ITMO960121A1 - Apparato per il riscaldamento di una coppia di fogli di materiale termoformabile - Google Patents

Description

Descrizione di invenzione industriale

L'invenzione concerne un apparato per il riscaldamento di una coppia di fogli di materiale termoformabile.

PCT/EP93/02639 (pubblicazione WO-A-94/08852) comprende dei gruppi di riscaldamento di fogli in materiale termoformabile, costituiti da elementi riscaldanti tra i quali viene inserita una coppia di fogli che vengono riscaldati per contatto sulle superfici esterne dei blocchi stessi, mantenute ad una temperatura predeterminata. Nei gruppi di riscaldamento di questo tipo, è previsto un elemento riscaldante intermedio, interposto tra la coppia di fogli, il quale riceve calore per irraggiamento dagli elementi riscaldanti più esterni, cioè situati esternamente alla coppia di fogli. Conseguentemente, la regolazione della temperatura dell'elemento riscaldante intermedio può risultare difficoltoso, in quanto si verifica una tendenza al surriscaldamento.

PCT/EP93/02639 descrive inoltre una stazione di riscaldamento di una coppia di fogli, comprendente una coppia di gusci di stampo aventi concavità contrapposte, accoppiati a mezzi di controllo della temperatura ed azionati da mezzi di azionamento per serrarsi sulla coppia di fogli e riscaldarli mentre tra i fogli viene iniettato un fluido in pressione tramite idonei mezzi iniettori. L'iniezione del fluido in pressione serve ad evitare che, toccandosi nelle parti centrali calde, i fogli possano indesideratamente saldarsi durante, o subito dopo, il riscaldamento. La pressione del fluido che viene iniettato tra i gusci viene trasmessa alla superficie dei fogli e scaricata dai gusci sui rispettivi supporti e sugli organi di collegamento ed azionamento; pertanto le dimensioni dei fogli da riscaldare devono essere contenute per evitare che vengano esercitate dal fluido forze eccessive che potrebbero danneggiare la stazione di riscaldamento. Ciò comporta un limite alla capacità produttiva dell'intero impianto di formatura nel quale la stazione sia inserita.

Tale stato anteriore della tecnica è suscettibile di notevoli perfezionamenti con riguardo alla possibi-' lità di eliminare gli inconvenienti sopra indicati. Da quanto precede deriva la necessità della risoluzione del problema tecnico di trovare un gruppo di riscaldamento di materiale termoformabile che consenta un migliore riscaldamento dei fogli, o delle falde di un unico foglio ripiegato, e che sia adatto anche per il riscaldamento di fogli di notevoli dimensioni .

Secondo l'invenzione, è previsto un gruppo di riscaldamento di una coppia di fogli di materiale termoformabile, comprendente una coppia di gusci aventi concavità contrapposte, accoppiati a mezzi di controllo della temperatura ed azionati da mezzi di azionamento tramite quali la coppia di gusci può serrarsi sulla coppia di fogli e riscaldarli mentre tra i fogli viene iniettato un primo fluido pressurizzato tramite mezzi iniettori per mantenere i fogli reciprocamente distanziati ed a contatto con le rispettive superfici interne della coppia di gusci, caratterizzato da ciò, che detti mezzi di azionamento comprendono mezzi pneumatici agenti in direzione contraria alla direzione della forza esercitata dal fluido e tali da almeno bilanciare la spinta esercitata da detto fluido.

Con l'adozione di mezzi di azionamento pneumatici è possibile adottare fogli di notevoli dimensioni, in quanto la spinta di bilanciamento necessaria per contrastare la forza esercitata dal primo fluido in pressione può essere ottenuta in modo assai semplice. Infatti, in una versione vantaggiosa, i mezzi pneumatici sono comunicanti con la faccia posteriore di ciascun guscio alla quale convogliano un idoneo secondo fluido compensatore insistente su una predeterminata porzione della rispettiva superficie esterna: è pertanto sufficiente prevedere che ciascuna detta superficie esterna sia sufficientemente ampia da compensare la spinta del fluido pressurizzato agente tra i gusci.

Grazie all'invenzione, è possibile notevolmente incrementare la produttività di un impianto di formatura per soffiaggio di contenitori, in quanto un incremento della superficie interna dei gusci - che consente di riscaldare zone di fogli aventi notevole superficie - pur comportando un . incremento della spinta esercitata sui gusci per aprirli, può essere facilmente compensata,· è inoltre possibile il riscaldamento di materiali anche particolarmente difficili da riscaldare, quali ad esempio il polipropilene.

Un modo di attuare l’invenzione è illustrato, a puro titolo esemplificativo, nelle quattro tavole di disegno allegate, in cui: Figura 1 è una sezione schematica longitudinale di un apparato di formatura per soffiaggio di una coppia di fogli, in un piano ortogonale al piano contenente i fogli indeformati,· Figura 2 è la sezione II-II di Figura 1; Figura 3 è la sezione III-III di Figura 2, relativa ad un gruppo di riscaldamento ed evidenziante piastre di riscaldamento aperte e fogli indeformati; Figura 4 è una sezione come quella di Figura 3, ma con piastre chiuse e fogli deformati; Figura 5 è la sezione parziale v-v, ingrandita ed interrotta, di Figura 2; Figura 6 è la sezione parziale VI-VI, ingrandita ed interrotta, di Figura 2.

Un impianto di formatura di una coppia fogli 1 movimentati nella direzione della freccia F, comprende in successione una stazione di riscaldamento 2, una stazione di riscaldamento e saldatura 3 ed una stazione di formatura 4: in ciascuna detta stazione 2, 3, 4 la coppia di fogli 1 viene serrata tra rispettive coppie di gusci 2a, 3a, 4a internamente dotati di rispettive cavità 2b, 3b, 4b nelle quali viene introdotto un fluido pressurizzato, ad esempio aria compressa. Le cavità 3b, 4b definiscono la forma dei contenitori che dovranno essere formati per soffiaggio dalla coppia di fogli l. In particolare le cavità 3b sono meno profonde della cavità 4b, cosicché il materiale dei fogli l viene sottoposto a deformazione progressiva. Le stazioni di riscaldamento e saldatura 3 e di formatura 4 possono essere analoghe a quelle descritte in PCT/EP93 /02639 (pubblicazione WO 94/08852) ; tuttavia, l'invenzione non è limitata ad un particolare tipo di impianto di formatura,· pertanto a valle della stazione di riscaldamento 2 possono anche essere previsti altri apparati di formatura per soffiaggio, ad esempio secondo EP-A-0692428 , oppure EP-A-0692364 .

Come risulta in particolare dalla Figura 2, la cavità 2b si estende sostanzialmente per 11intero sviluppo della stazione di riscaldamento 2 ed è internamente dotata di una coppia di piastre riscaldanti 5 (Figura 3) delimitate perifericamente ciascuna da una rispettiva cornice 6, raffreddate tramite un opportuno fluido di raffreddamento circolante in condotti 6a.

Ciascuna piastra riscaldante 5 è internamente dotata di resistenze elettriche 5a ed è fissata ad una rispettiva piastra di azionamento 7 tramite elementi distanziatori 8, tali da consentire il mantenimento di una separazione termica tra la coppia di piastre riscaldanti 5 e le rispettive cornici 6.

Ciascuna cornice 6 costituisce proiezione periferica della piastra di azionamento 7 verso la coppia di fogli 1 e definisce internamente un recesso 10 nel quale è alloggiata la piastra riscaldante 5.

Gli elementi distanziatori 8 realizzano, all'interno di ciascun recesso 10, un'intercapedine d'aria 9 tra la piastra riscaldante 5, la rispettiva piastra di azionamento 7 e la cornice 6, in modo da ostacolare la trasmissione di calore tra ciascuna piastra riscaldante 5 e la rispettiva cornice 6 "fredda".

Sulla faccia di ciascuna piastra di azionamento 7 opposta rispetto agli elementi distanziatori 8, agisce una membrana elastica il perifericamente fissata ad una rispettiva piastra di supporto 12 tramite mezzi di fissaggio periferici 13 aventi forma di telaio. Ciascuna piastra 12 di supporto è dotata di un condotto 14 sfociante ad un'estremità in corrispondenza della membrana 11 e connesso, all'estremità opposta, a mezzi alimentatori di un secondo fluido compensatore in pressione.

Dal confronto tra le Figure 3 e 4 risulta che, quando i condotti 14 della coppia di piastre di supporto 12 vengono alimentati con fluido in pressione, ad esempio aria compressa, la coppia di piastre di azionamento 7 sposta, per mezzo della deformazione della coppia di membrane 11, le rispettive cornici 6 verso la coppia di fogli 1 fino a che questi ultimi vengono perifericamente serrati tra le cornici stesse; contemporaneamente anche le piastre riscaldanti 5 vengono chiuse sulla coppia di fogli 2 che iniziano a riscaldarsi. Il movimento della piastra di azionamento 7 è reso possibile perché l'iniezione di fluido in pressione fa sì che la membrana 11 si distacchi dalla corrispondente faccia della piastra di supporto 12 realizzando una camera di azionamento 22.

Viene inoltre iniettato un primo fluido pressurizzato attraverso mezzi iniettori 15, situati in corrispondenza del bordo della cornice 7 opposto a quello attiguo alla stazione di riscaldamento e saldatura 3. I mezzi iniettori 15, ad esempio formati da un coppia di ugelli iniettori, sono ricevuti ciascuno in una corrispondente coppia di incavi 16 {Figura 3) della cornice 6, con interposizione dei rispettivi fogli 1, gli incavi essendo sufficientemente ampi da evitare che i mezzi iniettori ostacolino la chiusura della coppia di piastre 7 di azionamento sulla coppia di fogli 1. L'iniezione del fluido formatore attraverso i mezzi iniettori 15 determina la dilatazione per gonfiaggio della coppia di fogli 1 fino a che i fogli 1 si appoggiano sulla coppia di pareti interne 5b delle piastre riscaldanti 5 e ricevono calore da esse .

La superficie di ciascuna membrana 11 deve essere scelta in modo tale che, tenuto conto di una data pressione di alimentazione del secondo fluido compensatore, la spinta di serraggio che viene esercitata sulla coppia di piastre 5, 7 risulti sufficiente a contrastare la spinta esercitata in senso opposto dal primo fluido formatore pressurizzato.

La coppia di piastre di supporto 12 è interconnessa da mezzi di guida 17, ad esempio comprendenti due coppie di aste sulle quali sono accoppiati a scorrimento corrispondenti fori passanti 18 delle cornici 6. Sono inoltre previsti dei mezzi di ritorno per consentire il ripristino della posizione iniziale reciproca delle piastre di azionamento 7 al diminuire della pressione del fluido nei condotti 14. Tali mezzi di ritorno possono essere costituiti da molle elicoidali 19 avvolte sulle aste 18 e ricevute in rispettive sedi 19a delle cornici 6.

Si osserva che il bordo della coppia di cornici 6 rivolto verso la stazione di riscaldamento e saldatura 3 e la zona corrispondente di quest'ultima stazione sono anch'essi dotati di incavi 20, in modo che l'aria proveniente dai mezzi iniettori 15 possa alimentare anche quest'ultima stazione attraverso condotti formati tra la coppia di fogli 1 in corrispondenza degli incavi 20. Ulteriori incavi 21 ricavati nel bordo opposto della stazione di riscaldamento e saldatura 3 e nel corpo della stazione di formatura 4 consentono analogamente il gonfiaggio dei contenitori sempre per l'azione del fluido proveniente dai mezzi iniettori 15. Gli incavi 20, 21 mettono pertanto in comunicazione la cavità 2b con le cavità 3b e, rispettivamente, queste ultime con le cavità 4b.

Si osserva che i bordi periferici delle piastre riscaldanti 5 giacciono ad una certa distanza verso l'esterno dalle facce più interne delle rispettive cornici 6, in modo che, quando la coppia di gusci 2a si serra sulla coppia di fogli l, quei bordi non vengano in contatto tra loro e non tendano a tagliare la coppia di fogli in corrispondenza della porzione periferica più interna di essi. In questo modo si ottiene una coppia fogli riscaldata in modo omogeneo sostanzialmente su tutta la superficie e connessa perifericamente ad una coppia di bordi non deformati e "freddi", in corrispondenza dei quali la coppia di fogli può essere meccanicamente afferrata per l'avanzamento verso le successive stazioni 3, 4.

L'avanzamento della coppia di fogli 1 avviene per passi nella direzione della freccia F quando gli stampi delle stazioni 2, 3, 4 sono aperti. In questo caso è preferibile che lo sviluppo della stazione di riscaldamento nella direzione della freccia F sia circa almeno due volte, preferibilmente tre volte, lo sviluppo delle stazioni di saldatura e formatura 3 e di formatura 4. Così la coppia di fogli 1 permane nella stazione di riscaldamento 2 per un intervallo di tempo circa doppio, o rispettivamente circa triplo rispetto quello richiesto per le fasi successive. Ciò contribuisce a rendere più uniforme il riscaldamento della coppia di fogli l.

In particolare, nella versione d'impianto esemplificata si può verificare che, per semplicità di allestimento, sia il primo fluido pressurizzato iniettato attraverso gli iniettori 15 che il secondo fluido compensatore iniettato attraverso i condotti 14 sia costituito da aria compressa fornita ad una medesima pressione di rete. In tal caso, affinché sia garantita la chiusura della coppia di gusci 2a, la membrana 11 dovrà avere una superficie, almeno pari alla superficie della porzione della coppia di fogli 1 da riscaldare .

Se si desidera diminuire la superficie della membrana 12, è possibile alimentare gli iniettori 15 con una pressione minore di quella del fluido compensatore in funzione del rapporto delle superfici della membrana Il e della porzione della coppia di fogli l da riscaldare .

Nell'attuazione pratica i materiali, le dimensioni, i particolari esecutivi o secondari potranno essere diversi da quelli indicati, ma ad essi tecnicamente equivalenti senza per questo uscire dal dominio giuridico della presente invenzione.

Così, ad esempio, i mezzi di azionamento potranno comprendere insiemi cilindro-pistone, ciascuno dei quali, ad esempio, potrà essere formato da un pistone ricavato nella parte più esterna di ciascuna piastra 7 di azionamento, il rispettivo cilindro essendo ricavato dal telaio 13. Tra pistone e cilindro essendo interposte idonee guarnizioni di tenuta.

Inoltre, il materiale in foglio 1 può derivare dalla piegatura in due falde contrapposte di un unico foglio .

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1 . Apparato per il riscaldamento di una coppia di fogli (1), o falde di foglio, di materiale termoformabile, comprendente una coppia di gusci (2a) aventi concavità contrapposte, accoppiati a mezzi di controllo (5a, 6a) della temperatura ed azionati da mezzi di azionamento (11, 14, 22; 19) tramite i quali la coppia di gusci (2a) può serrarsi sulla coppia di fogli (1) e riscaldarli mentre tra essi viene iniettato un primo fluido pressurizzato tramite mezzi iniettori (15), caratterizzato da ciò, che detti mezzi di azionamento comprendono mezzi pneumatici (11, 14, 22) agenti in direzione contraria alla direzione della forza esercitata dal primo fluido e sono tali da almeno bilanciare la spinta esercitata dal fluido stesso.
2. 2. Apparato di riscaldamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato da ciò, che ciascun guscio di detta coppia di gusci (2b) comprende una piastra (5) riscaldante accoppiata mezzi di riscaldamento (5a) ed una cornice (6) circondante perifericamente detta piastra (5) ed accoppiata a mezzi (6a) di raffreddamento.
3. 3. Apparato di riscaldamento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato da ciò, che detta cornice (6) è associata ad una piastra di azionamento (7) e definisce una cavità (10) nella quale è alloggiata detta piastra (5) riscaldante.
4. 4 . Apparato di riscaldamento secondo la rivendicazione 3, caratterizzato da ciò, che almeno tra detta piastra di azionamento (7) e detta piastra (5) riscaldante sono interposti mezzi distanziatori (8).
5. 5 . Apparato di riscaldamento secondo le rivendicazioni 1 e 3, caratterizzato da ciò, che detti mezzi pneumatici (11, 14, 22) comprendono una membrana (11) centralmente acoppiata a detta piastra di azionamento (7), dal lato opposto alla piastra (5) riscaldante, e perifericamente fissata ad una piastra (12) di supporto tramite mezzi di fissaggio (13).
6. 6. Apparato di riscaldamento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato da ciò, che attraverso detta piastra di fissaggio (12) sfociano mezzi a condotto (14) attraverso i quali viene inviato un secondo fluido pressurizzato.
7. 7 . Apparato di riscaldamento secondo la rivendicazione 6, caratterizzato da ciò, che sono interposti mezzi di guida tra la piastra di fissaggio (12) associata ad un guscio (2a) e la piastra di fissaggio (12) associata all'altro guscio (2a).
8. 8. Apparato di riscaldamento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato da ciò, che tra i gusci (2a) sono interposti mezzi di ritorno elastici (19).
9. 9 . Apparato di riscaldamento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato da ciò, che detta piastra (5) riscaldante è dotata di incavi (16, 20) ricavati nella cornice (6) per il passaggio di detto primo fluido .
10. 10 . Apparato di riscaldamento, secondo la rivendicazione 9, caratterizzato da ciò, che detti incavi (16) alloggiano, con interposizione dei fogli (1), rispettivi mezzi iniettori (15) di detto primo fluido.
11. 11. Apparato di riscaldamento secondo la rivendicazione 9, caratterizzato da ciò, che detti incavi (20) sono comunicanti con corrispondenti incavi della stazione successiva (3) per consentire il passaggio di detto primo fluido a detta stazione successiva attraverso condotti realizzati in detti fogli per mezzo di detti incavi (20).
12. 12. Apparato di riscaldamento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato da ciò, che detta piastra riscaldante (5) è concava per ricevere uno di detti fogli (1) e presenta bordi periferici più lontani dal rispettivo foglio della faccia più interna della rispettiva cornice (6).
13. 13. Apparato di riscaldamento secondo la rivendicazxone 1, caratterizzato da ciò, che presenta uno sviluppo lungo una direzione (F) di avanzamento di detti fogli (1) almeno pari a due volte lo sviluppo nella stessa direzione di una delle stazioni successive (3, 4).
14. 14. Apparato di riscaldamento secondo la rivendicazione 5, caratterizzata da ciò, che detta membrana (11) presenta una superficie almeno corrispodente alla superficie della zona dei fogli (1) da riscaldare.