ITTO990010A1 - Dispositivo per termosaldatura di un tubo di materiale di confeziona-mento in foglio riempito con un prodotto alimentare versabile. - Google Patents

Description

D E S C R I Z IO N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione 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 invenzione 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 parallelepipeda .

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.

La seconda ganascia è provvista, verso la prima ganascia, di due elementi di supporto estendentisi simmetricamente da bande opposte del, e parallelamente al, piano intermedio, affacciati alle rispettive superfici attive della prima ganascia stessa e provvisti frontalmente di rispettivi tamponi di pressione in materiale plastico. I tamponi di pressione presentano relative superfici frontali di contatto piane atte a cooperare con le rispettive superfici attive della prima ganascia per termosaldare il tubo lungo relative linee di sigillatura.

Quando le ganasce vengono serrate tra di loro, i tamponi di pressione vengono compressi in direzione ortogonale al percorso di alimentazione del tubo e, di conseguenza, si deformano elasticamente in direzione parallela al percorso di alimentazione stesso; in tale fase, i tamponi di pressione deformati sporgono lateralmente rispetto ai relativi elementi di supporto della seconda ganascia, sia verso il piano intermedio, sia in verso opposto oltre i relativi spigoli laterali di estremità della seconda ganascia stessa, lungo i quali i tamponi di pressione potrebbero subire dei tagli o dei danneggiamenti, tali da comprometterne la funzionalità e limitarne la durata.

Per ovviare a tale inconveniente, è stato necessario modificare la struttura standard della seconda ganascia, prevedendo sugli spigoli laterali di estremità di quest'ultima, in posizione intermedia ed in corrispondenza della saldatura longitudinale del tubo, rispettivi risalti definenti un appoggio per le porzioni laterali dei tamponi di pressione soggette in uso a deformazione .

Scopo della presente invenzione 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 l'inconveniente sopra esposto senza richiedere modifiche strutturali del dispositivo stesso.

Il suddetto scopo è raggiunto dalla presente invenzione, 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 versatile ed alimentato lungo un percorso di alimentazione, il detto dispositivo comprendendo almeno 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 di sigillatura trasversale e per termosaldarlo lungo la sezione di sigillatura stessa, la detta prima ganascia comprendendo mezzi riscaldanti e la detta seconda ganascia comprendendo mezzi di pressione presentanti almeno una superficie di contatto atta a cooperare con i detti mezzi riscaldanti per termosaldare. il detto tubo lungo la detta sezione di sigillatura,

caratterizzato dal fatto che la detta superficie di contatto presenta un tratto principale di contatto ed almeno un tratto sagomato ribassato rispetto al detto tratto principale verso la detta seconda ganascia.

Per una migliore comprensione della presente invenzione 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 invenzione; e

- la figura 2 è una sezione trasversale in scala ingrandita di un particolare del dispositivo di figura ì .

Con riferimento alla figura 1, è indicato nel suo complesso con 1 un dispositivo di termosaldatura realizzato secondo la presente invenzione.

Il dispositivo 1 è adatto ad essere incorporato in 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 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 al percorso di alimentazione A e mobili 1'una verso l'altra lungo una direzione perpendicolare al percorso di alimentazione A 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 2, 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 superiici longitudinali piane 15 di interazione con il tubo 3, 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 superiici attive 17 rettilinee allungate, le quali sono atte ad interagire 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 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, atti 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.

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 23 e definisce, con la superficie di fondo 26 e con la superficie laterale 27, un vano longitudinale 33 a sezione sostanzialmente triangolare, mentre 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; più precisamente, le superfici 35 sono disposte adiacenti da parti opposte al piano intermedio π.

Ciascun tampone di pressione 22 è delimitato da una superficie di contatto 38 frontale, affacciata alla relativa superficie 15 della ganascia 8 ed atta a cooperare con la relativa superficie attiva 17 dell'elemento riscaldante 14, e da una superficie posteriore 39 piana e parallela al percorso di alimentazione A e cooperante in battuta con la superficie di fondo 26 della relativa sede 23.

Ciascuna superficie di contatto 38 presenta un tratto principale 40 piano, parallelo alla superficie posteriore 39 ed adiacente al piano intermedio π, ed un tratto sagomato 41 di estremità, estendentesi dal tratto principale 40 in direzione opposta al piano intermedio π ed adiacente ad un relativo bordo di estremità 42 laterale della ganascia 9.

Secondo un importante aspetto della presente invenzione, il tratto sagomato 41 di ciascuna superficie di contatto 38 è ribassato verso la ganascia 9 rispetto al tratto principale 40 e diverge dal percorso di alimentazione A verso il relativo bordo di estremità 42 laterale della ganascia 9 stessa, in modo da definire, al contatto con il tubo 3 ed in una condizione indeformata del relativo tampone di pressione 22, uno spazio atto ad essere riempito da parti del suddetto tampone 22 elasticamente deformate in conseguenza del serraggio tra le ganasce 8 e 9.

In particolare, il tratto principale 40 di ciascuna superficie di contatto 38 è affacciato a, e coopera con, il risalto 18 della relativa superficie attiva 17, mentre il tratto sagomato 41 è affacciato a, e coopera con, un tratto di estremità della relativa superficie 15 disposto da parte opposta del risalto 18 rispetto al recesso 12.

Preferibilmente, il tratto sagomate 41 di ciascuna superficie di contatto 38 è curvilineo ed è convesso verso la ganascia 8.

Ciascun tampone di pressione 22 comprende, infine, una coppia di labbri 44, 45 laterali cooperanti in battuta con le rispettive superfici di appoggio 35, 36. In particolare, nella configurazione indeformata dei tamponi di pressione 22, il labbro 44 è disposto a contatto della superficie di appoggio 35, mentre il labbro 45 è disposto spaziato dalla superficie di appoggio 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 di confezionamento costituente la fascia 5 lungo due linee di sigillatura.

All'inizio della fase di serraggio delle ganasce 8 e 9 sul tubo 3, si ha l'immediata compressione dei tamponi di pressione 22 nelle zone intermedie cooperanti con i risalti 18 delle superfici attive 17, mentre le zone adiacenti risultano relativamente scariche, per cui consentono la fuoriuscita del prodotto alimentare dalla fascia di sigillatura 5. In questa fase, l'allontanamento del prodotto alimentare contenuto all'interno del tubo 3 nella zona di termosaldatura viene inoltre garantito dalla riduzione della pressione di serraggio agente sul tubo 3 stesso nel passaggio dalia porzione longitudinale 24 alla porzione longitudinale 25 dei tamponi di pressione 22. Infatti, grazie al supporto sostanzialmente rigido delle porzioni longitudinali 24 dei tamponi di pressione 22 nelle relative sedi 23 ed alla interazione di tali porzioni 24 con i risalti 18, la corrispondente pressione di 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.

Successivamente, quando la pressione di serraggio tra le ganasce 8 e 9 raggiunge i valori massimi, il labbro 45 si dispone a contatto della superficie 36 e ciascun tampone di pressione 22 compresso si deforma elasticamente in direzione parallela al percorso A, sia verso il piano intermedio π, sia verso i bordi laterali 42 di estremità della ganascia 9, andando ad occupare lo spazio tra i tratti sagomati 41 delle superfici di contatto 38 ed il tubo 3 e senza fuoriuscire oltre i bordi laterali 42 stessi.

In questo modo, vengono evitati danneggiamenti o tagli dei tamponi di pressione 22 in prossimità dei bordi laterali 42 della ganascia 9 e si ottiene un considerevole aumento della durata media dei tamponi 22 stessi. Inoltre, tale risultato è ottenuto senza modificare la struttura della ganascia 9, in particolare senza predisporre sulla stessa risalti laterali di appoggio per i tamponi di pressione 22. Infine, come descritto in precedenza, i1 tratti sagomati 41 definiscono rispettive zone di scarico della pressione agente sulle superfici di contatto 38 durante la fase iniziale del serraggio tra le ganasce 8 e 9 e determinano, insieme al differente supporto delle porzioni 24 e 25 dei tamponi 22 nelle relative sedi 23, un considerevole effetto di spremitura del prodotto alimentare verso l'esterno della fascia di sigillatura 5 .

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.

Claims (1)

1. R IV E N D I CA Z IO 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 (A), il detto dispositivo (1) comprendendo almeno 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 di sigillatura trasversale e per termosaldarlo lungo la sezione di sigillatura stessa, la detta prima ganascia (8) comprendendo mezzi riscaldanti (14) e la detta seconda ganascia (9) comprendendo mezzi di pressione (22) presentanti almeno una superficie di contatto (38) atta a cooperare con i detti mezzi riscaldanti (14) per termosaldare il detto tubo (3) lungo la detta sezione di sigillatura, caratterizzato dal fatto che la detta superficie di contatto (38) presenta un tratto principale (40) di contatto ed almeno un tratto sagomato (41) ribassato rispetto al detto tratto principale (40) verso la detta seconda ganascia (9). 2.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi riscaldanti (14) presentano una coppia di dette 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 (7:) ortogonale al detto percorso di alimentazione (A), e che i detti mezzi di pressione comprendono una coppia di tamponi di pressione (22) alloggiati in rispettive sedi (23) della detta seconda ganascia (9), estendentisi da bande opposte di, e parallelamente a, detto piano intermedio (π) e presentanti rispettive dette superfici di contatto (38) atte a cooperare con le rispettive dette superfici attive (17) dei detti mezzi riscaldanti (14) per termosaldare il detto tubo (3) lungo due relative linee di sigillatura trasversali, il detto tratto principale (40) di ciascuna detta superficie di contatto (38) essendo adiacente al detto piano intermedio (π) ed il detto tratto sagomato (41) di ciascuna detta superficie di contatto (38) estendendosi da parte opposta del relativo detto tratto principale (40) rispetto al detto piano intermedio (π) in posizione adiacente ad un relativo bordo di estremità (42) laterale della detta seconda ganascia (9). 3.- Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il detto tratto sagomato (41) di ciascuna detta superficie di contatto (38) diverge dal detto percorso di alimentazione (A) verso il relativo detto bordo di estremità (42) laterale della detta seconda ganascia (9). 4.- Dispositivo secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto il detto tratto principale (40) di ciascuna detta superficie di contatto (38) è piano e parallelo al detto percorso di alimentazione (A). 5.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4, caratterizzato dal fatto che il detto tratto sagomato (41) di ciascuna detta superficie di contatto (38) è curvilineo. 6.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 5, caratterizzato dal fatto che il detto tratto sagomato (41) di ciascuna detta superficie di contatto (38) è convesso verso la detta prima ganascia (8). 7.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 6, caratterizzato dal fatto che le dette superfici attive (17) dei detti mezzi riscaldanti (14) presentano rispettivi risalti longitudinali (18) affacciati ai detti tratti principali (40) delle rispettive dette superfici di contatto (38) della detta seconda ganascia (9). 8.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 7, caratterizzato dal fatto 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). 9.- Dispositivo secondo la rivendicazione 8, 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). 10.- 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.