ITTS980001A1 - Testa confezionatrice per il confezionamento di prodotti disformi in sacchetti autoportanti da tubolare continuo ripiegato - Google Patents

Description

Descrizìone del Breveto per Invenzione avente per titolo: Testa confezionatrice per il confezionamento di prodoti disformi in saccheti autoportanti da tubolare continuo ripiegato.

Testa confezionatrice per il confezionamento di prodotti disformi in sacchetti autoportanti da tubolare continuo ripiegato.

La presente invenzione consiste in una testa confezionatrice destinata all’ insaccamento di prodotti con caratteristiche dimensionali dissimili che trova specifico impiego nel settore delle apparecchiature per il confezionamento dei prodotti alimentari freschi.

Come noto esistono diversi tipi di macchine che permettono di inserire autonomamente dei prodotti alimentari e non in sacchetti o contenitori in materiale plastico. Tali apparecchiature consentono anche di sigillare tali contenitori destinati alla vendita.

Questi apparati si differenziano uno dall’altro, sostanzialmente, per i dispositivi presenti nella testa confezionatrice. Infatti, pur prevedendo tutti una tramoggia, un tubo caricatore, un dispositivo per l’avanzamento dei sacchetti ed un dispositivo per la pesatura e chiusura degli stessi, essi presentano caratteristiche peculiari in funzione del tipo di contenitore in cui viene inserito il prodotto e delle proprietà fìsiche del prodotto stesso.

Attualmente esistono due sistemi per l’insaccamento di prodotti con forme irregolari e dimensioni variabili. Il primo prevede l’inserimento di tali prodotti in sacchetti di plastica che vengono ripiegati e saldati lungo un loro lato maggiore e poi saldati superiormente ed inferiormente; in questo caso non si ottiene però il compattamento dei prodotti stessi. Il secondo sistema utilizza sacchetti con chiusura lungo i lati minori ed il compattamento viene ottenuto creando il vuoto al loro interno. Questo secondo sistema funziona in maniera ottimale ma può essere utilizzato solo per il confezionamento di prodotti non alimentari oppure di prodotti alimentari privi di vita.

Inoltre esiste il problema della saldatura della confezione. Infatti saldare il film plastico significa portarlo alla fusione e quindi in condizioni fìsiche la cui resistenza meccanica è pressoché nulla.

Scopo dell’invenzione in oggetto è quello di risolvere i problemi sopra esposti. Essa infatti consente il confezionamento ed il compattamento in sacchetti di prodotti di forma e dimensioni fortemente variabili ed irregolari, sia non alimentari che alimentari vivi e ciò senza l’utilizzo del vuoto entro i sacchetti stessi.

Un’altro scopo è quello di realizzare un metodo di saldatura di materiale plastico che consenta la sigillatura della confezione con il materiale stesso in tensione ma senza che esso possa rompersi.

Questi ed altri scopi vengono raggiunti dall’invenzione in oggetto la quale consiste in una testa confezionatrice che, pur prendendo spunto da apparati già in commercio, adotta dei dispositivi del tutto nuovi ed originali. Essa utilizza film di materiale plastico continuo in tubolare o nastro piano - preforato o meno - per formare sacchetti aventi fianchi ripiegati, o foli, saldati solo lungo i lati minori.

La testa confezionatrice in oggetto è composta da: una tramoggia di riempimento, un tubo caricatore sul quale è accumulato il tubolare in materiale plastico destinato a formare i sacchetti di confezione, un dispositivo di piegatura del tubolare, un dispositivo di blocco del tubolare, un dispositivo di tensionamento del tubolare, un gruppo di saldatura dotato di tre barre saldanti, un dispositivo di taglio, un dispositivo di fustellatura, un dispositivo con stampa a termoimpressione dotato di datario, un dispositivo di estrazione della confezione ed un’apparecchiatura elettro-pneumatica di comando e controllo.

L’impiego di questa testa confezionatrice consente di mantenere ben compattati i prodotti contenuti all’interno dei sacchetti. Ciò è particolarmente utile nel caso di prodotti alimentari vivi dove si ottengono diversi vantaggi: il prodotto non può muoversi (e si evita cosi che esso possa aprirsi e perdere il liquido biologico contenuto al suo interno o di ferire o rovinare gli altri prodotti ad esso adiacenti) ma allo stesso tempo esso può respirare in quanto non solo entro il folo non c’è il vuoto ma i fori eventualmente presenti nel folo stesso consentono un sufficiente ricambio dell’aria interna.

Il compattamento del prodotto senza l'ausilio del calore o del vuoto viene effettuato tramite il tensionamento meccanico. La sigillatura della confezione avviene tramite un originale sistema di saldatura a punti, di modo che la parte tra due punti di saldatura successivi, non riscaldata, sopporti il carico di tensionamento lasciando la possibilità di fondere il materiale nelle zone dì saldatura senza che il sacchetto si strappi.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione di una particolare forma di esecuzione, preferita ma non esclusiva, della testa confezionatrice, illustrata a titolo indicativo ma non limitativo negli uniti disegni, in cui:

- la figura 1 illustra una vista frontale della testa confezionatrice;

- la figura 2 mostra una vista prospettica della bocca di conformazione del folo; - la figura 3 illustra la vista frontale del folo (e degli apparati del dispositivo di piegatura) all’inizio della sua conformazione;

- la figura 4 mostra la vista frontale del folo (e degli apparati del dispositivo di piegatura) in un momento intermedio della sua conformazione;

- la figura 5 illustra la vista frontale del folo (e degli apparati del dispositivo di piegatura) al momento finale della sua conformazione;

- la figura 6 mostra una vista laterale del dispositivo di tensionamento del film; - la figura 7 illustra una vista prospettica di un primo tipo di resistenza utilizzata nelle barre di saldatura;

- la figura 8 mostra una vista prospettica di un secondo tipo di resistenza utilizzata nelle barre di saldatura;

- la figura 9 illustra una vista prospettica di una fustella;

- la figura 10 mostra lo schema di tranciatura del folo;

- la figura 11 illustra una vista frontale della semitranciatura ottenuta;

- la figura 12 mostra uno schema a blocchi dell’apparecchiatura elettropneumatica.

Più in particolare, la testa confezionatrice in oggetto presenta superiormente una tramoggia 1 di riempimento nella quale viene inserito ad esempio un prodotto alimentare fresco disforme quale le cozze. La tramoggia 1 presenta inferiormente un tubo caricatore 2 attorno al quale è accumulato il tubolare 3 di politene destinato a formare i foli 4.

Il tubo caricatore 2 termina inferiormente con una bocca di conformazione dotata di un dispositivo di piegatura 5 del tubolare 3, il quale comprende due flabelli 5. 1 e due bracci 5.2. 1 due flabelli 5.1 sono incernierati sulla bocca in posizione simmetrica, hanno larghezza pari a quella del sacchetto da formare e sono dotati di molle di richiamo. I due bracci 5.2, comandati da cilindri pneumatici, sono posti in posizione simmetrica rispetto alla bocca ed a 90° rispetto ai flabelli 5.1.

Inferiormente al succitato dispositivo è situato il dispositivo di blocco 6 del tubolare 3 ed inferiormente a questo il dispositivo di tensionamento del tubolare 3. Il dispositivo di blocco 6 comprende un elemento di blocco 6.1 del tubolare 3 ed un perno 6.2 ausiliario, entrambi azionati da organi pneumatici,

Il dispositivo di tensionamento consiste in un rullo 7 che si muove, secondo una traiettoria semicircolare con asse sul perno 6.2 ausiliario, entro il tubolare 3 con una coppia controllata.

Procedendo verso il basso, la testa confezionatrice in oggetto presenta un gruppo di saldatura 8 costituito da tre barre 8.1, 8.2, 8.3 di saldatura; fra la prima barra 8.1 e la seconda barra 8.2 è intercalato un dispositivo di taglio 9. Fra la seconda barra 8.2 e la terza barra 8.3 sono situati un dispositivo di fùstellatura 10 ed un dispositivo di termo-impressione 11 , fornito di datario.

Un dispositivo di estrazione obbliga la confezione a muoversi verso il basso. Esso presenta un braccio telescopico che muove una pinza, dotata di due becchi normali al tubolare 3, lungo l'asse della testa per tutta la lunghezza utile della stessa.

Un’apparecchiatura elettro-pneumatica di comando e controllo governa e verifica il buon funzionamento dell’intera testa confezionatrice. Essa è composta da: gruppi di alimentazione, stabilizzazione e regolazione delle alimentazioni sia elettrica che pneumatica, unità di governo a microcalcolatore, interfaccia di comando e segnalazione per l'operatore, interfaccia per il comando degli attuatori elettro-pneumatici e degli attuatori elettrici.

In particolare l'unità di governo a microcalcolatore, svolge i seguenti compiti: sequenzia il succedersi di tutte le varie fasi delle operazioni di cui è composto il confezionamento e la sigillatura del sacchetto, regola automaticamente i parametri di saldatura attraverso il rilievo diretto delle condizioni operative delle resistenze poste sulle barre saldanti, memorizza il numero di confezioni effettuate e segnala la necessità di manutenzione ordinaria o straordinaria dell'apparecchiatura.

Le cozze vengono accumulate nella tramoggia 1. Da qui hanno la possibilità di scendere attraverso il tubo caricatore 2 nel tubolare 3.

Quest’ultimo - avente il fondo già saldato nella fase di confezionamento precedente - presenta inizialmente una forma circolare in quanto avvolto attorno al tubo caricatore 2. 1 due flabelli 5.1, incernierati sulla bocca di conformazione di quest’ultimo, mantengono aperto e disteso il tubolare 3 obbligandolo ad assumere una forma rettangolare.

In questa fase le cozze escono dal tubo caricatore 2 e vanno a riempire la confezione.

Completato il riempimento, entrano in azione i due bracci 5.2 che obbligano i lati esterni, minori, del tubolare 3 a penetrare verso Γ interno. La forza esercitata dai bracci 5.2 sul tubolare 3 obbliga contemporaneamente i flabelli 5.1 a ruotare ed a avvicinare i loro bordi liberi, consentendo cosi la piegatura completa in quattro dei lati minori del tubolare 3.

Quando i bracci 5.2, dopo aver conformato il tubolare 3, si allontanano dallo stesso i flabelli 5.1 vengono richiamati nella posizione iniziale dalle molle di cui sono dotati.

Conformato il folo 4, il dispositivo di estrazione si attiva e sposta verso il basso, lungo l'asse della testa, il folo 4 appena riempito fino al punto in cui quest’ultimo viene a trovarsi con il livello superiore del prodotto appena sotto la barra 8.3 saldante inferiore. Dopo di che viene chiuso il dispositivo di blocco 6 e le tre barre 8.1, 8.2, 8.3 saldanti.

Le cozze presenti entro il folo 4 non sono però compattate. Per fa si che ciò avvenga è necessario che il tubolare 3, che le racchiude, sia perfettamente teso. Questa funzione viene svolta dal dispositivo di tensionamento in coordinazione con il dispositivo di blocco 6 e con il gruppo di saldatura 8 tramite una variazione del percorso imposta al tubolare 3.

Più precisamente, il gruppo di saldatura 8 agisce da elemento di contrasto in quanto chiude il folo 4 appena formatosi ma permette al tubolare 3 di scorrere. Il movimento di rotazione del rullo 7 contro il tubolare 3 causa una variazione di lunghezza del tratto libero del tubolare 3 stesso tra il dispositivo di blocco 6 ed il gruppo di saldatura 8. Questa variazione, a sua volta, produce una trazione dei due lati del tubolare 3 del folo 4 appena formatosi permettendo così di garantire, con il completo recupero del materiale in eccesso, una tensione elastica del tubolare 3 che forma la confezione.

Conclusa la fase di compattamento del prodotto vengono effettuate le saldature tramite il gruppo di saldatura 8. La prima barra 8. 1 superiore chiude inferiormente il folo 4 appena formatosi; la barra 8.2 centrale e la barra 8.3 inferiore sigillano invece la parte superiore del folo 4 appena riempito. Le tre saldature vengono realizzate contemporaneamente.

In dettaglio, ciascuna delle tre barre 8.1, 8.2, 8.3 saldanti formanti il gruppo di saldatura 8 presenta una resistenza elettrica concepita in modo da realizzare una serie di saldature a punti adiacenti una all’altra che consentono la chiusura del folo 4 con il tubolare 3 meccanicamente in tensione.

Sono possibili due soluzioni funzionalmente equivalenti. Nella prima, illustrata nella figura 7, viene utilizzato un supporto 8.4 termicamente isolante con fori rettangolari a passo costante entro i quali, a passi alterni, viene fatta passare una piattina 8.5 in nichel-cromo che costituisce l’elemento resistivo vero e proprio. In fase di saldatura, solo le zone in cui vi è il contatto fra la piattina 8.5 ed il tubolare 3 quest’ultimo viene riscaldato in tempo utile, mentre dove l'elemento resistivo è isolato dal supporto 8.4 lascia il film plastico pressoché inalterato. La seconda soluzione è riportata nella figura 8 e si basa sulla variazione di sezione dell'elemento resistivo. Su un supporto isolante 8.4 viene riportato un elemento resistivo costituito da un nastro 8.6 in nichel-cromo che poi viene lavorato per fotoincisione in modo da realizzare al passo voluto delle alternanze di sezione fortemente diversa.

Essendo la resistenza inversamente proporzionale alla sezione, ne consegue che la dissipazione e quindi il riscaldamento è concentrato nei settori a piccola sezione mentre risulta trascurabile nei settori a grande sezione. In fase di saldatura, la temperatura sale molto rapidamente solo nelle zone a piccola sezione (e quindi ad alta resistenza) dove il tubolare 3 si scalda e fonde in tempo utile; dove la sezione è ampia (e quindi la resistenza è bassa) il nastro 8.6 scalda in modo trascurabile lasciando il film plastico inalterato.

Tra la prima barra 8.1 e la seconda barra 8.2 saldante del gruppo di saldatura 8 opera il dispositivo di taglio 9 la cui lama taglia completamente solo a tratti il tubolare 3. In questo modo il folo 4 formante la nuova confezione viene separato solo parzialmente dal resto del tubolare 3.

Come sopra descritto, la seconda barra 8.2 e la terza barra 8.3 saldante chiudono superiormente la confezione appena riempita, già saldata inferiormente dalla prima barra 8.1 saldante, durante il precedente confezionamento. Lo spazio compreso tra le due saldature superiori della confezione cosi formata subisce a questo punto due processi: la fustellatura dei fori di sospensione e la stampa della data di confezionamento.

Il dispositivo di fustellatura 10 si basa sull'utilizzo di fustelle 10.1 che non richiedono matrice. Esse sono direttamente montate in testa allo stelo di un cilindro pneumatico e sono mosse da quest'ultimo. Tali fustelle 10.1 presentano quattro punte in una delle quali è realizzata una profonda fenditura 10.2 (portando così a cinque il numero delle punte). La forma delle fustelle 10.1 è tale che la parete doppia del folo 4, entrando in contatto con le cinque punte, sia costretta a tendersi fra le punte stesse anche in caso di tensionamento approssimativo del folo 4 stesso.

La affilatura delle fustelle 10.1 e il loro avanzamento rapido attraverso il folo 4 per un tratto sufficientemente lungo, causa il taglio pressoché simultaneo della doppia parete del tubolare 3 fino a realizzare una semitranciatura circolare. In altre parole la parete del folo 4 risulta quasi completamente tagliata ma l’area tranciata rimane aderente alla parete stessa grazie ad una linguella. La presenza della fenditura 10.2 impedisce infatti la tranciatura totale del tubolare 3 stesso. Dopo che il dispositivo di termo-impressione 11 ha stampato la data di confezionamento ed altre indispensabili informazioni sulla parte superiore del folo 4 compresa tra le due saldature superiori il dispositivo di estrazione si richiude sull’estremità superiore del folo 4 (che a questo punto è pieno, sigillato, datato e con i fori per la sospensione) e lo estrae in modo da mettere la testa in condizione di poter iniziare una nuova fase di riempimento.

L’invenzione, così concepita, è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo. Inoltre tutti i particolari sono sostituibili con altri tecnicamente equivalenti.

Claims (1)

1. Rivendicazioni 1 - Testa confezionatrice per il confezionamento di prodotti disformi in sacchetti autoportanti da tubolare continuo ripiegato comprendente, procedendo dall’alto verso il basso: - una tramoggia (1) di riempimento nella quale viene inserito il prodotto da confezionare; - un tubo caricatore (2) attorno al quale è accumulato il tubolare (3) di materiale plastico destinato a formare i foli (4); - un dispositivo di piegatura (5) del tubolare (3); - un gruppo di saldatura (8) del tubolare (3); - un dispositivo di taglio (9) del tubolare (3); - un dispositivo di fustellatura (10) dei fori di sospensione del tubolare (3); - un dispositivo di termo-impressione (11) del tubolare (3) dotato di datario; in cui detta testa confezionatrice è inoltre dotata di: - un dispositivo di estrazione, che ha la duplice funzione di obbligare la confezione a muoversi verso il basso e di estrarla dalla testa confezionatrice; - un’apparecchiatura elettro-pneumatica di comando e controllo, la quale governa e verifica il buon funzionamento dell’intera testa confezionatrice, composta gruppi di alimentazione, stabilizzazione e regolazione delle alimentazioni sia elettrica che pneumatica, unità di governo a microcalcolatore, interfaccia di comando e segnalazione per l'operatore, interfaccia per il comando degli attuatoli elettropneumatici e degli attuatori elettrici; detta testa confezionatrice è caratterizzata dal fatto: - che il tubo caricatore (2) termina inferiormente con una bocca di conformazione dotata di un dispositivo di piegatura (5) del tubolare (3) la quale comprende due flabelli (5.1) e due bracci (5.2); - di utilizzare un dispositivo di blocco (6) del tubolare (3) il quale comprende un elemento di blocco (6.1) ed un perno (6.2) ausiliario; detti componenti sono azionati da attuatori pneumatici od elettrici, - di impiegare un dispositivo di tensionamento consistente in un rullo (7) od in un altro organo meccanico conformato in maniera tale da evitare fori o strappi al tubolare (3), collegato al predetto perno (6.2) ausiliario mediante una barra; - che il predetto gruppo di saldatura (8) è costituito da tre barre (8.1, 8.2, 8.3) di saldatura; - che il dispositivo di fustellatura (10) utilizza fustelle (10.1) che non richiedono matrice e sono direttamente montate in testa allo stelo di un attuatore pneumatico o elettrico; dette fustelle (10.1) sono mosse da quest'ultimo; - che il dispositivo di estrazione presenta un braccio telescopico che muove una pinza, dotata di due becchi normali al tubolare (3), lungo l'asse della testa per tutta la lunghezza utile della stessa. 2 - Testa confezionatrice, secondo la rivendicazione I, in cui il predetto dispositivo di piegatura (5) del tubolare (3) è caratterizzato dal fatto che i due flabelli (5.1) sono incernierati sulla bocca in posizione simmetrica, hanno larghezza pari a quella del folo (4) da formare e sono dotati di organi elastici di richiamo ed i due bracci (5.2), comandati da attuatori pneumatici o elettrici, sono posti in posizione simmetrica rispetto alla bocca ed a 90° rispetto ai flabelli (5.1); detti flabelli (5.1) mantengono aperto e disteso il tubolare (3) obbligandolo ad assumere una forma rettangolare; detti bracci (5.2) obbligano i lati esterni, minori, del tubolare (3) a penetrare verso l'interno e contemporaneamente i flabelli (5.1) a ruotare ed a avvicinare i loro bordi liberi, consentendo così la piegatura completa in quattro dei lati minori del tubolare (3); terminata la fase di piegatura del tubolare (3) i flabelli (5.1) vengono richiamati nella posizione iniziale dalgli organi elastici di cui sono dotati. 3 - Testa confezionatrice, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il tensionamento del tubolare (3) avviene meccanicamente tramite il dispositivo di tensionamento che opera in coordinazione con il dispositivo di blocco (6) e con il gruppo di saldatura (8) tramite una variazione del percorso imposta al tubolare (3); detto dispositivo di blocco (6) blocca il tubolare (3); il predetto gruppo di saldatura (8) agisce da elemento di contrasto in quanto chiude il folo (4) appena formatosi ma permette al tubolare (3) di scorrere; il movimento di rotazione del rullo (7) o di altro organo meccanico, che si muove secondo una traiettoria semicircolare con asse sul perno (6.2) ausiliario entro il tubolare (3) con una coppia controllata, causa una variazione di lunghezza del tratto libero del tubolare (3) stesso tra il dispositivo di blocco (6) ed il gruppo di saldatura (8) che, a sua volta, produce una trazione dei due lati del tubolare (3) del folo (4) appena formatosi permettendo così il completo recupero del materiale in eccesso. 4 - Testa confezionatrice, secondo la rivendicazione 1, in cui ciascuna delle tre barre (8.1, 8.2, 8.3) formanti il gruppo di saldatura (8) è caratterizzata dal fatto di presentare una resistenza elettrica tale da realizzare una serie di saldature a punti adiacenti una all’altra che consentono la chiusura del folo (4) con il tubolare (3) meccanicamente in tensione; detta resistenza elettrica è costituita da un supporto (8.4) termicamente isolante con fori rettangolari a passo costante entro i quali, a passi alterni, viene fatta passare un elemento resistivo costituito da una piattina (8.5) in materiale resistivo; in fase di saldatura, solo le zone in cui vi è il contatto fra la piattina (8.5) ed il tubolare (3) quest’ultimo viene riscaldato in tempo utile, mentre dove l'elemento resistivo è isolato dal supporto (8.4) lascia il film plastico pressoché inalterato. 5 - Testa confezionatrice, secondo le rivendicazioni 1 e 4, in cui la resistenza elettrica di ciascuna delle tre barre (8.1, 8.2, 8.3) formanti il gruppo di saldatura (8) è caratterizzata dal fatto di essere costituita da un supporto isolante (8.4) sul quale viene riportato un elemento resistivo costituito da un nastro (8.6) in materiale resistivo che poi viene lavorato per fotoincisione in modo da realizzare al passo voluto delle alternanze di sezione fortemente diversa; in fase di saldatura, la temperatura sale molto rapidamente solo nelle zone a piccola sezione (e quindi ad alta resistenza) dove il tubolare (3) si scalda e fonde in tempo utile mentre dove la sezione è ampia (e quindi la resistenza è bassa) il nastro (8.6) scalda in modo trascurabile lasciando il film plastico inalterato. 6 - Testa confezionatrice, secondo secondo le rivendicazioni 1, 4 e 5, caratterizzata dal fatto che la prima barra (8.1) superiore del gruppo di saldatura (8) chiude inferiormente il folo (4) appena formatosi; la barra (8.2) centrale e la barra (8.3) inferiore sigillano invece la parte superiore del folo (4) appena riempito; dette saldature vengono realizzate contemporaneamente o meno. 7 - Testa confezionatrice, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il dispositivo di taglio (9) è intercalato fra la prima barra (8.1) e la seconda barra (8.2) mentre il dispositivo di fustellatura (10) ed il dispositivo di termoimpressione (11), fornito di datario, sono situati fra la seconda barra (8.2) e la terza barra (8.3) saldante. 8 - Testa confezionatrice, secondo la rivendicazione 1, dove nello spazio compreso tra le due saldature superiori della confezione, eseguite dalla seconda barra (8.2) e dalla terza barra (8.3) saldante, viene eseguita la fustellatura dei fori di sospensione tramite il dispositivo di fustellatura (10); detto dispositivo di fustellatura (10) è caratterizzato dal fatto che le fustelle (10,1) - direttamente montate in testa allo stelo di un attuatore pneumatico od elettrico e mosse da quest'ultimo - presentano quattro punte in una delle quali è realizzata una profonda fenditura (10,2); l’affilatura delle fustelle (10.1) e il loro avanzamento rapido attraverso il folo (4) causa il taglio pressoché simultaneo della doppia parete del tubolare (3) fino a realizzare una semitranciatura circolare. 9 - Testa confezionatrice, secondo le rivendicazioni precedenti, il tutto come precedentemente descritto ed illustrato negli allegati disegni.