IT201800005787A1

IT201800005787A1 - Macchina per testare film plastici estensibili per il confezionamento

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Publication number: IT201800005787A1
Application number: IT102018000005787A
Authority: IT
Priority date: 2018-05-28
Filing date: 2018-05-28
Publication date: 2019-11-28
Also published as: BR112020022920A2; US20210107757A1; WO2019229608A1; EP3810513A1; CN112236365B; CN112236365A

Description

Macchina per testare film plastici estensibili per il confezionamento L’invenzione concerne macchine e sistemi per analizzare e testare film o pellicole di materiale plastico estensibile destinati all’avvolgimento manuale o automatico di oggetti, colli, prodotti raggruppati su pallet a formare carichi pallettizzati. In particolare, l’invenzione si riferisce ad una macchina da test in grado di eseguire una pluralità di differenti misurazioni e prove su un film plastico estensibile a freddo al fine di determinarne le caratteristiche meccaniche e fisiche necessarie ad un suo impiego ottimale nel confezionamento, in particolare nell’avvolgimento, di carichi pallettizzati.

Come noto film di materia plastica estensibile sono ampiamente utilizzati per avvolgere oggetti, colli, prodotti e simili raggruppati e disposti, in genere in strati sovrapposti, su pallet, palette, pedane o bancali in modo da formare carichi pallettizzati. Il film plastico avvolto sul carico con una stabilita forza di avvolgimento e generalmente prestirato o allungato permette non solo di proteggere i prodotti, oggetti, colli da polvere, acqua, umidità, ecc. ma anche di bloccarli tra loro e quindi di stabilizzare il carico, consentendone la movimentazione ed il trasporto senza pericolo di danneggiamento o cedimento.

L’avvolgimento dei carichi pallettizzati distribuendo il film plastico in modo da formare una pluralità di fasce o bande di film sovrapposte ed intrecciate con andamento ad elica può essere eseguito manualmente oppure in modo semiautomatico o automatico mediante apposite macchine avvolgitrici di diversa configurazione e dimensioni.

Nei processi di avvolgimento semiautomatici o automatici eseguiti con apparati o macchine avvolgitrici, il film plastico è generalmente stirato o allungato, in modo elastico e/o plastico, prima di essere avvolto al carico.

Tipicamente, il film plastico viene stirato elasticamente di una predeterminata quantità o percentuale per essere utilizzato al meglio ed acquisire caratteristiche meccaniche e fisiche tali da renderlo più idoneo a sopportare le forze agenti sul carico in particolare quando movimentato e trasportato. Più precisamente, quando cessa la forza di stiramento impartita al film per allungarlo, il ritorno elastico dello stesso determina una forza di serraggio sul carico che consente di trattenere e contenere i prodotti che lo compongono e di fissare questi ultimi saldamente al sottostante pallet. A tale effetto di contenimento e di avvolgimento contribuisce anche la tensione o forza di avvolgimento impartita al film durante l’avvolgimento attorno al carico e l’eventuale adesività di uno dei due lati del film, generalmente quello interno (cling side) che tende ad incollarsi (in taluni film in virtù dell’introduzione di materiali adesivi o della composizione con strati di polietilene a più bassa densità) al sottostante strato di film deposto sul carico.

Lo stiramento o allungamento o prestiro del film è generalmente espresso in percentuale come rapporto tra l’allungamento del film (differenza tra la lunghezza finale del film stirato e la lunghezza originaria) e la lunghezza originaria. Tipicamente l’allungamento impartito al film è compreso tra 50 % e 400 %.

La forza di stiramento o prestiro consente, inoltre, di ridurre notevolmente lo spessore del film (tipicamente da circa 20-25 �m a circa 6-7 �m) così da aumentarne in modo proporzionale la lunghezza al fine di avvolgere un perimetro maggiore di carico a parità di quantità iniziale di film svolto. Ciò consente di ridurre il consumo di film e quindi i costi di confezionamento.

La forza di prestiro permette altresì di cambiare le caratteristiche meccaniche del film stesso. Il materiale di quest’ultimo opportunamente stirato può, infatti, passare da un comportamento di tipo elastico, in cui il film tende a recuperare la propria dimensione originaria al cessare della sollecitazione, ad un comportamento di tipo plastico, in cui il film subisce una deformazione permanente e non recupera la dimensione iniziale al cessare della sollecitazione. In quest’ultimo caso il film di materiale plastico si comporta come un elemento flessibile ed inestensibile, al pari di una corda o di una cinghia, e può essere utilizzato, ad esempio, per avvolgere gruppi di prodotti instabili che devono essere mantenuti saldamente vincolati tra loro.

Il film plastico svolto da una bobina è generalmente stirato o allungato per mezzo di una coppia di rulli di prestiro dell’apparato di avvolgimento, tale coppia comprendendo un rullo lento ed un rullo veloce, rispettivamente a monte e a valle rispetto ad una direzione di movimento del film. Regolando opportunamente la differenza tra le velocità di rotazione dei due rulli di prestiro, è possibile stirare o allungare di una definita quantità, secondo una stabilita percentuale di prestiro o allungamento, il film prima che esso sia avvolto sul carico. Il film può essere avvolto ed impegnarsi ai rulli di prestiro secondo una configurazione a “S” oppure una configurazione a “W”. Nella configurazione a “S” entrambi i lati (interno ed esterno) del film aderiscono e si avvolgono sui rulli di prestiro, mentre nella configurazione a “W” un rullo di rinvio è interposto tra i due rulli di prestiro e ed un solo lato del film aderisce e si avvolge sui rulli di prestiro.

I processi di avvolgimento con film plastico di carichi pallettizzati sono, come noto, particolarmente complessi e delicati giacché avvolgimenti non ottimizzati possono influenzare notevolmente le prestazioni ed il comportamento sia dei processi di confezionamento sia dei carichi confezionati. Ad esempio, un avvolgimento non ottimale può incidere sulla stabilità del carico pallettizzato, sulle prestazioni della macchina avvolgitrice, sulla data di scadenza dei prodotti confezionati, su eventuali danni ai prodotti confezionati dovuti alle forze di contatto eccessive tra film e prodotti, sulla stabilità dei prodotti sovrapposti/impilati sul pallet, determinare problemi nel trasporto e stoccaggio automatizzato dei carichi confezionati.

Per avvolgimento non ottimale si intende l’utilizzo per il confezionamento di un carico pallettizzato di un film plastico di caratteristiche fisiche e/o meccaniche non adeguate (spessore, densità, adesività, resistenza a trazione, a strappo, ecc.) e/o non correttamente prestirato (scarsamente o eccessivamente) e/o non correttamente avvolto (numero di bande, sovrapposizione delle bande, forza di avvolgimento, ecc.).

Per evitare tali inconvenienti è nata l’esigenza di individuare metodi di misura e prova che permettano di caratterizzare i film plastici ossia di quantificarne le proprietà meccaniche e fisiche in modo da stabilire se e per quali processi di avvolgimento essi siano idonei al fine di garantire prestazioni e comportamenti ottimali dei processi di avvolgimento e dei prodotti avvolti. A tale scopo procedure di analisi e misura sono stati sviluppate per descrivere le caratteristiche del film indipendentemente dalla modalità di realizzazione, dalla linea di estrusione, dal tempo di produzione e dalla composizione del film stesso. Procedure standard internazionali di analisi e misura per la caratterizzazione dei film plastici estensibili a freddo per il confezionamento di carichi pallettizzati sono ad esempio in via di definizione da parte dell’associazione internazionale EUMOS (European Safe Logistic Association). Il “Passaporto del film allungabile di avvolgimento” (“Stretch wrap film passport” – EUMOS 40516) è un insieme di standard definiti da EUMOS per eseguire rispettive misurazioni e prove sui film plastici destinati all’impiego nel confezionamento/avvolgimento di carichi pallettizzati.

Lo standard “forza- stiramento” (force-stretch relationship) definisce macchinario e metodo per misurare sia la forza di prestiro, intesa come forza per prestirare il film tra i due rulli di prestiro) sia la forza di avvolgimento, intesa come forza applicata al film quando avvolto al carico, entrambe le forze essendo misurate in correlazione allo stiramento del film e alla velocità di avanzamento di quest’ultimo.

Lo standard “costanza forza-posizione” (force-position consistency) definisce il metodo di misura e calcolo per quantificare le variazioni della forza di prestiro e della forza di avvolgimento lungo il film di una stessa bobina.

Lo standard “misura di adesione” (cling measurement) descrive macchinario e metodo per misurare le forze richieste per distaccare uno strato di film avvolto su carico da un precedente o sottostante strato.

Lo standard “resistenza alla perforazione” (puncture resistance) descrive macchinario e metodo per misurare le forze richieste per perforare il film.

Lo standard “resistenza alla lacerazione” (tear resistance) descrive macchinario e metodo per misurare la resistenza di un pezzo di film perforato ad essere strappato completamente. Lo standard parametri di svolgimento (unwinding parameters) descrive macchinario e metodo per misurare le forze richieste per svolgere il film ed il rumore generato nello svolgimento.

Lo standard “parametri specifici” (specific parameters) descrive macchinario e metodo per misurare parametri del film importanti per le diverse applicazioni, quali trasparenza del film, presenza di inclusioni, omogeneità del colore, ecc.

Questi e altri test aggiuntivi e complementari vengono attualmente eseguiti solo da laboratori specializzati in possesso dei vari macchinari e della strumentazione adeguate per espletare le differenti prove e misurare in modo preciso e accurato le grandezze fisiche richieste. Questi test di caratterizzazione del film che sono principalmente eseguiti in modo manuale, o semiautomatico, da personale specializzato risultano quindi particolarmente costosi e non sono quindi accessibili e disponibili dai produttori di film plastici e/o dagli utilizzatori dei film.

Uno scopo dell’invenzione è migliorare le macchine ed i sistemi noti per analizzare, misurare e quantificare le proprietà meccaniche e fisiche di film plastici, in particolare dei film plastici estensibili a freddo destinati al confezionamento e avvolgimento di carichi pallettizzati.

Un altro scopo è fornire una macchina da test che consenta di eseguire in modo sostanzialmente automatico, con un minimo intervento manuale da parte di operatori, una pluralità di misurazioni e prove su film plastici estensibili a freddo al fine di determinarne le caratteristiche meccaniche e fisiche necessarie al loro impiego ottimale nell’avvolgimento di carichi pallettizzati.

Un ulteriore scopo è realizzare una macchina da test compatta, di ingombri contenuti ed economica che permetta di eseguire in modo preciso ed accurato misurazioni e prove sul film e di raccogliere, elaborare e memorizzare i relativi dati.

Questi ed altri scopi dell’invenzione sono raggiunti da una macchina da test secondo una delle rivendicazioni che seguono.

L’invenzione potrà essere meglio compresa ed attuata con riferimento ai disegni in allegato che ne illustrano una forma esemplificativa e non limitativa di attuazione, in cui:

- la figura 1 è una vista anteriore in prospettiva della macchina da test secondo l’invenzione associata ad un film plastico da testare;

- la figura 2 è una vista posteriore in prospettiva della macchina di figura 1 in cui il film è stato rimosso;

- la figura 3 è una vista frontale della macchina di figura 2 con rulli di prestiro, di rinvio e guida disposti in una prima configurazione operativa per svolgere e stirare il film secondo un percorso di prestiro a “S”;

- la figura 4 è una vista in pianta della macchina di figura 3;

- la figura 5 è una vista in pianta della macchina dell’invenzione con i rulli di prestiro, di rinvio e guida disposti in una seconda configurazione operativa per svolgere e stirare il film secondo un percorso di prestiro a “W”;

- la figura 6 è una vista in prospettiva dall’alto, ingrandita e parziale della macchina dell’invenzione che illustra una stazione di prestiro;

- la figura 7 è una vista in prospettiva dal basso, ingrandita e parziale della macchina dell’invenzione che illustra la stazione di prestiro;

- la figura 8 è una vista anteriore in prospettiva da diversa angolazione della macchina da test secondo l’invenzione;

- la figura 9 è una vista in prospettiva ingrandita di un secondo gruppo di misura della macchina dell’invenzione;

- le figure 10 e 11 sono viste in prospettiva ingrandita rispettivamente frontale e posteriore di un gruppo di restringimento film;

- la figura 12 è una vista ingrandita di un tamburo di test di una stazione di avvolgimento della macchina dell’invenzione;

- le figure 13 e 14 sono viste in prospettiva posteriori e parziali della macchina dell’invenzione che illustrano un terzo gruppo di test in due diverse posizioni operative;

- la figura 15 è una vista in prospettiva ingrandita del terzo gruppo di test di figura 13; - la figura 16 è una vista in prospettiva ingrandita di un quarto gruppo di test della macchina da test dell’invenzione;

- la figura 17 è una vista in pianta di una variante della macchina da test dell’invenzione associata ad una tavola girevole esterna per avvolgere un carico con un film da testare. Con riferimento alle figure da 1 a 16, è illustrata una macchina da test 1 secondo l’invenzione disposta per eseguire una pluralità di misurazioni e/o prove su un film 100 di materia plastica al fine di determinarne le proprietà meccaniche e fisiche. Il film 100 è, ad esempio, un film plastico estensibile a freddo del tipo utilizzato per avvolgere e confezionare oggetti, colli, prodotti e simili raggruppati e disposti in strati sovrapposti, su pallet per realizzare carichi pallettizzati.

Schematicamente, la macchina da test 1 comprende una struttura di base 2 provvista di un piano di sostegno 8, una stazione di svolgimento 3, una stazione di prestiro 4, una stazione di avvolgimento 5, una pluralità di gruppi di misurazione 11-16, una pluralità di gruppi di test 17-20, ed una pluralità di rulli di guida 21-24.

La stazione di svolgimento 3 è provvista di un rullo di svolgimento 31 azionato e/o controllato in rotazione attorno ad un rispettivo asse longitudinale, in particolare pressoché ortogonale al piano di sostegno 8, da primi mezzi di azionamento 32 e disposto per supportare una bobina 101 del film 100.

La stazione di prestiro 4 è disposta per svolgere il film 100 dalla bobina 101 con una stabilita velocità di svolgimento e per prestirare il film 100 di una stabilita percentuale e include una coppia di rulli di prestiro 41, 42 azionati in rotazione attorno a rispettivi assi longitudinali di rotazione, in particolare pressoché ortogonali al piano di sostegno 8, da secondi mezzi di azionamento 43, 44 e una pluralità di rulli di rinvio 45, 46, 47, liberi di ruotare attorno a rispettivi assi longitudinali e disposti per deviare e avvolgere il film 100 sui rulli di prestiro 41, 42 secondo un percorso di prestiro a “S” oppure a “W” (figure 4 e 5). Infatti, i rulli di prestiro 41, 42 e i rulli di rinvio 45, 46, 47 oltre ad essere intercambiabili, ad esempio con rulli di prestiro e rulli di guida di differente diametro, sono posizionabili in modo regolabile per consentire di modificare la loro posizione relativa e quindi il percorso di prestiro del film.

La stazione di avvolgimento 5 è provvista di un tamburo di test 51 azionato e/o controllato in rotazione attorno ad un rispettivo asse longitudinale, pressoché ortogonale al piano di sostegno 8, da terzi mezzi di azionamento 52 e disposto per essere avvolto almeno parzialmente dal film 100 in uscita dalla stazione di prestiro 4.

I gruppi di misurazione 11-15 ed i gruppi di test 21-24 sono previsti per eseguire misurazioni e prove sulla bobina 101 e sul film 100 onde determinare e quantificare le proprietà meccaniche e fisiche di quest’ultimo.

La macchina da test 1 è provvista di un’unità di elaborazione e controllo 70 disposta per ricevere ed elaborare i dati inviati dai gruppi di misurazione e dai gruppi di test al fine di determinare le proprietà meccaniche e fisiche del film 100 testato.

I rulli di guida 21-24, folli ossia liberi di ruotare attorno a rispettivi assi longitudinali, sono disposti per guidare il film 100 lungo un definito percorso di svolgimento dalla stazione di svolgimento 3 alla stazione di prestiro 4 e da quest’ultima alla stazione di avvolgimento 5.

I rulli di guida 21-24 sono intercambiabili, ad esempio con rulli di guida di differente diametro, e sono fissabili in modo reversibile e regolabile al piano di sostegno 8 per consentire di modificare il percorso di svolgimento.

La spostamento dei rulli di guida 21-24 è eseguito manualmente da un operatore e il rilevamento della posizione di montaggio è effettuato da quest’ultimo anch’esso manualmente con l’ausilio di appositi riferimenti presenti sul piano di sostegno 8.

Il piano di sostegno 8 comprende una pluralità fori di fissaggio 28 mutuamente distanziati, in particolare di un definito passo e lungo due direzioni ortogonali in modo da formare una matrice di fori di fissaggio 28 che consente di fissare in modo reversibile e regolabile i rulli di guida 21-24.

La stazione di avvolgimento 3 comprende, inoltre, un dispositivo, di tipo noto e non illustrato nelle figure, per caricare e scaricare la bobina 101 di film su/da il rullo di svolgimento 31. Quest’ultimo è azionato in rotazione dai primi mezzi di azionamento 32 che comprendono, ad esempio, un motore elettrico rotativo di tipo brushless, con freno interno escludibile, per generare una contro-coppia. In alternativa, il rullo di svolgimento 31 può essere controllato in rotazione da primi mezzi di azionamento comprendenti una frizione regolabile con attivazione/disattivazione elettrica. Il rullo di svolgimento 31, che è fissato al piano di sostegno 8, può essere ruotato in senso orario oppure antiorario per consentire lo svolgimento della bobina 101 in entrambi i versi. Mezzi di bloccaggio sono previsti per bloccare sul rullo di svolgimento 31 bobine 101 di altezza e/o diametri diversi con o senza rispettive nuclei o anime.

Con particolare riferimento alle figure 6 e 7, la stazione di prestiro 4 comprende un telaio principale 40 connesso a detto piano di sostegno 8 e che supporta in modo girevole e removibile un primo rullo di prestiro 41 (rullo lento), ed in modo girevole, removibile e regolabile in posizione un secondo rullo di prestiro 42 (rullo veloce), un primo rullo di rinvio 45 ed un secondo rullo di rinvio 46. Un terzo rullo di rinvio 47 utilizzato in una seconda configurazione operativa della stazione di prestiro 4 per realizzare il percorso di prestiro a “W” è fissato in modo reversibile e regolabile al piano di sostegno 8 tramite i fori di fissaggio 8 (figura 5).

Il telaio principale 40 comprende una prima porzione 40a supportante detto secondo rullo di prestiro 42 e detto secondo rullo di rinvio 46 ed una seconda porzione 40b supportante detto primo rullo di rinvio 45, dette porzioni 40a, 40b essendo ruotabili attorno ad un asse di regolazione X coincidente con l’asse di rotazione del primo rullo di prestiro 41 in modo da regolare una posizione angolare del secondo rullo di prestiro 42 e dei rulli di rinvio 45, 46 rispetto al primo rullo di prestiro 41.

La prima porzione 40a del telaio principale 40 è provvista di primi mezzi di supporto 48 disposti per supportare in modo girevole e removibile il secondo rullo di prestiro 42 (rullo veloce) e mobili linearmente rispetto alla prima porzione 40a per consentire di regolare la posizione del secondo rullo di prestiro 42 rispetto al primo rullo di prestiro 41. La prima porzione 40a del telaio principale 40 è inoltre provvista di secondi mezzi di supporto 49 disposti per supportare in modo girevole e removibile il secondo rullo di rinvio 46 e mobili linearmente rispetto alla prima porzione 40a per consentire di regolare una posizione del secondo rullo di rinvio 46 rispetto al secondo rullo di prestiro 42. Il telaio principale 40 comprende inoltre la seconda porzione 40b del telaio principale 40 è provvista di terzi mezzi di supporto 50 disposti per supportare in modo girevole e removibile il primo rullo di rinvio 45 e mobili linearmente rispetto al telaio principale 40 per consentire regolare una posizione del primo rullo di rinvio 45 rispetto al primo rullo di prestiro 41.

Il telaio principale 40 con le due porzioni girevoli 40a, 40b ed i mezzi di supporto 48, 49, 50 consente di disporre i rulli di prestiro 41, 42 ed i rulli di rinvio 45, 46 in una prima configurazione operativa per realizzare un percorso di avvolgimento a “S” (figura 4) oppure in una seconda configurazione operativa per realizzare un percorso di avvolgimento a “W”. Più precisamente, il telaio principale 40 permette di spostare il secondo rullo di prestiro 42 rispetto al primo rullo di prestiro 41 linearmente, lungo una direzione di regolazione che congiunge gli assi di rotazione dei due rulli di prestiro 41, 42, e angolarmente variando l’angolo della suddetta direzione di regolazione rispetto all’asse di rotazione del primo rullo di prestiro 41. Il telaio principale 40 permette, inoltre, di regolare una posizione relativa del primo rullo di rinvio 45 rispetto al primo rullo di prestiro 41 e del secondo rullo di rinvio 46 rispetto al secondo rullo di prestiro 42 per modificare l’avvolgimento del film 100 sui rulli di prestiro 41, 42 o in caso di contatto per limitare lo slittamento del film sui suddetti rulli di prestiro.

Nella forma di realizzazione illustrata, il telaio principale 40 comprende, ad esempio, una prima porzione 40a formata da un primo montante 141 connesso ad un mozzo centrale 143 del telaio principale 40 mediante un primo elemento di connessione 144 disposto sotto il piano di sostegno 8 ed una coppia di primi traversi 145 disposti paralleli e distanziati sopra il piano di sostegno 8. Il primo montante 141 è connesso al primo elemento di connessione 144 in virtù di una rispettiva asola sagomata 218, di forma arcuata, realizzata sul piano di sostegno 8. I primi traversi 145 supportano il secondo rullo di prestiro 42 ed il secondo rullo di rinvio 46. Il mozzo centrale 143 è fissato al piano di sostegno 8 e supporta il primo rullo di prestiro 41 ed il relativo motore di azionamento dei secondi mezzi di azionamento 43, 44.

Un primo sistema di movimentazione a vite 148 con comando manuale a manovella 148a permette di ruotare la prima porzione 40a del telaio principale 40 attorno all’asse di regolazione X per variare angolarmente la posizione del secondo rullo di prestiro 42 e del primo rullo di rinvio 45 rispetto al primo rullo di prestiro 41.

I primi mezzi di supporto 48 comprendono rispettivi primi carrelli scorrevolmente connessi ai primi traversi 145 e supportanti il secondo rullo di prestiro 42 ed il relativo motore di azionamento dei secondi mezzi di azionamento 43, 44. I primi carrelli dei primi mezzi di supporto 48 sono mobili linearmente lungo i primi traversi 145, in modo da regolare la distanza tra i due rulli di prestiro 41, 42. La regolazione della posizione del secondo rullo di prestiro 42 è eseguita manualmente o mediante un rispettivo attuatore.

I secondi mezzi i supporto 49 comprendono rispettivi secondi carrelli scorrevolmente connessi ai primi traversi 145 e girevolmente supportanti il secondo rullo di rinvio 46. I secondi carrelli dei secondi mezzi di supporto 49 sono connessi in modo regolabile ai primi carrelli dei primi mezzi di supporto 48 in modo da muoversi con questi ultimi e con il secondo rullo di prestiro 42. La posizione dei secondi carrelli è ulteriormente e indipendentemente regolabile lungo i primi traversi 145 per consentire di regolare linearmente la posizione del secondo rullo di rinvio 46 rispetto al secondo rullo di prestiro 42. La regolazione della posizione del secondo rullo di rinvio 46 è eseguita manualmente o mediante un rispettivo attuatore.

Il telaio principale 40 comprende inoltre una seconda porzione 40b formata da un secondo montante 142 connesso al mozzo centrale 143 mediante un secondo elemento di connessione 146 disposto sotto il piano di sostegno 8 ed una coppia di secondi traversi 147 disposti paralleli e distanziati sopra il piano di sostegno 8. I secondi traversi 147 supportano il primo rullo di rinvio 45. Il secondo montante 142 è connesso al secondo elemento di connessione 146 in virtù di una rispettiva asola sagomata 219, di forma arcuata, realizzata sul piano di sostegno 8.

I primi traversi 145 ed i secondi traversi 147 inferiori, ossia adiacenti al piano di sostegno 8, sono tra loro connessi girevolmente mediante il mozzo centrale 143, mentre i primi traversi 145 ed i secondi traversi 147 superiori, ossia più distanti dal piano di sostegno sono connessi girevolmente tra loro in corrispondenza di un’estremità superiore del primo rullo di prestiro 42 mediante una cerniera 150.

Un secondo sistema di movimentazione a vite 149 con comando manuale a manovella 149a permette di ruotare la seconda porzione 40b del telaio principale 40 attorno all’asse di regolazione X per variare angolarmente la posizione del primo rullo di rinvio 45 rispetto al primo rullo di prestiro 41.

I terzi mezzi di supporto 50 comprendono rispettivi terzi carrelli che sono scorrevolmente connessi ai secondi traversi 147 della seconda porzione 40b del telaio principale 40 e girevolmente supportano il primo rullo di rinvio 45. La posizione dei terzi carrelli dei terzi mezzi di supporto 50 è regolabile lungo i secondi traversi 147 per consentire di regolare linearmente la posizione del primo rullo di rinvio 45 rispetto al primo rullo di prestiro 41. La regolazione della posizione del primo rullo di rinvio 45 è eseguita manualmente o mediante un rispettivo attuatore.

Rispettivi sistemi elastici, in particolare a molla, escludibili manualmente, sono previsti per spingere il primo ed il secondo rullo di rinvio 45, 46 a riscontro dei rispettivi rulli di prestiro 41, 42 con una definita forza o pressione di contatto.

La posizione del secondo rullo di prestiro 42 e le posizioni del primo e del secondo rullo di rinvio 45, 46 sono rilevate e misurate da appositi sensori di posizione.

I rulli di prestiro 41, 42 possono essere facilmente smontati e sostituiti da altri rulli di prestiro aventi differente diametro e/o altezza e/o differente rivestimento esterno per eseguire differenti test sul film. Parimenti, i rulli di rinvio 45, 46, 47 possono essere facilmente smontati e sostituiti da altri rulli di prestiro aventi differente diametro.

I secondi mezzi di azionamento comprendono, ad esempio, un primo motore elettrico rotativo di tipo brushless 43 ed un secondo motore elettrico rotativo di tipo brushless 44, provvisti entrambi di freni escludibili, agenti rispettivamente sul primo rullo di prestiro 41 e sul secondo rullo di prestiro 42.

Un primo rullo di guida 21 è posizionato tra la stazione di avvolgimento 3 e la stazione di prestiro 4, disposto per ricevere il film 100 in svolgimento dalla bobina 101 e deviarlo verso il primo rullo di rinvio 45 o il primo rullo di prestiro 41 della stazione di prestiro 4. Il primo rullo di guida 21 è montato sul piano di sostegno 8 in modo reversibile e regolabile mediante un supporto provvisto di cella di carico, o altro sensore di forza, in modo da rilevare una forza esercitata dal film 100 su tale rullo all’ingresso della stazione di prestiro 4 ossia misurare una forza o tensione di avvolgimento del film, come meglio spiegato nel seguito della descrizione.

Un secondo rullo di guida 22 è posto a valle della stazione di prestiro 4 per ricevere il film in uscita da quest’ultima e deviarlo ad un successivo terzo rullo di guida 23 ed è montato su un supporto provvisto di cella di carico o altro sensore di forza in modo da rilevare una forza di avvolgimento esercitata dal film 100 durante lo svolgimento ed il prestiro ossia una tensione di avvolgimento del film 100

Il terzo rullo di guida 23 è montato sul piano di sostegno 8 in modo reversibile e regolabile mediante un rispettivo supporto provvisto di cella di carico, o altro sensore di forza, in modo da rilevare una forza esercitata dal film 100 su tale rullo ossia misurare una forza o tensione di avvolgimento del film in uscita dalla stazione di prestiro 4.

Un quarto rullo di guida 24 è posizionato in modo reversibile e regolabile sul piano di sostegno 8 e disposto per deviare il film 100 avvolto e proveniente dal terzo rullo di guida 23 verso il tamburo di test 51 della stazione di avvolgimento 5.

Il tamburo di test 51, detto anche tamburo strumentato, presenta una sezione in pianta quadrata, ad esempio con un lato di 500 mm, ed è posto in rotazione attorno al rispettivo asse longitudinale dai terzi mezzi di azionamento 52 comprendenti ad esempio un rispettivo motore elettrico rotativo di tipo brushless provvisto di freno escludibile. Il tamburo di test 51 può essere ruotato in senso orario oppure antiorario per consentire l’avvolgimento del film 100 in entrambi i versi.

Quattro elementi semicircolari 58 possono essere applicati al tamburo di test 51 per realizzare un tamburo cilindrico di raggio sostanzialmente costante. Un dispositivo di bloccaggio manuale è previsto su un lato del tamburo di test 51 per bloccare il film 100. La stazione di avvolgimento 5 comprende altresì un rullo di avvolgimento 55 azionato e/o controllato in rotazione attorno ad un rispettivo asse longitudinale, in particolare pressoché ortogonale al piano di sostegno 8, da quarti mezzi di azionamento 56 e disposto per ricevere ed essere avvolto dal film 100 in uscita dal tamburo di test 51. In particolare, il rullo di avvolgimento 55 è supporta e ruota un’anima o nucleo intorno al quale è avvolto il film così da formare una bobina di avvolgimento. Il rullo di avvolgimento 55 è posto in rotazione dai quarti mezzi di azionamento 56 comprendenti, ad esempio, un rispettivo motore elettrico rotativo di tipo brushless. Un sistema, di tipo noto e non illustrato nelle figure, è previsto per scaricare la bobina avvolta con il film dal rullo di avvolgimento 55 e per cambiare l’anima o nucleo di una nuova bobina.

Ulteriori rulli di guida 25, ad esempio due, sono interposti tra il tamburo di test 51 ed il rullo di avvolgimento 55 per deviare verso quest’ultimo il film 100 in svolgimento dal tamburo di test 51. Gli ulteriori rulli di guida 25 sono fissati al piano di sostegno 8.

La macchina da test 1 comprende, inoltre, un gruppo di restringimento film 6 che è interposto tra la stazione di prestiro 4 e la stazione di avvolgimento 5 e disposto per restringere una larghezza di fascia del film 100, eventualmente arrotolando, in forma di corda, almeno uno dei bordi longitudinali del film 100. Il gruppo di restringimento film 6 è fissato in modo reversibile e regolabile sul piano di sostegno 8 in funzione del percorso di svolgimento del film, in particolare può essere connesso mediante la matrice di forature 28 del suddetto piano di sostegno 8.

Come meglio illustrato nelle figure 10 e 11, il gruppo di restringimento film 6 comprende una prima colonna di supporto 61 provvista di una base 62 per la connessione ai fori di fissaggio 28 e supportante scorrevolmente una coppia di rullini 63 liberi di ruotare attorno a rispettivi assi longitudinali sostanzialmente ortogonali alla prima colonna di supporto 61 e paralleli al piano di sostegno 8. I rullini 63 sono montati su rispettivi carrelli 64 movimentati in modo indipendente lungo la prima colonna di supporto 61 da quinti mezzi di azionamento 65, comprendenti ad esempio sue rispettivi motori elettrico rotativo di tipo brushless e sistemi di conversione del moto comprendenti gruppi vite-madrevite, o gruppi con pulegge e cinghia, di tipo noto e non illustrati nelle figure. I rullini 63 sono sagomati in modo da riscontrare e ripiegare i bordi longitudinali del film per ridurne l’ampiezza di fascia h.

La macchina da test 1 secondo la rivendicazione 1 comprende un primo gruppo di misurazione 11 disposto nella stazione di svolgimento 3 e adiacente della bobina 101 per misurare la lunghezza di film 100 svolto dalla bobina 101 e/o un diametro della bobina 101. Il primo gruppo di misurazione 11 comprende ad esempio una rotella metrica 71 provvista di un encoder e fissata su asta oscillante in appoggio alla bobina 101 e in grado di misurare la lunghezza film svolto ed un sensore ultrasonico 72 per misurare il diametro della bobina 101 durante lo svolgimento.

Nella stazione di svolgimento 3 ed in corrispondenza della bobina 101 è altresì previsto un secondo gruppo di misurazione 12 atto a misurare il peso della bobina 101 e/o un angolo formato dal film 100 svolto dalla bobina 101 con un piano verticale H passante attraverso gli assi longitudinali rispettivamente della bobina 101 e del primo rullo di guida 21, interposto tra la stazione di svolgimento 3 e la stazione di prestiro 4. Il valore dell’angolo formato dal film 100 è utilizzato da un’unità di elaborazione e controllo della macchina 1 per calcolare a partire da i dati di forza rilevati dalla cella di carico del primo rullo di guida 21 una forza o tensione di svolgimento del film 101 svolto dalla bobina 101, ossia una forza con cui il film è teso o posto in trazione prima di entrare nella stazione di prestiro 4. Il secondo gruppo di misurazione 12 comprende una rispettiva cella di carico o bilancia 73 associata al rullo di svolgimento 31 ed in grado di misurare il peso della bobina ed un braccio oscillante 74 in appoggio al film provvisto di un encoder per la misura dell’angolo di rotazione.

Un terzo gruppo di misurazione 13 è previsto per misurare un livello di rumore generato dalla stazione di svolgimento 3 e dalla stazione di prestiro 4 durante lo svolgimento del film 100. Il terzo gruppo di misurazione 13 comprende un sensore di rumorosità o fonometro fissato al piano di sostegno 8 oppure ad una parte superiore di copertura, non illustrata, della struttura di base 2 della macchina 1

Un quarto gruppo di misurazione 14 è previsto per misurare l’altezza della bobina 101 ossia una larghezza iniziale del film 100 e un restringimento di tale larghezza (neck-in) del film 100 in uscita dalla bobina 101 durante il funzionamento. Il quarto gruppo di misurazione 14 misura inoltre uno spessore del film 100 in uscita dalla bobina 101 e prima del prestiro nella stazione di prestiro 4.

Il quarto gruppo di misurazione 14 comprende uno o più primi sensori di visione 75, ad esempio due e comprendenti rispettive prime fotocamere a matrice, posizionati tra il rullo di svolgimento 31 e il primo rullo di guida 21 ed in grado di acquisire e inviare all’unità di elaborazione e controllo 70 il valore della larghezza iniziale del film 100 teso tra i rulli 31, 21 e/o una posizione di un bordo longitudinale inferiore e/o un bordo longitudinale superiore del film 100 rispetto ad piano di riferimento, prima di iniziare ogni prova e quindi prima di ogni possibile deformazione del film 100 stesso. Lo stesso primo sensore di visione 75, durante il normale funzionamento, rileva e misura il restringimento del film (neck-in) all’uscita della bobina 101. Il primi sensori di visione 75 sono supportati e fissati al piano di sostegno 8 tramite una seconda colonna di supporto 76 lungo la quale può essere regolato manualmente in posizione.

Un primo sensore di spessore 77 del quarto gruppo di misurazione 14 rileva e misura uno spessore del film 101 all’uscita dalla bobina 101. Il primo sensore di spessore 77, ad esempio di tipo interferometrico, è supportato e fissato al piano di sostegno 8 tramite una terza colonna di supporto 78 ed è regolabile in altezza lungo quest’ultima mediante un rispettivo attuatore, ad esempio di tipo elettrico (figura 9).

Il sensore di visione 75 ed il primo sensore di spessore 77 sono fissati in modo reversibile e regolabile sul piano di sostegno 8 in funzione del percorso di svolgimento P del film, in particolare le rispettive colonne di supporto 76, 78 possono essere connesse mediante al piano di sostegno 8 utilizzando i fori di fissaggio 28.

Un quinto gruppo di misurazione 15 è previsto per misurare lo spessore del film 100 in uscita dalla stazione di prestiro 4. Detto quinto gruppo di misurazione 15 comprende un secondo sensore di spessore 177 supportato e fissato al piano di sostegno 8 tramite una quarta colonna di supporto 178 e regolabile in altezza lungo quest’ultima mediante un rispettivo attuatore, ad esempio di tipo elettrico. Anche in questo caso, il secondo sensore di spessore 177 è fissato in modo reversibile e regolabile al piano di sostegno 8 in funzione del percorso di svolgimento P del film, in particolare la quarta colonna di supporto 178 può essere connessa al piano di sostegno 8 utilizzando i fori di fissaggio 28

Un sesto gruppo di misurazione 16 è previsto a valle della stazione di prestiro 4 per misurare un restringimento della larghezza del film 100 e/o una posizione di un bordo longitudinale inferiore e/o di un bordo longitudinale superiore del film 100 rispetto ad piano di riferimento e per rilevare eventuali difetti e/o imperfezioni del film 100. Il sesto gruppo di misurazione 18 comprende un secondo sensore di visione 175, ad esempio una seconda fotocamera a matrice, che è posizionato tra il secondo rullo di guida 22 e il terzo rullo di guida 23 ed è in grado di acquisire e inviare all’unità di elaborazione e controllo 70 il valore della larghezza del film 100 e/o una posizione del bordo longitudinale inferiore e/o di un bordo longitudinale superiore del film 100 dopo il prestiro e nello stesso tempo di eseguire un test di qualità del film, ossia rilevare la presenza di eventuali difetti e/o imperfezioni in quest’ultimo, quali buchi, lacerazioni, grumi, disomogeneità, corpi estranei, ecc. Il secondo sensore di visione 175 è fissato in modo reversibile e regolabile al piano di sostegno 8, tramite una quinta colonna di supporto 176 lungo la quale può essere regolato manualmente in posizione, in funzione del percorso di svolgimento del film 100, in particolare utilizzando i fori di fissaggio 28.

La macchina da test 1 dell’invenzione comprende un primo gruppo di test 17 per eseguire una prova di perforazione sul film 100 e/o una misurazione di una prima forza di contenimento del film 100 avvolto sul tamburo di test 51, un secondo gruppo di test 18 per eseguire una misurazione di una seconda forza di contenimento del film 100 avvolto sul tamburo di test 51, un terzo gruppo di test 19 per eseguire sul film 100 una prova di distacco e/o una prova di rilevamento di un coefficiente di attrito ed un quarto gruppo di test 20 per eseguire sul film 100 una prova di resilienza del film 100 e/o una prova di resistenza alla lacerazione e/o una prova di rilevamento di un allungamento del film 100. Il primo gruppo di test 17 comprende un primo punzone 81, intercambiabile, alloggiato all’interno del tamburo di test 51 e movimentabile linearmente in uscita da uno dei quattro lati 53 di quest’ultimo mediante un primo attuatore lineare 181, ad esempio di tipo elettrico (figura 12). Una cella di carico 182 è interposta tra il primo punzone 81 e il primo attuatore 181 per misurare una forza esercitata dal primo punzone 81 sul film 100 per perforare quest’ultimo durante la prova di perforazione (Puncture Test) oppure una forza di avvolgimento o contenimento esercitata dal film sul primo punzone 81 durante la prova di contenimento (Retention test). Il primo punzone 81 può essere agevolmente smontato e sostituito con punzoni o punte di forma e dimensioni diverse in base alle diverse tipologie di prove.

Il primo gruppo di test 17 comprende altresì un primo dispositivo di serraggio 80 disposto per bloccare una porzione di film 100 di definita forma ed area, in particolare circolare, su cui condurre la prova di perforazione ossia da perforare con il primo punzone 81 che fuoriesce dal tamburo di test 51.

Il secondo gruppo di test 18 comprende almeno un rullo di pressione 82 disposto lungo uno degli spigoli del tamburo di test 51 per l’intera altezza di quest’ultimo e connesso a rispettivi sensori di forza o celle di carico 89 in grado di misurare una seconda forza di contenimento o di avvolgimento esercitata dal film avvolto attorno al tamburo di test 51 con uno stabilito numero di avvolgimenti nella durante la prova di contenimento con rullo (Retention Roller Test).

Il secondo gruppo di test 18 può altresì comprendere una coppia di secondi punzoni 183 reversibilmente fissati ad uno dei quattro lati 53 del tamburo di test 51 in modo da essere orientati rispettivamente a 90° e a 45° rispetto al suddetto lato 53. I secondi punzoni 183 simulano spigoli e punte di un carico e verificano la resistenza alla perforazione del film 100 durante l’avvolgimento attorno al tamburo di test 45.

Con particolare riferimento alle figure da 13 a 15, il terzo gruppo di test 19 comprende una prima colonna di riscontro 191 fissata al piano di sostegno 8 tra il quarto rullo di guida 24 e il tamburo di test 51 e adiacente a quest’ultimo. La prima colonna di riscontro 191 è provvista di una bandella magnetica 192, che si estende per la sua intera altezza e può essere distaccata. Il terzo gruppo di test 19 comprende inoltre una seconda colonna di riscontro 193 mobile linearmente lungo una guida 194 fissata al piano di sostegno 8 e sostanzialmente parallela ad un lato longitudinale della struttura di base 2, tra una posizione non operativa A, in cui detta seconda colonna di riscontro 193 è distanziata dalla prima colonna di riscontro 191, ed una posizione operativa B, in cui detta seconda colonna di riscontro 193 è adiacente a detta prima colonna di riscontro 191. La seconda colonna di riscontro 193 è azionata da un rispettivo attuatore non illustrato e supporta girevolmente un rullo di pressione 194 che si estende longitudinalmente per l’intera lunghezza della seconda colonna di riscontro 193 ed è movimentabile in direzione ortogonale alla guida 184 in avvicinamento o allontanamento dal tamburo di test 51 da una coppia di rispettivi attuatori lineari 195. La seconda colonna di riscontro 193 supporta inoltre un elemento di riscontro 196 che si estende per la intera altezza della seconda colonna di riscontro 193 ed è movimentabile in direzione ortogonale alla guida 184 in avvicinamento alla, o allontanamento dalla, bandella magnetica 192 (nella posizione operativa B) da una coppia di rispettivi attuatori lineari 197. L’elemento di riscontro 196 è provvisto di mezzi di taglio 198 in grado di tagliare trasversalmente il film 100 quando quest’ultimo è bloccato tra la bandella magnetica 194 e l’elemento di riscontro 196 durante l’esecuzione della prova di distacco (Cling Test). I mezzi di taglio 198 comprendono, ad esempio, un filo riscaldato in grado di fondere e sezionare il film plastico 100. La lunghezza o altezza della bandella magnetica 192, del rullo di pressione 194 e dell’elemento di riscontro 196 è maggiore di una massima altezza o larghezza di un film 100 da testare.

Il terzo gruppo di test 19 è utilizzato anche per eseguire la prova di rilevamento di un coefficiente di attrito (COF Test) del film 100. A tale scopo, il gruppo di test 19 comprende una terza colonna di riscontro 201 connessa e solidale alla seconda colonna di riscontro 193 e mobile linearmente con quest’ultima lungo la guida 194 tra la posizione non operativa A la posizione operativa B. La terza colonna di riscontro 201 supporta un tampone 202 che è movimentabile in direzione ortogonale alla guida 184 in avvicinamento al, o allontanamento dal, tamburo di test 51 da un secondo attuatore lineare 203. Un rispettivo sensore di forza o cella di carico 204 è interposta tra il tampone 202 e il secondo attuatore lineare 203 per misurare una forza esercitata da quest’ultimo. Il tampone 202 è smontabile per consentire di applicare una porzione del film da testare (eventualmente prestirato) oppure un altro tipo di materiale per eseguire diverse prove di COF, come meglio spiegato nel seguito della descrizione.

Il quarto gruppo di test 20 (figura 16), posizionato sul piano di sostegno 8 tra il tamburo di test 51 ed il rullo di avvolgimento 55, ed in particolare tra i due ulteriori rulli di guida 25, comprende un secondo dispositivo di serraggio 85 disposto per bloccare una porzione di film di definita forma ed area, in particolare circolare, su cui condurre la prova di resilienza del film 100 (Dart Test) ed un sistema a pendolo 86 provvisto di un secondo punzone 87, cosiddetto dardo, per simulare un dardo in caduta sul film.

Il pendolo 86 è ruotato attorno ad un asse di oscillazione mediante un rispettivo motore elettrico rotativo 87. Quest’ultimo durante l’esecuzione della prova riporta il pendolo 86 nella posizione iniziale sollevata, variando l’angolo ossia l’altezza di caduta e quindi l’energia di impatto. Due sensori 88, ad esempio di tipo induttivo, sono previsti dietro il film 100 da parte opposta rispetto al pendolo 86 per misurare la velocità del dardo 87 dopo la rottura del film 100.

Il quarto gruppo di test 20 comprende inoltre un dispositivo di taglio 90 posizionato tra il tamburo di test 51 e il sistema a pendolo 86 e disposto per eseguire sul film 100 la prova di resistenza alla lacerazione o all’intaglio (Tearing Test). Il dispositivo di taglio 90 comprende una lama (non illustrata nelle figure) movimentata da un terzo attuatore lineare 91 trasversalmente, in particolare pressoché ortogonalmente al film 100 per tagliare e perforare quest’ultimo. La lama e il terzo attuatore lineare 91 sono montati su una slitta 92 scorrevolmente montata su una sesta colonna di supporto 93. La slitta 92 è movimentata lungo la sesta colonna di supporto 93 da un quarto attuatore 94 così da regolare una posizione o altezza della lama rispetto al film 100. Più precisamente, la posizione della lama è regolabile in funzione di una posizione del bordo longitudinale inferiore del film 100 la quale può variare in conseguenza del restringimento di quest’ultimo dopo il prestiro. In corrispondenza del quarto gruppo di test 20 è eseguita anche una prova di allungamento elastico del film 100 (Elastic Recovery Test).

La macchina da test 1 dell’invenzione permette di eseguire in modo sostanzialmente automatico una pluralità di misurazioni e prove su un film plastico 100 svolto da una bobina 101 al fine di determinarne le proprietà meccaniche e fisiche per un impiego ottimale nel confezionamento di carichi pallettizzati.

La macchina da test 1 dell’invenzione consente in modo rapido e semplice di posizionare i rulli di prestiro 41, 42, i rulli di rinvio 45, 46, 47 ed i rulli di guida 21-24 per modificare il percorso di svolgimento del film ed in particolare il percorso di prestiro. In particolare, grazie al telaio principale 40 della stazione di prestiro 4 comprendente due porzioni girevoli 40a, 40b e mezzi di supporto 48, 49, 50 è possibile disporre agevolmente i rulli di prestiro 41, 42 ed i rulli di rinvio 45, 46 in una prima configurazione operativa, per realizzare un percorso di avvolgimento a “S”, oppure in una seconda configurazione operativa, per realizzare un percorso di avvolgimento a “W”. Il terzo di rullo di rinvio 47 è utilizzato nella seconda configurazione operativa della stazione di prestiro 4 per realizzare il percorso di prestiro a “W” e può essere fissato in modo rapido, reversibile e regolabile al piano di sostegno 8 per variare tale percorso di avvolgimento a “W”. Analogamente, il primo rullo di rinvio 21 ed il secondo rullo di rinvio 22 sono posizionati e fissati tramite i fori di fissaggio 8 al piano di sostegno 8 per realizzare il percorso di avvolgimento a “S” oppure il percorso di avvolgimento a “W”.

L’unità di elaborazione e controllo 70 della macchina da test ed il software di controllo in essa implementato consentono di svolgere e prestirare il film 100 da testare con un controllo “in velocità” oppure “in coppia” dei rulli di prestiro 41, 42 della stazione di prestiro 4.

Nella modalità di controllo “in velocità”, l’operatore sceglie il valore di velocità alla quale deve ruotare il secondo rullo di prestiro 42, che è il rullo veloce, la velocità del primo rullo di prestiro 41, che è il rullo lento, essendo regolata in base al valore o percentuale di allungamento o prestiro selezionato e in base alla velocità del secondo rullo di prestiro 42. Nella modalità di controllo “in coppia”, per simulare in modo più verosimile ciò che avviene durante l’avvolgimento di un carico reale, l’operatore imposta un valore di regolazione della forza di avvolgimento del film sul carico, e l’unità di elaborazione e controllo 70 confronta questo valore di regolazione con il valore della forza rilevata e misurata dalla cella di carico associata al terzo rullo di guida 23. La differenze tra i due valori di forza (di regolazione e misurata) permette di regolare la coppia del secondo rullo di prestiro 42 veloce. Per mantenere costante il valore di prestiro (impostato dall’operatore), viene regolata opportunamente la velocità del primo rullo di prestiro 41 lento rispetto alla velocità del rullo veloce.

Anche la rotazione del rullo di svolgimento 31 è regolata in base alle due diverse modalità di controllo “in velocità” o “in coppia” dei rulli di prestiro 41, 42.

Nella modalità di regolazione “in coppia”, ossia a coppia costante, l’operatore imposta un valore di regolazione di coppia che deve essere mantenuta costante dal motore dei primi mezzi di azionamento 32 durante la rotazione del rullo di svolgimento 31.

Nella modalità di regolazione in velocità, il motore dei primi mezzi di azionamento 32 corregge la propria velocità in modo da ottenere un angolo di svolgimento tra bobina e film che garantisce l’assenza di allungamento.

Il tamburo di test 51 è ruotato controllando la sua velocità in modo tale che la velocità periferica del film 100 avvolto su di esso sia sostanzialmente uguale alla velocità del film in uscita dalla stazione di prestiro 4 al fine di evitare allungamenti o stiramenti del film 100. Il rullo di avvolgimento 55 è utilizzato per riavvolgere il film 100 durante alcune prove (Ultimate, Quality, Puncture Test). Il rullo di avvolgimento 55 è controllato “in velocità” in modo da avvolgere il film 100 con la stessa velocità periferica del tamburo di test 51.

La macchina da test 1 dell’invenzione è in grado di eseguire in modo automatico la prova di prestiro incrementale fino a rottura del film (Ultimate test). Tale prova permette di ottenere curve di correlazione tra la forza di prestiro Fp applicata dai rulli di prestiro 41, 42 e il prestiro o percentuale di allungamento �p del film (il prestiro essendo il rapporto tra l’allungamento del film - differenza tra la lunghezza finale del film stirato e la lunghezza originaria - e la lunghezza originaria moltiplicato per cento).

La prova prevede che il film 100 venga svolto dalla bobina 101, stirato dai rulli di prestiro 41, 42 e riavvolto sul rullo di avvolgimento 55. I rulli di prestiro 41, 42 ed il rullo di svolgimento 31 sono controllati in velocità, con la velocità di rotazione Vp2 del secondo rullo di prestiro 42 veloce usata come velocità di riferimento.

Il prestiro ɛp del film 100 viene incrementato a partire dall’1% con un definito passo fino alla rottura. La velocità di svolgimento Vrs del rullo di svolgimento 31 è pari a Vrs = 0.97 Vp2 e la velocità di avvolgimento Vra del rullo di avvolgimento 55 è pari a Vra = 0.98 Vp2. I valori delle coppie esercitate dai motori dei primi mezzi di azionamento 43, 44 sui rulli di prestiro 41, 42 sono misurati in uno stato di equilibrio, con il valore di prestiro ɛp costante.

Le misurazione sono ripetute al massimo per un secondo con una frequenza di 1 kHz. Si calcola il valore medio della forza di prestiro Fp applicata al film 100 dai due rulli di prestiro e questo valore è correlato al valore di prestiro ɛp.

La prova viene ripetuta ad esempio quattro volte per ogni tipo di incorsatura del film a velocità diverse (ad esempio, 1, 2, 3, 4 m/s).

Si ottengo quattro curve di correlazione Fp- ɛp, una per ogni velocità.

L’unità di elaborazione e controllo 70 ed il software permettono altresì di calcolare e produrre curve di correlazione tra Fp-A (Forza di prestiro – Allungamento del film); σ - ɛ (Sforzo – Deformazione); σr - ɛ (Sforzo reale – Deformazione).

La macchina da test 1 dell’invenzione è in grado di eseguire in modo automatico la prova di qualità (Quality test) che permette di rilevare eventuali difetti e/o imperfezioni del film 100.

La prova prevede che il film 100 venga svolto dalla bobina 101, stirato dai rulli di prestiro 41, 42 con valori di prestiro e di velocità fissi e selezionati dall’operatore e riavvolto sul rullo di avvolgimento 55. I sensori di visione 75 (prime fotocamere a matrice) del quarto gruppo di misurazione 14 rilevano eventuali difetti e/o imperfezioni del film ed il sensore di rumorosità o fonometro del terzo gruppo di misurazione 13 rileva la rumorosità del film 100 durante lo svolgimento.

La macchina da test 1 dell’invenzione è disposta per eseguire in modo automatico la prova di rottura (Breaks/Roll test) che permette di rilevare il numero di rotture del film 100 con valori di prestiro fissi.

La prova prevede che il film 100 venga svolto dalla bobina 101, stirato dai rulli di prestiro 41, 42 con valori di prestiro e di velocità fissi e selezionati dall’operatore e riavvolto sul rullo di avvolgimento 55. Viene rilevato il numero di rotture per diversi valori di prestiro e di velocità di svolgimento del film.

La macchina da test 1 dell’invenzione è in grado di eseguire in modo automatico la prova di perforazione (Puncture Test) che permette di rilevare e misurare la forza necessaria alla perforazione del film.

La prova prevede che il film 100 venga svolto dalla bobina 101, stirato dai rulli di prestiro 41, 42 con valori di prestiro e di velocità fissi e selezionati dall’operatore e riavvolto sul rullo di avvolgimento 55 dopo essere passato sul tamburo di test 51. Superato il transitorio iniziale, la macchina 1 rallenta fino a fermarsi con il tamburo di test 51 in una posizione predeterminata, in particolare in corrispondenza del primo dispositivo di serraggio 80 che blocca una porzione di film di definita forma ed area che viene perforata dal primo punzone 81 del primo gruppo di test 17 che fuoriesce da una parete 53 del tamburo di test 51. La cella di carico 182 interposta tra il primo punzone 81 e il primo attuatore 181 misura la forza necessaria alla perforazione.

La perforazione è eseguita su un solo strato di film 100 presente sul tamburo di test 51. La macchina da test 1 dell’invenzione è disposta per eseguire in modo automatico la prova di contenimento (Retention test) mediante la quale si misura la forza esercitate nel tempo dal film avvolto sul tamburo di test 51 dopo essere stato prestirato.

La prova prevede che il film 100 venga svolto dalla bobina 101, stirato dai rulli di prestiro 41, 42 con valori di prestiro e di velocità fissi e selezionati dall’operatore e riavvolto sul rullo di avvolgimento 55 dopo essere passato sul tamburo di test 51. Superato il transitorio iniziale, la macchina 1 rallenta fino a fermarsi con il tamburo di test 51 in una posizione predeterminata nella quale il primo punzone 81 del primo gruppo di test 17 fuoriesce da una parete 53 del tamburo di test 51 di una quantità definita dall’operatore e tende lo strato di film 100. La cella di carico 182 interposta tra il primo punzone 81 e il primo attuatore 181 misura la forza esercitata dal film 100 sulla prima punta 81 per un periodo di tempo impostato dall’operatore.

La macchina da test 1 dell’invenzione permette di eseguire in modo automatico la prova di contenimento con rullo (Retention roller test) mediante la quale si misura la forza esercitate nel tempo dal film avvolto sul tamburo di test 51 dopo essere stato prestirato. In questa prova, il film 100 viene svolto dalla bobina 101, stirato dai rulli di prestiro 41, 42 con valori di prestiro e di velocità fissi e selezionati dall’operatore e avvolto sul rullo di avvolgimento 55 dopo essere passato sul tamburo di test 51. Dal tamburo di test 51 sono smontati i quattro elementi semicircolari 53 in modo simulare un pallet reale a sezione in pianta quadrangolare. Alla conclusione dell’avvolgimento, con numero di avvolgimenti impostato dall’operatore, viene rilevata la forza di avvolgimento esercitata da film 100 avvolto attorno al tamburo di test 51 (seconda forza di contenimento), in un selezionato periodo di tempo, dalle rispettive celle di carico 89 del rullo di pressione 82 del secondo gruppo di test 18.

La macchina da test 1 dell’invenzione consente di eseguire in modo semi-automatico la prova di distacco (Cling test) che permette di misurare la forza necessaria a staccare tramite pelatura (peeling) una porzione di film dal sottostante strato di film con differenti valori di prestiro.

La prova prevede che il film 100 venga svolto dalla bobina 101, stirato dai rulli di prestiro 41, 42 con valori di prestiro e di velocità fissi e selezionati dall’operatore e avvolto sul tamburo di test 51. Il film 100 viene bloccato manualmente sul tamburo di test 51, quindi la seconda colonna di riscontro 193 del terzo gruppo di test 19 è movimentata dalla posizione non operativa A alla posizione operativa B lungo la guida 194. Nello spostamento, il rullo di pressione 194 spinto in direzione del tamburo di test 51 rispettivi attuatori lineari 195 comprime pressa il film 100 contro il tamburo di test 51, in particolare per far meglio aderire lo stato più esterno di film al sottostante strato. Nella posizione operativa B l’elemento di riscontro 196 è movimentato in direzione ortogonale alla guida 184 in modo da riscontrare la bandella magnetica 192 e bloccare contro di essa il film 100. Quest’ultimo viene quindi tagliato a monte della bandella magnetica 192 dai mezzi di taglio 198 che generano due lembi di film dei quali quello a valle, con riferimento al percorso di svolgimento del film, risulta trattenuto e bloccato dalla bandella magnetica 192 che aderisce all’elemento di riscontro 196.

A questo punto la seconda colonna di riscontro 193 è movimentata a ritroso nella posizione non operativa A. La bandella magnetica 192 rimane vincolata magneticamente all’elemento di riscontro 196 così boccando il lembo a valle del film che viene progressivamente distaccato durante il movimento in arretramento della seconda colonna di riscontro 193 dal sottostante strato di film 100 avvolto sul tamburo di test 51. La forza necessaria per muovere la seconda colonna di riscontro 193 lungo la guida è misurata e corrisponde alla forza di adesione del film 100.

La macchina da test 1 dell’invenzione consente di eseguire in modo semi-automatico la prova di rilevamento del coefficiente di attrito (COF test) ad esempio tra due film prestirati messi a contatto.

Questa prova prevede che il film 100 venga svolto dalla bobina 101, stirato dai rulli di prestiro 41, 42 con valori di prestiro e di velocità fissi e selezionati dall’operatore e avvolto sul tamburo di test 51. Il film 100 viene bloccato sul tamburo di test 51. Una porzione del medesimo film 100 prestirato (ad esempio manualmente prelevata dal tamburo di test 51) oppure di un altro materiale, è applicata al tampone 202 del terzo gruppo di test 19. Il tampone 102 viene quindi movimentato dal secondo attuatore lineare 203 in modo da riscontrare con una definita forza di compressione, misurata dalla rispettiva cella di carico 204, un lato 53 del tamburo di test 51 su cui è avvolto il film 100. A questo punto, la terza colonna di riscontro 201 (con la seconda colonna di riscontro 193) è movimenta linearmente lungo la guida 194 dalla posizione non operativa A alla posizione operativa B in modo da far strisciare il film o altro materiale posizionato sul tampone 202 sul film 100 avvolto sul tamburo di test 51. La forza necessaria per muovere la terza colonna di riscontro 201 lungo la guida 184 è misurata e consente di risalire e calcolare un coefficiente di attrito tra film/materiale posto sul tampone e film avvolto sul tamburo di test 51.

La macchina da test 1 dell’invenzione consente di eseguire in modo semi-automatico la prova di lacerazione (Tearing test) mediante la quale è possibile misurare la forza necessaria a lacerare il film 100 dopo aver praticato in esso un taglio.

Durante la prova il film 100 viene svolto dalla bobina 101, stirato dai rulli di prestiro 41, 42 con valori di prestiro e di velocità fissi e selezionati dall’operatore e avvolto sul rullo di avvolgimento 55 dopo essere passato sul tamburo di test 51. Superato il transitorio iniziale, la macchina 1 rallenta fino a fermarsi. Il film 100 viene bloccato manualmente sul tamburo di test 51 e il dispositivo di taglio 90 pratica su di esso un taglio verticale di definita lunghezza. L’altezza o posizione verticale della lama è preventivamente regolata dall’unità di elaborazione e controllo 70 movimentando la slitta 92 lungo la sesta colonna di supporto 93 in base alla posizione del bordo longitudinale inferiore del film 100 rilevata dal secondo sensore di visione 175 del sesto gruppo di misurazione 18 ed inviata all’unità di elaborazione e controllo 70.

Il tamburo di test 51 viene mantenuto bloccato dal rispettivo freno del motore elettrico dei terzi mezzi di azionamento 52 mentre il rullo di avvolgimento 55 viene ruotato dal motore dei quarti mezzi di azionamento 56 sottoponendo il film 100 ad una forza di trazione che aumenta fino al valore di rottura completa del film 100.

La macchina da test 1 dell’invenzione consente di eseguire in modo automatico la prova di allungamento elastico del film 100 (Elastic Recovery Test) mediante la quale è possibile misurare l’allungamento elastico del film 100 sottoposto ad una forza costante.

La prova prevede che il film 100 venga svolto dalla bobina 101, stirato dai rulli di prestiro 41, 42 con valori di prestiro e di velocità fissi e selezionati dall’operatore e avvolto e avvolto sul rullo di avvolgimento 55 dopo essere passato sul tamburo di test 51. Il film 100 viene bloccato manualmente sul tamburo di test 51 che viene mantenuto bloccato dal freno del motore elettrico dei terzi mezzi di azionamento 52 mentre il rullo di avvolgimento 55 viene ruotato dal motore dei quarti mezzi di azionamento 56 sottoponendo il film 100 ad una forza di trazione costante e predefinita che viene mantenuta per un definito periodo di tempo. Viene misurato l’angolo di rotazione del rullo di avvolgimento 55 e calcolato l’allungamento elastico del film 100.

La macchina da test 1 dell’invenzione consente di eseguire in modo semi-automatico la prova di resilienza (Dart test) mediante la quale è possibile misurare la resilienza del film 100 tramite un dardo collegato a un pendolo.

Durante la prova il film 100 viene svolto dalla bobina 101, stirato dai rulli di prestiro 41, 42 con valori di prestiro e di velocità fissi e selezionati dall’operatore e avvolto sul rullo di avvolgimento 55 dopo essere passato sul tamburo di test 51. Superato il transitorio iniziale, la macchina 1 rallenta fino a fermarsi e il film 100 viene bloccato dal secondo dispositivo di serraggio 85 del quarto gruppo di test 20, posizionato tra il tamburo di test 51 ed il rullo di avvolgimento 55. Il pendolo 86 con il dardo 87 è ruotato nella posizione predefinita di partenza e rilasciato in modo da colpire il film 100 in corrispondenza della porzione bloccata dal secondo dispositivo di serraggio 85. La prova viene ripetuta incrementando progressivamente l’altezza di caduta del pendolo 86 fino alla rottura del film. I due sensori 88 del quarto gruppo di test 20 previsti dietro il film 100 da parte opposta rispetto al pendolo 86 misurano la velocità del dardo 87 dopo la rottura del film 100 indicativa della resilienza del film 100.

Grazie alla macchina da test dell’invenzione è quindi possibile eseguire su film plastici estensibili, in modo completamente automatico, una pluralità di misurazioni e test che sono generalmente eseguiti manualmente e/o con differenti e separati macchinari e strumenti. In particolare, con la macchina da test 1 è possibile misurare senza interventi da parte di operatore un’altezza o larghezza di fascia del film 100, ossia restringimenti della larghezza del film, e spessori di quest’ultimo prima e dopo il prestiro, rilevare la presenza di eventuali difetti e/o imperfezioni sul film, misurare un livello di rumore generato nella macchina durante lo svolgimento del film. La macchina da test 1 permette inoltre di eseguire in modo automatico la prova di prestiro incrementale fino a rottura del film (Ultimate test), la prova di qualità (Quality test), la prova di rottura (Breaks/Roll test), la prova di perforazione (Puncture Test), la prova di contenimento (Retention test), la prova di contenimento con rullo (Retention roller test) e la prova di allungamento elastico del film 100 (Elastic Recovery Test)

È possibile inoltre eseguire in modo semiautomatico, con minimi interventi da parte dell’operatore la prova di distacco (Cling test), la prova di rilevamento del coefficiente di attrito (COF test), la prova di lacerazione (Tearing test) e la prova di resilienza (Dart test). La macchina da test 1 dell’invenzione risulta inoltre particolarmente compatta, di ingombri contenuti ed economica e permetta di eseguire in modo preciso ed accurato misurazioni e prove sul film e di raccogliere, elaborare e memorizzare i relativi dati.

La figura 15 illustra una variante della macchina da test 1 dell’invenzione che differisce dalla forma di realizzazione precedentemente descritta per il fatto di comprendere una tavola 9 girevole attorno ad un asse di avvolgimento Z, posizionata esternamente e adiacente alla struttura di base 2 e disposta per ricevere un carico pallettizzato da avvolgere con detto film 100 proveniente dalla stazione di prestiro 4 o provvista di una sagoma 250 che simula un carico pallettizzato, come nella figura illustrata.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Macchina da test (1) per eseguire una pluralità di misurazioni e/o prove su un film (100) di materia plastica al fine di determinare proprietà meccaniche e fisiche di detto film (100), comprendente: - una struttura di base (2) provvista di un piano di sostegno (8); - una stazione di svolgimento (3) provvista di un rullo di svolgimento (31) azionato e/o controllato in rotazione attorno ad un rispettivo asse longitudinale da primi mezzi di azionamento (32) e disposto per supportare una bobina (101) di detto film (100); - una stazione di prestiro (4) disposta per svolgere detto film (100) da detta bobina (101) con una stabilita velocità di svolgimento e per prestirare detto film (100) di una stabilita percentuale, detta stazione di prestiro (4) comprendendo una coppia di rulli di prestiro (41; 42) azionati in rotazione attorno a rispettivi assi longitudinali da secondi mezzi di azionamento (43, 44) e una pluralità di rulli di rinvio (45, 46; 47) per deviare e avvolgere detto film (100) su detti rulli di prestiro (41, 42) secondo un definito percorso di prestiro, detti rulli di prestiro (41, 42) e detti rulli di rinvio (45, 46, 47) essendo intercambiabili, in particolare con rulli di prestiro e rulli di guida di differente diametro, e posizionabili in modo regolabile per modificare detto percorso di prestiro; - una stazione di avvolgimento (5) provvista di un tamburo di test (51) azionato e/o controllato in rotazione attorno ad un rispettivo asse longitudinale da terzi mezzi di azionamento (52) e disposto per essere avvolto almeno parzialmente da detto film (100) in uscita da detta stazione di prestiro (4); - una pluralità di rulli di guida (21-24) per guidare lungo un percorso di svolgimento detto film (100) da detta stazione di svolgimento (3) a detta stazione di prestiro (4) e da quest’ultima a detta stazione di avvolgimento (5), detti rulli di guida (21-24) essendo intercambiabili, in particolare con rulli di guida di differente diametro, e fissabili in modo reversibile e regolabile su detto piano di sostegno (8) per modificare detto percorso di svolgimento; - una pluralità di gruppi di misurazione (11-15) per eseguire rispettive misurazioni su detta bobina (101) e su detto film (100) e fissabili in modo reversibile e regolabile su detto piano di sostegno (8) in base a detto percorso di svolgimento; - una pluralità di gruppi di test (16-20) per eseguire rispettive prove e misurazioni su detto film (100).
2. Macchina da test (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto piano di sostegno (8) comprende una pluralità di fori di fissaggio (28) mutuamente distanziati, in particolare di un definito passo e lungo due direzioni ortogonali, per fissare in modo reversibile e regolabile detti rulli di guida (21-24) e detti gruppi di misurazione (11-15).
3. Macchina da test (1) secondo la rivendicazione 1 oppure 2, in cui detta stazione di prestiro (4) comprende un telaio principale (40) connesso a detto piano di sostegno (8) e supportante in modo girevole e removibile un primo rullo di prestiro (41), ed in modo girevole, removibile e regolabile in posizione un secondo rullo di prestiro (42), un primo rullo di rinvio (45) ed un secondo rullo di rinvio (46).
4. Macchina da test (1) secondo la rivendicazione 3, in cui detto telaio principale (40) comprende una prima porzione (40a) supportante detto secondo rullo di prestiro (42) e detto secondo rullo di rinvio (46) ed una seconda porzione (40b) supportante detto primo rullo di rinvio (45), detta prima porzione (40a) e detta seconda porzione (40b) essendo ruotabili attorno ad un asse di regolazione (X) coincidente con un asse di rotazione di detto primo rullo di prestiro (41) per regolare una posizione angolare di detto secondo rullo di prestiro (42) e di detti rulli di rinvio (45, 46) rispetto a detto primo rullo di prestiro (41).
5. Macchina da test (1) secondo la rivendicazione 4, in cui detta prima porzione (40a) comprende primi mezzi di supporto (48) per supportare girevolmente e removibilmente detto secondo rullo di prestiro (42) e mobili linearmente per regolare una posizione di quest’ultimo rispetto a detto primo rullo di prestiro (41) e secondi mezzi di supporto (49) per supportare girevolmente e removibilmente detto secondo rullo di rinvio (46) e mobili linearmente per regolare una posizione di quest’ultimo rispetto a detto secondo rullo di prestiro (42), detta seconda porzione (40b) comprendendo terzi mezzi di supporto (50) per supportare girevolmente e removibilmente detto primo rullo di rinvio (45) e mobili linearmente per regolare una posizione di quest’ultimo rispetto a detto primo rullo di prestiro (41).
6. Macchina da test (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta stazione di avvolgimento (5) comprende un rullo di avvolgimento (55) azionato e/o controllato in rotazione attorno ad un rispettivo asse longitudinale da quarti mezzi di azionamento (56) e disposto per ricevere ed essere avvolto da detto film (100) in uscita da detto tamburo di test (51).
7. Macchina da test (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un gruppo di restringimento film (6) interposto tra detta stazione di prestiro (4) e detta stazione di avvolgimento (5) e disposto per restringere una larghezza di detto film (100) e/o arrotolare almeno un bordo longitudinale di detto film (100), detto gruppo di restringimento film (6) essendo fissabile in modo reversibile e regolabile su detto piano di sostegno (8) in base a detto percorso di svolgimento.
8. Macchina da test (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un primo gruppo di misurazione (11) per misurare una lunghezza di detto film (100) svolto da detta bobina (101) e/o un diametro di detta bobina (101).
9. Macchina da test (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un secondo gruppo di misurazione (12) disposto per misurare un peso di detta bobina (101) di film (100) e/o un angolo formato da detto film (100) svolto da detta bobina (101) con un piano verticale (H) passante per assi longitudinali rispettivamente di detta bobina (101) e di un primo rullo di guida (21) interposto tra detta stazione di svolgimento (3) e detta stazione di prestiro (4).
10. Macchina da test (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un terzo gruppo di misurazione (13) disposto per misurare un livello di rumore generato durante lo svolgimento del film (100).
11. Macchina da test (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un quarto gruppo di misurazione (14) disposto per misurare una larghezza di detto film (100) e/o un restringimento di larghezza di detto film (100) e/o uno spessore di detto film (100) in uscita da detta stazione di svolgimento (3) e prima di detta stazione di prestiro (4).
12. Macchina da test (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un quinto gruppo di misurazione (15) disposto per misurare uno spessore di detto film (100) in uscita da detta stazione di prestiro (4).
13. Macchina da test (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un sesto gruppo di misurazione (16) disposto per misurare un restringimento della larghezza di detto film (100) e/o rilevare difetti e/o imperfezioni di detto film (100) in uscita da detta stazione di prestiro (4).
14. Macchina da test (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un primo gruppo di test (17) per eseguire una prova di perforazione su detto film (100) e/o una misurazione di una prima forza di contenimento di detto film (100) avvolto su detto tamburo di test (51).
15. Macchina da test (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un secondo gruppo di test (18) per eseguire una misura di una seconda forza di contenimento di detto film (100) avvolto su detto tamburo di test (51).
16. Macchina da test (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un terzo gruppo di test (19) disposto in corrispondenza di detto tamburo di test (51) per eseguire su detto film (100) una prova di distacco e/o una prova di rilevamento di un coefficiente di attrito.
17. Macchina da test (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un quarto gruppo di test (20) disposto adiacente a detto tamburo di test (51) e disposto per eseguire su detto film (100) una prova di resistenza alla lacerazione e/o una prova di rilevamento di un allungamento elastico di detto film (100) e/o una prova di misura della resilienza di detto film (100).
18. Macchina da test (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente una tavola (9) girevole attorno ad un asse di avvolgimento (Z), posizionata esternamente e adiacente a detta struttura di base (2) e disposta per ricevere un carico pallettizzato da avvolgere con detto film (100) proveniente da detta stazione di prestiro (4) o provvista di una sagoma che simula un carico pallettizzato.