi di azionamento (3, 4) i quali impartiscono il moto di corsa verticale che conduce la barra in prossimità del piano di saldatura e/o taglio per poi risollevarla e viceversa. In accordo all’invenzione, l’effetto di usura e riduzione della rumorosità à ̈ stato agevolmente risolto attraverso l’impiego di un azionamento lineare 4 di tipo magnetico. E’ noto infatti come il campo magnetico generi una forza di attrazione o repulsione tale per cui, se ben calibrato, consente il moto tra due o più parti senza contatto reciproco. Il campo magnetico generato dunque da tale azionamento determina una movimentazione di una sua parte adibita a trasmettere la spinta alla barra 2 senza che tale parte subisca alcun contatto strisciante di alcun genere.

E’ dunque evidente, in accordo a tale soluzione, come si riesca ad ottenere sia una notevole riduzione della rumorosità come anche una notevole riduzione di usura delle parti. In aggiunta, tale tipo di attuatore lineare si presta bene ad una gestione di vari parametri di lavoro semplicemente prevedendo una opportuna variazione controllata del campo magnetico.

Vantaggiosamente l’azionamento lineare magnetico (4) comprende un motore magnetico (5) per generare un campo magnetico di spinta ed una piastra magnetica (7). La piastra magnetica (7) à ̈ predisposta in modo tale che il campo magnetico emesso dal motore movimenti stessa senza contatto di strisciamento lungo una predeterminata corsa di lavoro.

A tal scopo à ̈ dunque prevedibile una guida (8) attraverso cui la piastra magnetica (7) si muove secondo la corsa lineare.

La guida à ̈ posta dunque ad una distanza tale da evitare il contatto diretta tra motore e piastra (7).

Vantaggiosamente à ̈ previsto un leverismo articolato (3) interposto tra l’azionamento lineare magnetico (4) e la barra saldante (2) per trasformare la corsa lineare di lavoro dell’azionamento lineare magnetico (4) in una corsa di saldatura/taglio sostanzialmente verticale della barra saldante (2).

In tal maniera la barra può alzarsi e abbassarsi e viceversa al fine di saldare e/o tagliare.

Vantaggiosamente il leverismo articolato (3) può comprendere:

- Un primo accoppiamento biella (14)/ manovella (15); - Un secondo accoppiamento biella (18)/ manovella (17);

- Un albero di trasferimento (16) interposto tra il primo e il secondo accoppiamento in modo tale da trasferire la rotazione della manovella (15) alla manovella (17).

Vantaggiosamente l’azionamento lineare magnetico può inoltre prevedere un sistema di raffreddamento (11).

Vantaggiosamente può essere previsto ulteriormente un lettore ottico (20) configurato per leggere la posizione corrente della corsa di lavoro dell’attuatore lineare magnetico (4) e connesso ad una unità di controllo (21) ed in cui l’unità di controllo (21) à ̈ posta in comunicazione con l’attuatore lineare magnetico (4) in modo tale da controllare il campo magnetico emesso in funzione della posizione rilevata.

Vantaggiosamente l’unità di controllo (21) può essere programmabile in modo tale da controllare attraverso una variazione del campo magnetico almeno uno o più dei seguenti parametri di lavoro:

- Velocità V di movimentazione della barra (2);

- Tempo T di sosta;

- Lunghezza L della corsa.

E’ qui ulteriormente descritta una apparecchiatura di saldatura/taglio per la produzione di buste o sacchi in plastica e comprendente:

- Una barra saldante/taglio (2);

- Mezzi di azionamento (3, 4) per movimentare la barra (2) lungo un percorso di saldatura/taglio della busta sostanzialmente verticale;

e caratterizzata dal fatto che i mezzi di azionamento comprendono un azionamento lineare di tipo magnetico (4) come descritto.

E’ qui infine descritta una macchina per la produzione di buste o sacchi in plastica caratterizzata dal fatto di comprendere una apparecchiatura di saldatura/taglio come descritta.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e i vantaggi del dispositivo di saldatura per la produzione di buste in plastica, secondo l’invenzione, risulteranno più chiaramente con la descrizione che segue di una sua forma realizzativa, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi, in cui: - La figura 1 rappresenta una vista assonometrica del presente dispositivo;

- Figure 2 e 3 rappresentano due viste in assonometria di dettaglio dell’attuatore lineare magnetico;

- La figura 4 rappresenta un dettaglio del leverismo articolato 3;

- La figura 5 descrive schematicamente una unità di controllo 21 adibita alla gestione dell’attuatore lineare magnetico attraverso un lettore ottico di posizione 20; - La figura 6 à ̈ un semplice diagramma di flusso che indica come l’unità di controllo 21 gestisce la funzionalità dell’attuatore lineare magnetico.

- Le figure dalla 7 alla 9 rappresentano fasi di funzionamento del dispositivo.

Descrizione di una forma realizzativa preferita Con riferimento alla figura 1 à ̈ descritto in vista assonometrica di assieme un dispositivo 1 per l’azionamento di una barra saldante 2 in accordo all’invenzione.

La barra saldante 2 risulta collegata ad un attuatore lineare magnetico 4 attraverso un leverismo articolato 3. Il leverismo articolato 3, come meglio verrà dettagliato nel seguito della presente descrizione, à ̈ configurato in modo tale da trasmettere opportunamente il moto lineare alternato dall’attuatore 4 alla barra 2.

Entrando maggiormente nel dettaglio costruttivo dell’attuatore magnetico lineare 4, la figura 2 mostra sempre in vista assonometrica un motore 6 per generare il campo magnetico ed un magnete 7 in forma generalmente di piastra magnetica 7. Il campo magnetico generato dal motore consente di muovere il magnete 7 eliminando del tutto strisciamenti di qualsiasi forma e natura e prestandosi bene ad un controllo di movimentazione, come meglio dettagliato nel seguito della presente descrizione.

A tal scopo, come sempre evidenziato in figura 2 ed in maggior dettaglio nella figura successiva 3, una staffa 5 à ̈ sovrapposta alla piastra magnetica 7 dalla parte opposta rispetto al motore 6 e ad essa connessa attraverso comuni mezzi di connessine, quali ad esempio viti e/o bullonature in genere. La staffa 5, come ben evidenziato in figura 3 à ̈ sostenuta e resa linearmente scorrevole attraverso la predisposizione di una opportuna guida 8 e di due pattini 9 montati scorrevoli sulla guida e connessi alla staffa 5 stessa. La staffa 5 comprende poi un appendice 5’ di connessione al leverismo articolato 3 attraverso un foro 13. Un telaio 10 racchiude gli elementi dell’attuatore lineare magnetico descritto e prevede un’apertura per consentire lo scorrimento dell’appendice 5’ protraente all’esterno del telaio.

Sempre come descritto in figura 3 ed in vista di figura 1, un opportuno sistema di raffreddamento 11 comprende un condotto 12 di circolazione per un fluido refrigerante, in modo tale da controllare la temperatura operativa ottimale del motore magnetico 6.

La figura 4 mostra una vista assonometrica di dettaglio in merito al leverismo articolato 3.

Il leverismo in oggetto comprende dunque una biella 14 incernierata in corrispondenza dell’appendice 5’ attraverso il foro 13. La biella 14 à ̈ poi incernierata per il suo estremo opposto rispetto al suddetto foro 13 ad una manovella 15. La manovella 15 si aggancia ad un albero di trasferimento 16 girevole attraverso un aggancio a pinza 15’ o morsa, in modo tale che la corsa alternata della staffa 5 si trasformi in una equivalente rotazione per l’albero. Sempre dalla stessa parte ove avviene l’aggancio della morsa 15’ all’albero 16 à ̈ prevista una seconda manovella 17 a cui l’albero impartisce la sua rotazione attraverso la apposita pinza o morsa di aggancio 17’. In maniera del tutto analoga a quanto descritto precedentemente, una seconda biella 18 si aggancia alla manovella 17 in maniera girevole per poi connettersi girevolmente ad un’asta di guida 19 per la barra 2.

Attraverso tale leverismo, dunque, la corsa lineare della staffa 5 viene trasmessa alla barra 2 attraverso una proporzionale corsa di sollevamento e abbassamento dell’asta di guida 19 (vedi doppia freccia applicata all’asta).

La successiva figura 5 schematizza un lettore ottico di posizione (20, 22), comprendente un lettore ottico 20 ed un encoder 22 in combinazione. Il lettore 20 à ̈ dunque in grado di identificare la posizione corrente attraverso una lettura dell’encoder di riferimento 22. L’encoder 22 à ̈ dunque solidale alla staffa o alla piastra magnetica in movimento. La piastra magnetica 7 à ̈ stata rappresentata, a scopo di chiarezza descrittiva, in vista frontale dall’alto e sovrapposta al motore 5 che genera il campo magnetico sottostante responsabile del suo moto. La doppia freccia evidenzia la corsa alternata lineare attraverso la connessione alla suddetta guida 8.

Una unità centrale di controllo 21 (schematizzata come un PC) à ̈ provvista di apposito software attraverso cui à ̈ possibile programmare e contestualmente gestire la modalità di corsa della piastra 7 (dunque solidalmente anche della staffa 6) attraverso una variazione controllata del campo magnetico generato in funzione della posizione rilevata dall’encoder. A tal scopo à ̈ stata rappresentata una linea 23 di collegamento (wireless oppure via cavo) tra l’unità 21 e il motore 5 e una linea 24 di collegamento tra il lettore 20 e l’unità 21. In particolare l’unità di controllo 21, una volta settati i parametri desiderati, à ̈ in grado di comandare attraverso la linea 23 una variazione opportuna di campo magnetico emesso dal motore 5 in funzione della posizione corrente rilevata dal lettore 20 attraverso la linea 24. In particolare possono controllarsi parametri quali l’escursione massima di corsa, il tempo di permanenza in corrispondenza del punto di inversione della corsa, la velocità di corsa e/o la variazione di velocità durante la corsa.

In accordo ad un esempio di funzionamento si può prevedere una modalità di corsa della staffa a velocità variabile. Ad esempio si può impostare un programma di lavoro per cui in prossimità del fine corsa (ad esempio entro un range di 2 o 3 cm dalla fine della corsa) la velocità di approccio della staffa progressivamente si riduce sino al valore nullo, in modo tale da evitare impatti della barra saldante troppo forti e inversioni repentine di moto che sovraccaricano le strutture. In tal senso l’unità di controllo 21 riceve, attraverso la linea 24, l’informazione di posizione corrente della staffa rilevata dal lettore 20 attraverso l’encoder 22 di riferimento. L’unita 21 comanda dunque una variazione di campo magnetico tale da ridurre la velocità proporzionalmente come da programmazione.

In un altro esempio in uso, si può prevedere di impostare una permanenza della staffa in corrispondenza del fine corsa che porta la barra saldante 2 in posizione di saldatura per un tempo prestabilito. Tale funzionalità può rivelarsi utile per ottimizzare la saldatura in funzione degli spessori (grossi spessori oppure spessori sottili). Anche in questo caso il lettore ottico 20, letta la posizione in riferimento all’encoder 22, invia l’informazione attraverso la linea 24. Conseguentemente l’unità 21 comanda la chiusura del campo magnetico attraverso la linea 23 per il tempo prestabilito una volta raggiunta la posizione prescelta.

Il diagramma di flusso riportato in figura 6 chiarisce tale schema di funzionamento sopra descritto ovvero la comunicazione tra encoder 22 e lettore 20 e unità di controllo 21 e da questa al motore magnetico in modo da variarne opportunamente l’intensità in funzione dei parametri di lavoro impostati attraverso la posizione rilevata.

Avendo descritto nei suoi aspetti tecnici essenziali l’invenzione, passiamo adesso ad una descrizione di funzionamento della stessa in uso.

Le successive figure dalla 7 alla 9 descrivono alcune fasi di funzionamento salienti.

In figura 7 si evidenzia la posizione della barra saldante 2 sollevata rispetto al piano di saldatura 25 delle buste. La freccia rivolta verso l’alto applicata all’appendice 5’ indica un sollevamento lineare della staffa 5. Attraverso l’accoppiamento biella 14/manovella 15 viene dunque impartita una predeterminata rotazione all’albero 16 e conseguentemente trasmessa all’accoppiamento manovella 17 / biella 18, causando così l’abbassamento della barra 2. La successiva figura 8 evidenzia il raggiungimento di una posizione intermedia mentre la figura 9 successiva rappresenta il raggiungimento della barra 2 sul piano di saldatura. Il moto di ritorno à ̈ equivalente. Il campo magnetico generato dunque dal motore 6 movimenta linearmente la staffa 5 che causa l’abbassamento e il sollevamento della biella 14.

E’ dunque evidente come scegliendo opportunamente i rapporti di lunghezza tra le bielle e manovelle si possa variare il rapporto di trasmissione della corsa dalla staffa 5 alla barra 2.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un dispositivo (1) per l’azionamento di una barra saldante e/o taglio (2) per la produzione di buste o sacchi in plastica e comprendente mezzi di azionamento (3, 4) configurati per movimentare la barra (2) lungo una corsa di saldatura/taglio e caratterizzato dal fatto che detti mezzi di azionamento (3, 4) comprendono un azionamento lineare magnetico (4).
2. 2. Un dispositivo (1), secondo rivendicazione 1, in cui l’azionamento lineare magnetico (4) comprende un motore magnetico (5) per generare un campo magnetico di spinta ed una piastra magnetica (7), ed in cui la piastra magnetica (7) à ̈ predisposta in modo tale che il campo magnetico emesso dal motore movimenti la piastra (7) senza contatto di strisciamento lungo una predeterminata corsa di lavoro.
3. 3. Un dispositivo (1), secondo rivendicazione 2, in cui à ̈ prevista una guida (8) attraverso cui la piastra magnetica (7) si muove secondo la corsa lineare.
4. 4. Un dispositivo (1), secondo rivendicazione 1 o 2, in cui à ̈ previsto un leverismo articolato (3) interposto tra l’azionamento lineare magnetico (4) e la barra saldante (2) per trasformare la corsa lineare di lavoro dell’azionamento lineare magnetico (4) in una corsa di saldatura sostanzialmente verticale della barra saldante (2).
5. 5. Un dispositivo (1), secondo rivendicazione 4, in cui il leverismo articolato (3) comprende: - Una primo accoppiamento biella (14)/ manovella - Una secondo accoppiamento biella (18)/ manovella (17); - Un albero di trasferimento (16) interposto tra il primo e il secondo accoppiamento in modo tale da trasferire la rotazione della manovella (15) alla manovella (17).
6. 6. Un dispositivo (1), secondo rivendicazione 1, in cui l’azionamento lineare magnetico prevede un sistema di raffreddamento (11).
7. 7. Un dispositivo (1), secondo una o più rivendicazioni precedenti dalla 1 alla 6, in cui à ̈ previsto ulteriormente un lettore ottico (20, 22) configurato per leggere la posizione corrente della corsa di lavoro dell’attuatore lineare magnetico (4) e connesso ad una unità di controllo (21) ed in cui l’unità di controllo (21) à ̈ posta in comunicazione con l’attuatore lineare magnetico (4) in modo tale da controllare il campo magnetico emesso in funzione della posizione rilevata.
8. 8. Un dispositivo (1), secondo rivendicazione 7, in cui l’unità di controllo (21) à ̈ programmabile in modo tale da controllare attraverso una variazione del campo magnetico almeno uno o più dei seguenti parametri di lavoro: - Velocità V di movimentazione della barra (2); - Tempo T di sosta; - Lunghezza L della corsa.
9. 9. Una apparecchiatura di saldatura/taglio per la produzione di buste o sacchi in plastica e comprendente: - Una barra saldante/taglio (2); - Mezzi di azionamento (3, 4) per movimentare la barra (2) lungo un percorso di saldatura/taglio della busta sostanzialmente verticale; e caratterizzato dal fatto che detti mezzi di azionamento comprendono un azionamento lineare di tipo magnetico (4) come da una o più rivendicazioni precedenti.
10. 10. Una macchina per la produzione di buste o sacchi in plastica caratterizzata dal fatto di comprendere una apparecchiatura di saldatura/taglio come da rivendicazione 9.