ITTO20130858A1 - Sistema e procedimento per il confezionamento di prodotti - Google Patents

Sistema e procedimento per il confezionamento di prodotti

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ITTO20130858A1
ITTO20130858A1 IT000858A ITTO20130858A ITTO20130858A1 IT TO20130858 A1 ITTO20130858 A1 IT TO20130858A1 IT 000858 A IT000858 A IT 000858A IT TO20130858 A ITTO20130858 A IT TO20130858A IT TO20130858 A1 ITTO20130858 A1 IT TO20130858A1
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Fulvio Giacobbe
Dario Parino
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Cavanna Spa
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Description

DESCRIZIONE
“Sistema e procedimento per il confezionamento di prodotti”
TESTO DELLA DESCRIZIONE
Campo dell'invenzione
La presente invenzione riguarda un sistema ed un procedimento per il confezionamento di prodotti in contenitori quali scatole o simili.
Descrizione della tecnica relativa
Tipicamente, per il confezionamento di prodotti in contenitori quali scatole o simili si utilizza un sistema di confezionamento comprendente:
- una stazione di formazione di contenitori nella quale una macchina formatrice effettua la formazione di contenitori a partire da sbozzi formati da fogli fustellati di cartoncino o simili,
- una stazione di riempimento nella quale un manipolatore con una o più teste di presa effettua la presa di prodotti sciolti o ordinati e posiziona i prodotti all'interno dei contenitori.
A valle della stazione di riempimento può essere prevista una stazione di chiusura nella quale i coperchi dei contenitori, se presenti, vengono piegati e sigillati.
Nei sistemi di confezionamento di questo tipo è generalmente previsto un trasportatore munito di una pluralità di elementi spintori che muovono i contenitori su un piano di supporto dalla stazione di formatura alla stazione di riempimento ed eventualmente alla stazione di chiusura. Nelle soluzioni tradizionali, il trasportatore è solitamente formato da una catena motorizzata ad anello chiuso portante una pluralità di elementi spintori distanziati fra loro di un passo costante.
Nei sistemi di confezionamento di questo tipo è spesso difficoltoso coordinare il ciclo di lavoro del manipolatore che effettua il riempimento dei contenitori con la macchina di formazione dei contenitori e, se presente, con l'unità di chiusura dei contenitori. Le difficoltà di coordinamento delle velocità delle varie unità operative del sistema diventano ancora più gravi quando è necessario cambiare il formato dei contenitori (dimensioni dei contenitori e numero dei prodotti in ciascun contenitore) in un impianto già esistente.
Scopo e sintesi dell'invenzione
La presente invenzione si prefigge lo scopo di fornire un sistema di confezionamento che consenta di superare i problemi della tecnica nota.
Secondo la presente invenzione, tale scopo viene raggiunto da un sistema di confezionamento avente le caratteristiche formanti oggetto della rivendicazione 1 e da un procedimento di confezionamento avente le caratteristiche della rivendicazione 4.
Le rivendicazioni formano parte integrante dell'insegnamento somministrato in relazione all'invenzione.
Breve descrizione dei disegni
La presente invenzione verrà ora descritta dettagliatamente con riferimento ai disegni allegati, dati a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:
- la figura 1 è una vista prospettica schematica di un sistema di confezionamento secondo la presente invenzione, - le figure 2 e 3 sono viste prospettiche in maggiore scala della parte indicata dalla freccia II nella figura 1 - la figura 4 è un dettaglio in maggiore scala della parte indicata dalla freccia IV nella figura 1,
- le figura 5, 6 e 7 sono viste prospettiche schematiche illustranti la sequenza di formazione, riempimento e chiusura dei contenitori, e
- le figure da 8 a 16 sono viste frontali schematiche illustranti la sequenza di lavoro del sistema di confezionamento secondo la presente invenzione.
Descrizione dettagliata dell'invenzione
Con riferimento alla figura 1, con 10 è indicato un sistema di confezionamento che effettua la formazione di contenitori, il riempimento dei contenitori con quantità prestabilite di prodotti, ad esempio prodotti dolciari, ed eventualmente la chiusura dei contenitori.
Il sistema di confezionamento 10 comprende una stazione di formazione 12, una stazione di riempimento 14 e, eventualmente, una stazione di chiusura 16. La stazione di chiusura non è necessaria nel caso in cui i contenitori hanno la forma di vassoi privi di coperchio. La stazione di formazione 12 comprende un dispositivo di formatura 18 atto a formare contenitori C, ad esempio a forma di scatola, a partire da sbozzi fustellati di cartoncino inizialmente piani aventi una forma corrispondente allo sviluppo in piano dei contenitori C. Il dispositivo di formatura 18 può avere una o più unità di formatura 20 dotate di rispettivi elementi formatori 22 mobili nella direzione indicata dalle frecce A, atti ad effettuare la piegatura degli sbozzi di cartoncino inizialmente piani per formare i contenitori C.
La struttura ed il funzionamento del dispositivo di formatura 18 non sono descritti in dettaglio in quanto esulano dall'ambito della presente invenzione. Nell'esempio illustrato nelle figure il dispositivo formatore 18 ha due unità di formatura 20 ed effettua la formazione di due contenitori C per ogni ciclo di movimento degli elementi formatori 22. Si intende che il dispositivo formatore 18 potrà avere un numero qualsiasi di unità di formatura e potrà essere di qualsiasi tipo noto o ancora da sviluppare.
La stazione di riempimento 14 comprende un manipolatore automatico 24 avente una testa 26 atta a prelevare i prodotti da un nastro di alimentazione (non illustrato) ed a depositare i prodotti entro rispettivi contenitori C. La testa 26 può avere uno o più elementi di presa 28 ciascuno dei quali preleva e deposita uno o più prodotti all'interno di un rispettivo contenitore C per ogni ciclo di lavoro del manipolatore 24. Il manipolatore 24 e la testa 26 possono essere di qualunque tipo disponibile in commercio o ancora da sviluppare.
Il sistema di confezionamento 10 comprende un piano di supporto stazionario 30 che si estende in direzione orizzontale fra la stazione di formazione 12, la stazione di riempimento 14 e, se presente, la stazione di chiusura 16. Un trasportatore 32 è situato al di sotto del piano di supporto stazionario 30. Il trasportatore 32 è formato da un motore lineare includente uno statore 34 ed una pluralità di moventi 36, mobili lungo lo statore 34 in modo indipendente fra loro. Lo statore 34 si estende lungo un percorso ad anello chiuso ed ha due rami rettilinei 34a, 34b che nell’esempio illustrato sono paralleli fra loro e raccordati alle loro estremità da due rami arcuati 34c. Il ramo 34a funge da ramo di trasporto e il ramo 34b funge da ramo di ritorno.
Con riferimento alla figura 4, il motore lineare 32 formante il trasportatore può essere un motore lineare sincrono (LSM) ad esempio prodotto dalla Jacobs Automation LLC. Lo statore 34 è dotato di avvolgimenti statorici controllati da un'unità elettronica di controllo. Ciascun movente 36 è dotato di un magnete permanente che coopera con il campo magnetico statorico. Ciascun movente 36 è inoltre dotato di un magnete di identificazione 38 che coopera con un encoder per permettere all'unità elettronica di controllo di rilevare la posizione di ciascun movente 36 lungo lo statore 34. L'unità elettronica di controllo è in grado di controllare la posizione, la velocità e l'accelerazione dei moventi 36 in modo indipendente l'uno dall'altro.
Con riferimento alle figure 2 e 3, ciascun movente 36 porta un rispettivo elemento spintore 40. Il piano di supporto stazionario 30 ha una fessura longitudinale 42 che si estende parallelamente al ramo di trasporto 34a dello statore 34. Gli elementi spintori 40 si estendono al di sopra del piano di supporto stazionario 30 attraverso l'apertura 42.
Con riferimento alle figure 2 e 3, ciascun contenitore C ha una parete di fondo 44, due pareti longitudinali 46 e due pareti trasversali 48. Ciascun coperchio C può anche essere munito di un coperchio 50 collegato mediante una linea di piegatura al bordo superiore di una delle pareti longitudinali 46.
Il piano di supporto stazionario 30 ha due guide longitudinali 52 situate da parti opposte della fessura 42. Nella stazione di formatura 12 le guide 52 sono inclinate e convergenti nella direzione di trasporto. A valle della stazione di formatura 12 le guide 52 sono parallele e distanziate fra loro di una distanza pari alla distanza fra le pareti longitudinali 46 dei contenitori C.
Con riferimento alla figura 1, il trasportatore 32 trasporta i contenitori C lungo un percorso di trasporto nella direzione indicata dalla freccia B. Nell'esempio illustrato nella figura, il percorso di trasporto è suddiviso in: una zona di formatura 54, una prima zona di accumulo 56, una zona di riempimento 58, una seconda zona di accumulo 60 ed in una zona di chiusura 62.
Con riferimento alle figure 2 e 3, ciascun contenitore C è trattenuto fra due elementi spintori 40 di due moventi 36 adiacenti. Gli elementi spintori 40 entrano in contatto con le pareti trasversali 48 del rispettivo contenitore C.
Come è illustrato nella figura 2, è frequente che i contenitori C all'uscita del dispositivo di formatura 18 abbiano pareti trasversali 48 arcuate verso l'esterno. Il trasportatore riceve ciascun contenitore C fra due elementi spintori 40 adiacenti con una distanza L1 fra gli elementi spintori 40 superiore alla distanza nominale fra le pareti trasversali 48. Dopo aver ricevuto un contenitore C, i moventi 36 associati ad uno stesso contenitore C si avvicinano fra loro in modo da portare la distanza fra gli elementi spintori 40 associati a ciascun contenitore C ad un valore L2 pari alla distanza nominale fra le pareti trasversali 48. In questo modo, le pareti trasversali 48 inizialmente arcuate verso l'esterno vengono raddrizzate dal movimento di avvicinamento reciproco dei due elementi spintori 40. I contenitori C vengono trattenuti positivamente fra i due elementi spintori 40 durante tutto il percorso di trasporto.
Il sistema di confezionamento 10 si può adattare ad una variazione delle dimensioni dei contenitori C. Con riferimento alla figura 3, l’adattamento ad una variazione della dimensione longitudinale dei contenitori C viene effettuato variando la distanza fra gli elementi spintori 40 dal valore L4 corrispondente al vecchio formato al valore L3 corrispondente al nuovo formato. L'adattamento ad una variazione della dimensione trasversale dei contenitori C viene effettuato regolando la posizione delle guide 52.
Le figure 5, 6 e 7 illustrano schematicamente il funzionamento del sistema di confezionamento 10. Nella prima fase, illustrata nella figura 5, il dispositivo di formazione 18 effettua la formazione dei contenitori C a partire da sbozzi piani di cartoncino 63. I contenitori C all'uscita del dispositivo di formazione 18 vengono appoggiati sul piano di supporto stazionario 30 e vengono prelevati dal trasportatore 32 come descritto in precedenza. I contenitori C vengono fatti avanzare dalla stazione di formazione 12 alla stazione di riempimento 14. Nella stazione di riempimento 14 i contenitori C possono essere tenuti temporaneamente in posizione stazionaria per il periodo di tempo necessario affinché il manipolatore 24 effettui il riempimento dei contenitori C. Nella stazione di riempimento 14 la distanza fra i contenitori C viene impostata in modo da corrispondere alla distanza fra le unità di presa 28 della testa 26 del manipolatore 24. Il trasportatore 32 consente di impostare la posizione di ciascun contenitore C, per cui i contenitori C possono essere posizionati con precisione in corrispondenza della zona di lavoro del rispettivo elemento di presa 28.
Al termine dell'operazione di riempimento i contenitori C vengono fatti avanzare verso la stazione di chiusura 16. La chiusura dei coperchi 50 può essere effettuata mediante piegatori stazionari 66 che effettuano la piegatura dei coperchi 50 per effetto del movimento di avanzamento dei contenitori C nella direzione B. Le ali sporgenti dei coperchi 50 possono essere piegate e sigillate mediante unità di chiusura di tipo per sé noto.
Le figure da 8 a 16 illustrano schematicamente un possibile programma di lavoro del sistema di confezionamento 10.
La figura 8 illustra schematicamente il sistema di confezionamento 10 all'inizio di un programma di lavoro. Il trasportatore 32 è inizialmente vuoto. Il dispositivo di formatura 18 inizia a formare contenitori C. I contenitori C vengono prelevati dal trasportatore 32 e trasferiti dalla zona di formazione 54 alla prima zona di accumulo 56. La figura 10 mostra la condizione in cui nella prima zona di accumulo 56 è stato formato un gruppo G1 di contenitori in numero pari al numero degli elementi di presa 28 del manipolatore 24. A questo punto, il gruppo G1 di contenitori viene trasferito nella zona di riempimento 58 (figura 11).
Mentre il manipolatore 24 effettua il riempimento del primo gruppo G1 di contenitori, i nuovi contenitori provenienti dalla zona di formatura 54 si accumulano nella prima zona di accumulo 56.
Con riferimento alla figura 12, quando il manipolatore 24 ha completato il riempimento del primo gruppo G1 di contenitori, nella prima zona di accumulo 56 si è raccolto un secondo gruppo G2 di contenitori.
A questo punto, come illustrato nella figura 13, il primo gruppo di contenitori pieni G1 viene trasferito nella seconda zona di accumulo 60 ed il secondo gruppo di contenitori G2 viene trasferito nella zona di riempimento 58.
Quindi, come illustrato nella figura 14, il primo gruppo di contenitori G1 viene fatto transitare attraverso la zona di chiusura 62 mentre il secondo gruppo di contenitori G2 viene riempito nella zona di riempimento 58 ed un terzo gruppo di contenitori G3 si accumula nella prima zona di accumulo 56.
Quando la seconda zona di accumulo 60 è vuota, il secondo gruppo di contenitori G2 viene trasferito nella seconda zona di accumulo 60 ed il terzo gruppo di contenitori G3 viene trasferito nella zona di riempimento 58 (figura 15).
A questo punto, come illustrato nella figura 16, il sistema è a regime ed il ciclo operativo si ripete per successivi gruppi di prodotti G4… Gn. Nelle zone di accumulo 56, 60 i contenitori sono separati e mantenuti distanziati fra loro al passo desiderato diversamente da quanto accade nelle soluzioni note nelle quali i contenitori sono ammucchiati su un nastro trasportatore nelle zone di accumulo con conseguente necessità di ricadenzamento e problemi di incastro.
Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione così come definito nelle rivendicazioni che seguono.

Claims (6)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di confezionamento, comprendente: - una stazione di formazione di contenitori (12), - una stazione di riempimento di contenitori (14), e - un trasportatore (32) disposto per prelevare contenitori (C) in detta stazione di formazione (12) e per trasferire i contenitori (C) a detta stazione di riempimento (14), caratterizzato dal fatto che detto trasportatore (32) è formato da un motore lineare includente uno statore (34) ed una pluralità di moventi (36) mobili in modo indipendente fra loro lungo detto statore (34), in cui ciascuno di detti moventi (36) porta un rispettivo elemento spintore (40) ed in cui, nel funzionamento, ciascun contenitore (C) è tenuto fra due elementi spintori (40) di due moventi (36) adiacenti.
  2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto statore (34) si estende lungo un percorso ad anello chiuso.
  3. 3. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende un piano di supporto stazionario (30) sul quale appoggiano detti contenitori (C), in cui detto trasportatore (32) è situato al di sotto di detto piano di supporto stazionario (30) ed in cui detti elementi spintori (40) si estendono al di sopra di detto piano di supporto stazionario (30) attraverso una fessura (42) di detto piano di supporto stazionario (30) estendentesi lungo un percorso di trasporto.
  4. 4. Procedimento per il confezionamento di prodotti, comprendente le fasi di: - formare una pluralità di contenitori (C) in una stazione di formazione (12), - trasportare detti contenitori (C) da detta stazione di formazione (12) ad una stazione di riempimento (14), e - riempire detti contenitori (C) in detta stazione di riempimento (14), caratterizzato dal fatto che il trasporto di detti contenitori (C) è effettuato mediante un motore lineare (32) includente uno statore (34) ed una pluralità di moventi (36) mobili in modo indipendente fra loro lungo detto statore (34), in cui ciascuno di detti moventi (36) porta un rispettivo elemento spintore (40) ed in cui ciascun contenitore (C) è tenuto fra due elementi spintori (40) di due moventi (36) adiacenti fra loro.
  5. 5. Procedimento secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che comprende le fasi di accumulare un gruppo di contenitori (G1, G2, G3…) in una stazione di accumulo (56) fra detta stazione di formazione (12) e detta stazione di riempimento (14).
  6. 6. Procedimento secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che nella stazione di formazione (12) ciascun contenitore (C) è ricevuto fra due elementi spintori (40) situati ad una distanza relativa (L1) nella direzione di trasporto (B) maggiore della lunghezza nominale (L2) dei contenitori (C) e dal fatto che detti elementi spintori (40) vengono successivamente avvicinati ad una distanza relativa (L2) pari alla lunghezza nominale dei contenitori (C).
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