BRPI0618762A2

BRPI0618762A2 - mecanismo de barra dobradora estacionária

Info

Publication number: BRPI0618762A2
Application number: BRPI0618762-5A
Authority: BR
Inventors: Lawrence Joseph Bartel; Anthony Robert Knoerzer; Garrett William Kohl; Steven Kenneth Tucker
Original assignee: Frito Lay North America Inc
Priority date: 2005-11-18
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2011-09-13
Also published as: AU2006315927B2; EP1951576A1; KR100948997B1; AU2006315927A1; CN101360651B; US7254930B2; WO2007058689A1; WO2007058689A8; CN101360651A; US20060064947A1; JP2009515791A; CA2630456A1; JP4718615B2; KR20080068097A; CA2630456C

Abstract

MECANISMO DE BARRA DOBRADORA ESTACIONáRIA. A presente invenção refere-se a um mecanismo de barra dobradora estacionária fixado a uma máquina de empacotamento vertical de formar, encher e selar usada para construir uma bolsa capaz de se manter na vertical e um saco de fundo plano reforçado com placa. A invenção envolve produzir uma bolsa capaz de se manter na vertical ou saco de fundo plano a partir de uma lâmina única de película de empacotamento pela formação de uma ou duas dobras verticais ao longo de lados opostos do tubo de película de empacotamento antes de formar uma selagem transversal no tubo. A dobra vertical é formada usando-se o mecanismo de reforçar com placa de barra dobradora estacionária posicionado externamente ao tubo de película de empacotamento e posicionado entre duas placas de formação localizadas dentro do tubo de película de empacotamento. Embora o mecanismo de reforçar com placa de barra dobradora seja estacionário durante operação, ele é inteiramente ajustável ao longo de múltiplos eixos geométricos de orientação.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MECANISMO DE BARRA DOBRADORA ESTACIONÁRIA".

Antecedentes da Invenção

1. Referência Cruzada a Pedidos Relacionados

Este pedido é uma continuação em parte do co-pendente pedido de patente U.S. Nº de série 10/778.839, depositado em 13 de fevereiro de 2004, o qual, por sua vez, é um pedido divisionário do pedido de patente U.S. Nº de série 10/100.370, depositado em 18 de março de 2002 (agora a Patente U.S. Nº 6.722.106).

2. Camoo Técnico

A presente invenção refere-se a um mecanismo de barra dobra- dora estacionária fixado a uma máquina de empacotamento vertical de for- mar, encher e selar e método para usar o mesmo para construir uma bolsa capaz de se manter na vertical e um saco de fundo plano com nesgas, o qual permite uma construção de peça única de um saco capaz de se manter nar vertical adequado para distribuição de alimento de lanche no varejo. A invenção leva em conta o uso de tecnologia de conversor de película e em- pacotamento existente para produzir um pacote capaz de se manter na ver- tical com aumento mínimo de custo e com modificações mínimas.

3 Descricão da Técnica Relacionada

Máquinas de empacotamento de formar, encher e selar verticais são comumente usadas na indústria alimentícia de comida de lanche para formar, encher e vedar sacos de batatas fritas e outros produtos similares. Tais máquinas de empacotamento pegam uma película de empacotamento de um rolo de lâmina e transformam a película em um tubo vertical em volta dé um cilindro de entrega de produto. O tubo vertical é selado verticalmente ao longo de seu comprimento para formar uma selagem traseira. A máquina aplica um par de mordentes ou forros de selagem por calor contra o tubo para formar uma selagem transversal horizontal. Esta selagem transversal age como a selagem de topo no saco abaixo e a selagem de fundo no paco- te sendo enchido e formado acima. O produto a ser empacotado, tal como batatas fritas, é colocado através do cilindro de entrega de produto e do tubo formado e é retido dentro do tubo acima da selagem transversal de fundo. Depois de o pacote ter sido enchido, o tubo de película é empurrado para baixo para arrastar para fora um outro comprimento de pacote. Uma sela- gem transversal é formada acima do produto, selando-o assim dentro do tubo de película e formando um pacote de produto. O pacote abaixo da dita selagem transversal é separado do resto do tubo de película ao se cortar horizontalmente através da área selada.

A película de empacotamento usada em tal processo é tipica- mente um material de polímero composto produzido por um conversor de película. Por exemplo, uma película composta de técnica anterior usada para empacotar batatas fritas e produtos similares está ilustrada na figura 1, a qual é um esquema de uma seção transversal da película ilustrando cada camada de material individual. A figura 1 mostra uma camada interna, ou de lado de produto, 16 que tipicamente compreende polipropileno orientado me- talizado ("OPP"), ou polietileno tereftalato metalizado ("PET"). Esta é segui- dâ por uma camada laminada 14, tipicamente uma extrusão de polietileno, e uma tinta ou camada de gráficos 12. A camada de tinta 12 é tipicamente u- sada para a apresentação de gráficos que podem ser vistos através de uma camada externa transparente 10, cuja camada 10 é tipicamente OPP ou PET.

A composição de película de técnica anterior mostrada na figura 1 é idealmente apropriada para uso em máquinas verticais de formar, encher e selar para o empacotamento de produtos alimentícios. A camada interna metalizada 16, a qual é usualmente metalizada com uma camada fina de alumínio, fornece excelentes propriedades de barreira. O uso de OPP ou PET para a camada externa 10 e para a camada interna 16 adicionalmente torna possível selar por calor qualquer superfície da película a qualquer ou- tra superfície na formação tanto das selagens transversais quanto da sela- gem traseira de um pacote. Alternativamente, pode ser usado um material na camada externa 12 que não selará sobre si mesmo, tal como uma cama- da de papel ou uma camada de polímero não selante, de maneira que so- mente a camada interna 16 é usada como uma superfície de selagem. Selagens traseiras típicas formadas usando a composição de película mostrada na figura 1 estão ilustradas nas figuras 2a e 2b. A figura 2a é um esquema de uma modalidade de "selagem de sobreposição" de uma selagem traseira sendo formada em um tubo de película, a qual pode ser usada quando as camadas internas e externas são seláveis conjunta- mente. A figura 2b ilustra uma modalidade de "selagem de aba" de uma se- lagem traseira sendo formada em um tubo de película, a qual pode ser usa- da quando a camada externa não é adequada como uma superfície de sela- gem.

Com referência à figura 2a, uma parte da camada metalizada interna 26 é casada com uma parte da camada externa 20 na área indicada pelas setas para formar uma selagem de sobreposição. A selagem nesta área é realizada pela aplicação de calor e pressão sobre a película em tal área. O projeto de selagem de sobreposição mostrado na figura 2a assegura que o produto a ser colocado dentro do pacote formado ficará protegido con- tra a camada de tinta pela camada interna metalizada 26.

A variação de selagem de aba mostrada na figura 2b também permite que o produto a ser colocado no pacote formado será protegido con- tra a camada de tinta pelja camada interna metalizada 26. De novo, a cama- da externa 20 não entra em contato com qualquer produto. Na modalidade mostrada na figura 2b, entretanto, a camada interna 26 é dobrada para cima e então selada nela própria na área indicada pelas setas. De novo, esta se- lagem é realizada pela aplicação de calor e pressão sobre a película na área ilustrada.

Independente de se uma selagem de sobreposição ou selagem de aba é usada para construir um pacote padrão usando uma máquina de empacotamento de formar, encher e selar vertical, o resultado final é um pa- cote tal como mostrado na figura 3a com as selagens transversais de topo e fundo orientadas horizontalmente 31, 33. Tal pacote é referido na técnica como um "saco flexível vertical" ou "bolsa tipo almofada", e é comumente usado para empacotar alimentos de lanche tais como batatas fritas, fatias de tortilla, e vários outros produtos em lâminas e extrusados. A selagem traseira discutida com referência às figuras 2a e 2b se desenvolve verticalmente ao longo do saco e é tipicamente centralizada na parte traseira do pacote mos- trado na figura 3a, assim não é visível na figura 3a. Por causa da base de borda única estreita no pacote mostrado na figura 3a formado pela selagem transversal de fundo 33, tais pacotes de técnica anterior não são particular- mente estáveis quando se mantendo sobre uma extremidade. Esta deficiên- cia tem sido abordada na indústria de empacotamento pelo desenvolvimento de uma bolsa com base horizontal tal como a modalidade ilustrada nas figu- ras 4a, 4b e 4c. Como pode ser visto pela referência às ditas figuras, tal bol- sa com base horizontal tem uma base relativamente ampla e plana 47 tendo duas bordas de contato. Isto permite à bolsa se apoiar nesta base 47 em uma apresentação vertical. A fabricação de tais bolsas com base horizontal, entretanto, não envolve o uso de máquinas verticais de formar, encher e se- lar padrões, mas, em vez disso, envolve uma construção de 3 peças cara e relativamente lenta usando uma máquina de formar, encher e selar bolsa.

Referindo-se às figuras 4b e 4c, a bolsa com base horizontal da técnica anterior é construída de três peças separadas de película que são casadas conjuntamente, isto é, uma lâmina dianteira 41, uma lâmina traseira 43 e uma lâmina de base 45. A lâmina dianteira 41 e a lâmina traseira 43 são seladas uma contra a outra em volta das suas bordas, tipicamente por selagem a quente. A lâmina de base 45, entretanto, é primeiramente presa ao longo das suas bordas externas às bordas externas do fundo da lâmina dianteira 41 e da lâmina traseira 43, como está mais bem ilustrado na figura 4c. Igualmente, o casamento da lâmina de base 45 com a lâmina dianteira 41 e a lâmina traseira 43 também é realizado tipicamente por uma selagem a quente. A exigência de que tal bolsa com base horizontal seja construída de três peças resulta em um pacote que é significativamente mais caro para construir do que um saco flexível vertical de formar, encher e selar padrão.

Desvantagens adicionais do uso de bolsas com base horizontal incluem o custo de capital inicial das máquinas de bolsa com base horizon- tal, o volume de jato de gás adicional exigido durante empacotamento quan- do comparado ao de um saco flexível vertical, o tempo ocioso aumentado para mudar o tamanho de saco, a velocidade de formação de saco mais bai- xa e uma reduzida faixa de tamanho de saco. Por exemplo, uma máquina vertical de formar, encher e selar modelo Polaris fabricada pela Klick Lock Woodman da Geórgia, USA, com uma capacidade de volume de 60-100 sa- cos por minuto custa na faixa de $75.000,00 por máquina. Uma máquina de fabricação de bolsa com base horizontal típica fabricada pela Roberts Pac- kaging de Battle Creek, Michigan, com uma capacidade de saco de 40-60 sacos por minuto custa tipicamente $500.000,00. O custo de película para um pacote vertical de formar, encher e selar padrão é aproximadamente $0,04 por saco com uma bolsa com base horizontal comparável custando aproximadamente duas vezes outro tanto. Bolsas com base horizontal exi- gem adicionalmente mais do que duas vezes o jato de gás de oxigênio ou nitrogênio. Mudar o tamanho de saco em uma bolsa com base horizontal leva adicionalmente mais de duas horas, tipicamente, enquanto que um ta- manho de saco de máquina vertical de formar e encher pode ser mudado em uma questão de minutos. Também, a faixa de tamanhos de saco típica em uma máquina de bolsa com base horizontal é de 113,39 gramas (4 onças) a 283,49 gramas (10 onças), enquanto que uma máquina vertical de formar e encher tipicamente pode fazer sacos na faixa de tamanhos de 28,34 gramas (1 onça) a 680,38 gramas (24 onças).

Uma vantagem de uma máquina de bolsa com base horizontal sobre uma máquina vertical de formar, encher e vedar, entretanto, é a etapa adicional relativamente simples de acrescentar uma vedação com fecho de correr no topo do saco para fechar novamente o saco. Máquinas verticais de formar, encher e selar tipicamente exigem modificação substancial e/ou o uso de vedações com fecho de correr pré-montado na película orientada horizontalmente para os forros de selagem usados efetuarem as selagens transversais horizontais.

Uma abordagem alternativa apresentada ná técnica anterior pa- ra produzir um saco com mais de uma apresentação capaz de se manter de pé é a construção de um saco de fundo plano tal como ilustrado na figura 3b. Tal saco é construído em um método muito similar àquele descrito anterior- mente com referência às bolsas tipo almofada de técnica anterior. Entretan- to, a fim de formar as nesgas verticais 37 em cada lado do saco, a máquina vertical de formar, encher e selar deve ser substancialmente modificada pela adição de dois dispositivos móveis em lados opostos do carro de selagem que se deslocam para dentro e para fora, para fazer contato com o tubo de película de empacotamento, a fim de formar a dobra que se torna as nesgas 37 mostradas na figura 3b. Especificamente, quando um tubo é empurrado para formar o próximo saco, dois dispositivos de forma triangular são deslo- cados horizontalmente na direção do tubo de película de empacotamento até que duas dobras verticais sejam formadas no tubo de película de empaco- tamento acima das selagens transversais, por causa do contato com estes dispositivos de forma triangular se deslocando. Enquanto os dois dispositi- vos de forma triangular estão assim em contato com o tubo de empacota- mento, a selagem transversal de fundo 33 é formada. O pacote é construído com uma camada externa 30 que é não selável, tal como papel. Isto causa a formação de uma nesga em forma de V 37 ao longo de cada borda vertical do pacote quando as selagens transversais 31, 33 são formadas. Enquanto os dispositivos de forma triangular ainda estão em contato com o tubo de material de empacotamento, o produto é colocado através do tubo de forma- ção dentro do tubo de película de empacotamento que está selado em uma extremidade por causa da selagem transversal de fundo 33. Os dispositivos de forma triangular são então removidos do contato com o tubo de película de empacotamento e a película é empurrada para baixo para a formação do próximo pacote. O processo é repetido de maneira tal que a selagem trans- versai de fundo 33 do pacote acima e a selagem transversal de topo 31 do pacote abaixo são então formadas. Esta selagem transversal é então corta- da, liberando assim um pacote formado e enchido pela máquina tendo as nesgas verticais 37 características mostradas na figura 3b.

O método de técnica anterior descrito anteriormente forma um pacote com uma base relativamente ampla por causa das nesgas verticais em forma de V 37. Conseqüentemente, ele é comumente referido na técnica como um saco de fundo plano. Um saco de fundo plano como este é vanta- joso em relação à bolsa com base horizontal descrita anteriormente em que ele é formado em uma máquina vertical de formar, encher e selar, embora com grandes modificações. Entretanto, o método de técnica anterior de construção de um saco de fundo plano tem diversas desvantagens significa- tivas. Por exemplo, o custo de capital para modificar a máquina vertical de formar, encher e selar para incluir os dispositivos de forma triangular que se deslocam é aproximadamente $30.000,00 por máquina. O tempo de mudan- ça para converter uma máquina vertical de formar, encher e selar de uma configuração de bolsa tipo almofada padrão para uma configuração de saco com base pode ser substancial, e de uma maneira geral perto de um quarto de hora de trabalho. A adição de todas as partes que se deslocam exigidas para o dispositivo de forma triangular se deslocar para dentro e para fora da posição, durante cada ciclo de formação de pacote, também acrescenta complexidade à máquina vertical de formar, encher e selar, resultando inevi- tavelmente em problemas de manutenção. Com importância, a máquina ver- tical de formar, encher e selar modificada para incluir os dispositivos de for- ma triangular que se deslocam é significativamente mais lenta do que uma máquina vertical de formar, encher e selar sem tais dispositivos por causa destes componentes que se deslocam que formam as nesgas verticais. Por exemplo, na formação de um saco de 15,24 centímetros (seis polegadas) por 22,86 centímetros (nove polegadas), a velocidade máxima de funciona- mento de uma máquina vertical de formar, encher e selar modificada usando os dispositivos de forma triangular que se deslocam é na faixa de 15 a 20 sacos por minuto. Uma máquina vertical de formar, encher e selar padrão sem tal modificação pode construir uma bolsa tipo almofada dimensionada de forma similar na taxa de aproximadamente 40 sacos por minuto.

Conseqüentemente, existe uma necessidade de um método pa- ra formar uma bolsa com base, similar em aparência e funcionalidade às bolsas com base horizontal e sacos de fundo plano dè técnica anterior, u- sando tecnologia de máquina vertical de formar, encher e selar e uma lâmina única de película de empacotamento. Este método deve levar em conta cus- to de película reduzido por saco quando comparado ao das bolsas com base horizontal, facilidade na mudança de tamanho, pequena despesa de capital, e a capacidade para acrescentar facilmente uma vedação com fecho de cor- rer aos sacos, todos ao mesmo tempo que mantendo velocidades de forma- ção de saco típicas de produção de bolsa tipo almofada de máquina vertical de formar, encher e selar. Tal método deve idealmente produzir uma bolsa capaz de se manter na vertical ou um saco de fundo plano construído de materiais comumente usados para formar sacos flexíveis verticais padrões.

Sumário da Invenção

A invenção proposta envolve produzir uma bolsa capaz de se manter na vertical ou um saco de fundo plano com nesgas construídos de uma lâmina única de material usando uma máquina vertical de formar, en- cher e selar ligeiramente modificada. Em uma configuração, a máquina verti- cal de formar, encher e selar inclui adicionalmente um mecanismo dobrador estacionário, mas ajustável, montado em uma estrutura da máquina que, quando posicionado entre duas placas de formação, encaixa a película de empacotamento criando uma nesga ou dobra vertical ao longo do compri- mento do saco enquanto ele está sendo formado.

A rotulagem na película de empacotamento usada na confecção de uma bolsa capaz de se manter na vertical usando a presente invenção pode ser orientada a 90° fora da orientação convencional. Assim, os gráficos de rotulagem no pacote resultante são orientados a 90° a partir de uma a - presentação padrão, de maneira tal que a nesga ou dobra forma a base de fundo do saco. As selagens transversais no saco formado são, portanto, ori- entadas verticalmente quando o saco é colocado em exibição. Uma vedação com fecho de correr ou vedação de fechar novamente pode ser facilmente acrescentada à construção de um saco capaz de se manter na vertical como este uma vez que a vedação com fecho de correr pode acompanhar a lâmi- na única de película em uma tira contínua ao longo de uma borda da pelícu- la.

Em uma outra configuração, a máquina vertical de formar, en- cher e selar inclui adicionalmente dois mecanismos dobradores estacioná- rios, mas ajustáveis, montados em uma estrutura da máquina e operáveis para se posicionar em lados opostos do tubo de formação. Cada mecanismo dobrador é posicionado entre um respectivo par de placas de formação, cri- ando assim uma dobra ou prega vertical em lados opostos ao longo do com- primento do saco enquanto ele está sendo avançado para abaixo do tubo de formação da máquina.

A rotulagem da película de empacotamento pode ser orientada em linha com a translação longitudinal da película a fim de ficar legível para um operador da máquina à medida que a película se desloca para abaixo do tubo de formação. Nesta configuração, as selagens transversais no saco formado são orientadas horizontalmente quando o saco é colocado em exi- bição. O saco formado fornece um fundo plano estável por causa das nes- gas em forma de "V" formadas em cada lado vertical do saco.

Alternativamente, a rotulagem na película de empacotamento usada na confecção de sacos com fundo plano usando a presente invenção pode ser orientada a 90° fora da orientação convencional, de maneira tal que os gráficos de rotulagem aparecem de lado tal como visto pelo operador da máquina vertical de formar e encher à medida que a película é avançada para abaixo do tubo de formação. Em outras palavras, os gráficos de rotula- gem na película de empacotamento são orientados perpendiculares à dire- ção de deslocamento de película. Nesta configuração, as selagens transver- sais no saco formado ficam orientadas verticalmente quando o saco é colo- cado em exibição. Assim, os gráficos de rotulagem no pacote resultante são orientados a 90° a partir de uma apresentação padrão, de maneira tal que as nesgas ou dobras em forma de "V" formam a base de fundo e o topo do saco.

O aparelho e métodos descritos, e as bolsas e sacos formados como uma conseqüência, são um substancial aperfeiçoamento em relação às bolsas com base horizontal e sacos de fundo plano de técnica anterior. Os métodos trabalham em máquinas verticais de formar, encher e selar exis- tentes exigindo muito pouca modificação. Não existem partes se deslocando e nenhuma modificação de carro de mordente é envolvida. A máquina verti- cal de formar, encher e selar pode ser facilmente convertida de volta para uma configuração de bolsa tipo almofada convencional com uma simples mudança formadora. As mesmas laminações metalizadas ou limpas usadas como materiais em bolsas tipo almofada também podem ser usadas com a invenção e, portanto, economizando no custo por saco. A invenção permite a formação de sacos que competem com uma bolsa com base horizontal u- sando um método completamente diferente que leva a vantagem da econo- mia da tecnologia de máquina vertical de formar, encher e selar.

Os indicados anteriormente assim como recursos e vantagens adicionais da presente invenção se tornarão aparentes na descrição deta- Ihada redigida seguinte.

Breve Descrição dos Desenhos

Os recursos inéditos aceitos como verdadeiros característicos da invenção estão expostos nas reivindicações anexas. A invenção propriamen- te dita, entretanto, assim como um modo de uso preferido, objetivos e vanta- gens adicionais da mesma, serão mais bem entendidos pela referência à descrição detalhada a seguir de modalidades ilustrativas quando lida em conjunto com os desenhos anexos, em que:

a figura 1 é uma vista de seção transversal esquemática de pelí- culas de empacotamento de técnica anterior;

a figura 2a é uma vista de seção transversal esquemática de um tubo de película de empacotamento ilustrando a formação de uma selagem de sobreposição de técnica anterior;

a figura 2b é uma seção transversal esquemática de um tubo de película de empacotamento ilustrando a formação de uma selagem de aba de técnica anterior;

a figura 3a é uma vista em perspectiva de um saco flexível verti- cal de técnica anterior;

a figura 3b é uma vista em perspectiva de um saco de fundo plano de técnica anterior;

as figuras 4a, 4b e 4c são vistas em perspectiva em elevação de uma bolsa com base horizontal de técnica anterior;

a figura 5a é uma seção transversal esquemática de um tubo de película de empacotamento formado pela modalidade de bolsa capaz de se manter na vertical dos presentes métodos de invenção;

a figura 5b é uma seção transversal esquemática de um tubo de película de empacotamento formado pela modalidade de saco de fundo pla- no dos presentes métodos de invenção;

a figura 6a é uma vista em perspectiva de uma modalidade do mecanismo dobrador estacionário, placas de formação e da barra de tensão, em elevação da modalidade de bolsa capaz de se manter na vertical da pre- sente invenção em relação a um tubo de formação e mordentes de selagem de uma máquina vertical de formar, encher e selar;

a figura 6b é uma vista em perspectiva de uma modalidade dos mecanismos dobradores estacionários, placas de formação e da barra de tensão, em elevação da modalidade de saco de fundo plano da presente invenção em relação a um tubo de formação e mordentes de selagem de uma máquina vertical de formar, encher e selar;

as figuras 7a e 7b são vistas em perspectiva da bolsa capaz de se manter na vertical da presente invenção;

a figura 7c é uma vista em perspectiva de uma modalidade do saco de fundo plano da presente invenção, construído de material que sela sobre si mesmo;

a figura 7d é uma vista em perspectiva de uma modalidade al- ternativa do saco de fundo plano da presente invenção, construído de mate- rial que não sela sobre si mesmo;

as figuras 7e e 7f são vistas em perspectiva de uma modalidade alternativa do saco de fundo plano da presente invenção, construído de ma- terial que sela sobre si mesmo; e

a figura 8 é uma vista em perspectiva de uma modalidade do mecanismo dobrador estacionário da presente invenção.

Onde usado nas várias figuras dos desenhos, os mesmos núme- ros designam as partes iguais ou similares. Além disso, quando os termos "topo", "fundo", "primeiro", "segundo", "superior", "inferior", "altura", "largura", "comprimento", "extremidade", "lado", "horizontal", "vertical" e termos simila- res forem usados neste documento, deve ser entendido que estes termos têm referência somente com a estrutura mostrada no desenho e são utiliza- dos somente para facilitar a descrição da invenção.

Todas as figuras estão desenhadas somente para facilidade de explicação dos preceitos básicos da presente invenção; as extensões das figuras com relação a número, posição, relação e dimensões da partes para formar a modalidade preferida serão explicadas ou estarão dentro do conhe- cimento da técnica depois de os preceitos seguintes da presente invenção terem sido lidos e entendidos. Adicionalmente, as dimensões e proporções dimensionais exatas para se amoldar à força, peso, resistência e exigências similares específicas estarão igualmente dentro do conhecimento da técnica depois de os preceitos seguintes da presente invenção terem sido lidos e entendidos.

Descrição Detalhada da Invenção

A. Bolsa capaz de se manter na vertical As figuras 5a e 6a ilustram os componentes básicos da invenção proposta tal como ela refere-se à fabricação de uma bolsa capaz de se man- ter na vertical. Os mesmos números de referência são usados para identifi- car os mesmos elementos correspondentes por todos os desenhos a não ser que anotado de outro modo. A figura 5a é uma seção transversal esquemáti- ca de um tubo de material de empacotamento (película) formado pelo pre- sente método de invenção. O tubo de película de empacotamento mostrado na figura 5a está ilustrado como uma área seccional transversal imediata- mente abaixo do tubo de formação 101 da figura 6a. O tubo de película de empacotamento compreende uma camada externa 116 e uma camada in- terna 110, e pode compreender material tipicamente usado no campo da técnica para fazer um saco flexível vertical padrão, tal como discutido em relação à figura 1. O tubo na figura 5a foi formado pela selagem de uma lâ- mina de película com uma selagem traseira vertical, tal como descrito anteri- ormente com referência às discussões de métodos de máquina vertical de formar e encher de técnica anterior.

A figura 6a mostra um tubo de formação 101 típico em muitos aspectos àqueles usados com máquinas verticais de formar, encher e selar de técnica anterior. Este tubo de formação 101 pode ser um cilindro, ter uma seção transversal retangular, ou qualquer número de formas, mas é preferi- velmente cilíndrico tal como ilustrado. A película ilustrada na figura 5a é for- mada inicialmente em volta do tubo de formação 101 da figura 6a. Este tubo de formação 101 está mostrado em elevação, mas normalmente estaria in- tegralmente fixado à máquina vertical de formar, encher e selar. Também está mostrado na figura 6a um par de mordentes de selagem de técnica an- terior 108, ilustrado igualmente em elevação. Não está mostrado na figura 6a o carro de mordènte de selagem no qual os tais mordentes de selagem 108 seriam montados abaixo do tubo de formação 101.

Tal como descrito anteriormente, a prática na técnica anterior na fabricação de um saco flexível vertical envolve alimentar uma lâmina contí- nua de película de empacotamento dirigida em volta do tubo de formação 101. Uma selagem traseira é formada em uma única camada de película a fim de criar um tubo de película em volta do tubo de formação 101. Os mor- dentes de selagem 108 se fecham sobre o assim formado tubo de película de empacotamento, formando assim uma selagem transversal de fundo. O produto é então colocado através do tubo de formação 101 dentro do tubo de película de empacotamento. O tubo é então impelido para baixo por meio de atrito contra correias giratórias (não mostradas) e os mordentes de sela- gem 108 são usados para formar uma outra selagem transversal acima do nível do produto que se encontra dentro do tubo. Esta selagem é subse- qüentemente cortada de forma horizontal de maneira tal que uma selagem transversal de topo é formada no topo do saco enchido abaixo e uma sela- gem transversal de fundo é formada no tubo de película de empacotamento acima.

A película de empacotamento durante a operação de técnica anterior descrita anteriormente é orientada para ser legível por um operador da máquina à medida que a película se desloca para abaixo do tubo de for- mação 101. Esta orientação fornece os gráficos 39 no saco formado de téc- nica anterior que são legíveis por um consumidor quando o saco formado é colocado em uma prateleira de exposição de venda a varejo enquanto se apoiando sobre a sua selagem transversal de fundo 33, tal como visto na figura 3a. Tal como será descrito com detalhes adicionais a seguir, a orien- tação dos gráficos na película de empacotamento para a invenção dos re- querentes é 90° fora da orientação de técnica anterior, de maneira tal que os gráficos aparecem de lado tal como visto pelo operador da máquina vertical de formar e encher à medida que a película é puxada para baixo no tubo de formação 101 da figura 6a. Em outras palavras, os gráficos na película de empacotamento são orientados perpendiculares à direção de deslocamento de película.

A modalidade da presente invenção usada para fazer bolsas ca- pazes de se manter na vertical acrescenta os componentes básicos seguin- tes a uma máquina vertical de formar, encher e selar de técnica anterior. Um par de placas de formação 104 e uma barra de tensão 102 são usados para manter o tubo de película de empacotamento sob tensão dentro do tubo, tal como indicado pelas setas ilustradas na figura 5a. Tal como mostrado na figura 6a, as placas de formação 104 e a barra de tensão 102 podem ser fixadas diretamente ao tubo de formação 101 ou, alternativamente, a qual- quer estrutura de suporte na máquina vertical de formar, encher e selar, desde que as placas de formação 104 e a barra de tensão 102 sejam posi- cionadas dentro do tubo de material de empacotamento, abaixo do fundo do tubo de formação 101 e acima dos mordentes de selagem a quente 108.

A tensão é aplicada no lado de fora da película e na direção o- posta à da tensão fornecida pelas placas de formação 104 por meio de um mecanismo dobrador fixado ou estacionário 106, referido alternativamente neste documento como uma barra dobradora 106, posicionada entre as ditas placas de formação 104. A barra dobradora 106 pode ser fixada à estrutura da máquina vertical de formar, encher e selar ou a qualquer outro ponto que possa suportar a sua função externa ao tubo de película. Por exemplo, tal como mostrado na figura 6a, a barra dobradora 106 é acoplada de forma deslizante a uma barra de extensão coaxial 109 que pode ser fixada a um ponto de fixação fixo (não mostrado) na máquina vertical de formar, encher e selar. Pelo afrouxamento de um parafuso de tensão 162, a posição da barra dobradora 106, em relação às placas de formação 104, pode ser ajustada pelo deslizamento da barra dobradora 106 ao longo do comprimento da bar- ra de extensão 109. O parafuso de tensão 162 trava rapidamente a barra dobradora 106 no lugar quando apertado.

A barra dobradora 106 é preferivelmente fixada ao carro de se- lagem da máquina vertical de formar, encher e selar e é ajustável ao longo de múltiplos eixos geométricos (por exemplo, para dentro/para fora, para cima/para baixo e para frente/para trás). Por exemplo, a figura 8 representa uma modalidade preferida como esta da barra dobradora 106. A montagem de barra dobradora 200 é fixada ao carro de selagem por meio de uma placa de montagem 192. A posição da montagem 200 em relação ao carro de se- lagem pode ser ajustada nas direções da seta ζ pela variação do tamanho dos elementos espaçadores entre a placa 192 e o carro. A placa de monta- gem 192 é conectada a uma montagem de suporte 198 por meio de uma haste rosqueada 196. Pelo giro da maçaneta 194 a posição da montagem de suporte 198, em relação à placa de montagem 192, pode ser ajustada nas direções da seta y, a qual é de uma maneira geral perpendicular às direções da seta z. A montagem de suporte 198, por sua vez, é fixada fixamente a uma barra de extensão 109 em uma orientação de uma maneira geral per- pendicular. A barra dobradora 106 é acoplada de forma deslizante à barra de extensão coaxial 109. Assim, a posição da barra dobradora 106, em relação à barra de extensão 109, pode ser ajustada nas direções da seta x, a qual é de uma maneira geral perpendicular às direções das setas y e z. Um parafu- so de tensão 162 é fornecido para travar a barra dobradora 106 na barra de extensão 109 quando apertado.

A capacidade para ajustar em múltiplos eixos geométricos a po- sição da barra dobradora 106, em relação às placas de formação 104, per- mite que a barra dobradora 106 seja facilmente deslocada para fora do ca- minho para converter a máquina vertical de formar e encher de volta para operação padrão e é realizado, na modalidade mostrada nas figuras 6a e 8, por meio de um parafuso de tensão 162 que trava rapidamente a barra do- bradora 106 no lugar quando apertado.

Embora a posição da barra dobradora 106 em relação às placas de formação 104 seja ajustável, ao contrário da técnica anterior, ela é fixa ou estacionária durante operação. Portanto, a presente invenção é um substan- cial aperfeiçoamento em relação à técnica anterior em que não existem par- tes se deslocando no mecanismo dobrador durante a confecção de saco. Além disso, o mecanismo de reforçar com placa de barra dobradora estacio- nária ou fixada 106 elimina a necessidade de partes alternantes ou que se deslocam que empurram contra o tubo de película para a formação de uma nesga. Esta eliminação de partes que se deslocam permite taxas de produ- ção de saco aumentadas, tempos de mudança significativamente menores para produção de bolsa tipo almofada, e significativamente menos proble- mas de manutenção. Este aperfeiçoamento é o que os requerentes preten- dem descrever quando se referindo à barra dobradora 106 como "estacioná- ria" ou "fixada". Por causa do recurso de barra dobradora estacionária, velo- cidades de confecção de saco podem casar com taxas típicas de fabricação de bolsa tipo almofada.

Quando deslocada para frente para a posição (isto é, na direção das placas de formação 104), a barra dobradora estacionária 106 cria uma prega ou dobra em forma de V no tubo da película de empacotamento entre as duas placas de formação 104. Esta dobra é formada antes da formação da selagem transversal pelos mordentes de selagem 108. Conseqüentemen- te, uma vez que a selagem transversal é formada, a dobra se torna um re- curso integral de um lado do pacote.

A máquina vertical de formar, encher e selar em seguida opera basicamente tal como descrito anteriormente na técnica anterior, com os mordentes de selagem 108 formando uma selagem transversal de fundo, o produto sendo introduzido através do tubo de formação 101 no tubo selado de película de empacotamento (o qual agora tem uma dobra em um lado), e a selagem transversal de topo sendo formada, completando assim o pacote.

As principais diferenças entre um pacote de técnica anterior e o pacote dos requerentes, entretanto, são que uma dobra é formada em um lado (o qual mais tarde se torna o fundo do pacote formado) usando o me- canismo fixado descrito e que os gráficos na película de empacotamento usada pela invenção são orientados de maneira tal que quando o pacote formado é posto na vertical sobre a extremidade com a dobra, os gráficos são legíveis por um consumidor.

Um exemplo do pacote formado da presente invenção está mos- trado nas figuras 7a e 7b, as quais mostram a camada externa da película de empacotamento 116 com os gráficos 179 orientados tal como descrito anteriormente. Como pode ser visto a partir das figuras 7a e 7b, a constru- ção da bolsa capaz de se manter na vertical da invenção compartilha carac- terísticas com os sacos flexíveis verticais de técnica anterior mostrados na figura 3a. Entretanto, as selagens transversais 131, 133 do saco capaz de se manter na vertical da invenção são orientadas verticalmente uma vez que o saco se mantenha de pé sobre uma extremidade, tal como mostrado na figu- ra 7b. A figura 7a mostra a dobra 176 que é formada pela barra dobradora 106 e pelas placas de formação 104 discutidas em relação às figuras 5a e 6a.

Retornando à figura 6a, um outro recurso opcional que pode ser incorporado nesta invenção é o uso de uma placa de desvio 160 dentro do tubo de formação 101. Esta placa de desvio 160, na modalidade ilustrada, compreende uma placa plana soldada verticalmente dentro do tubo de for- mação 101 que se estende a partir do fundo do tubo de formação 101 até alguma distância acima (por exemplo, pelo menos 5,08 ou 7,62 centímetros (duas ou três polegadas) do fundo do tubo de formação 101, onde ela é en- tão selada contra o lado de dentro do tubo de formação 101.

A placa de desvio 160 em uma modalidade preferida realiza du- as funções. Primeiro, a placa de desvio 160 mantém o produto que é colo- cado para baixo no tubo de formação 101 distante da área onde a dobra es- tá sendo formada no tubo de película de empacotamento. Segundo, a placa de desvio 160, se selada de forma apropriada contra o tubo de formação 101, pode ser usada como um canal para um jato de gás ou nitrogênio. Em tal caso, a placa de desvio 160 em algum ponto acima do fundo do tubo de formação 101 sela no topo da placa 160 contra o tubo de formação 101. A- baixo de tal selagem (não mostrada) um orifício pode ser feito no tubo de formação 101 a fim de fornecer comunicação de gás entre uma fonte de gás exterior (por exemplo, nitrogênio ou oxigênio) e a cavidade formada entre a placa de desvio 160 e o interior do tubo de formação 101. A placa de desvio 160 tal como mostrada na figura 6a é uma placa plana, mas deve ser enten- dido que ela pode ser de qualquer variedade de formas, por exemplo, tendo uma superfície curva, desde que ela realize a funcionalidade de desviar o produto para longe da área onde a dobra é formada no tubo de película.

Ao usar a placa de desvio 160 como um canal para o jato de gás, a presente invenção elimina a necessidade de um tubo de gás separa- do a ser colocado dentro do tubo de formação 101 que normalmente realiza a mesma função na técnica anterior. O benefício adicional de fornecer um canal de volume relativamente grande formado pela placa de desvio 160 e o interior do tubo de formação 101 é que um volume relativamente grande de gás de inundação pode ser introduzido em um pacote enchido e parcialmen- te formado em uma velocidade de gás significativamente mais baixa quando comparada a dos tubos de gás de técnica anterior. Isto permite o enchimen- to de pacotes usando esta modalidade da presente invenção que podem conter produto de baixo peso, o que de outro modo pode ser soprado de vol- ta para dentro do tubo de formação pelos tubos de inundação de técnica an- terior.

A figura 8 ilustra adicionalmente uma modalidade preferida do mecanismo de reforçar com placa de barra dobradora estacionária 106. Esta modalidade da barra dobradora 106 compreende uma cabeça 180 fixada a um suporte 182. Perfurado no suporte 182 e na cabeça 180 está um canal de gás 184 mostrado em tracejado na figura 8. Este canal de gás 184, quan- do conectado a um conduto de fornecimento tubular 188, fornece uma co- municação de gás a partir de uma fonte de gás exterior (não mostrada) atra- vés do suporte 182, através da cabeça 180 e para fora dos três orifícios 186. O canal de gás 184 permite que uma rajada medida de gás pressurizado (tipicamente ar) ajude a manter a dobra ilustrada na figura 5a esticada por toda a operação de formação e selagem sem a necessidade de deslocar a barra dobradora para dentro e para fora durante a formação de saco.

Deve ser notado de novo que durante a operação (isto é, con- fecção de saco), a barra dobradora 106 está sempre estacionária. Deve ser notado adicionalmente que a cabeça 180 necessariamente não pode se es- tender ao longo do comprimento total da dobra formada pela barra dobrado- ra 106 e pelas placas de formação 104. Adicionalmente, deve ser entendido que quando os mordentes de selagem 108 se fecham sobre o tubo de pelí- cula, a dimensão lateral do tubo de película muda. Todos estes fatos são compensados pelo uso do ar pressurizado saindo dos orifícios 186. O ar pressurizado mantém uma quantidade uniforme de pressão na dobra à me- dida que ela está sendo formada nos vários estágios do processo de forma- ção e selagem. A rajada de ar pode ser contínua, mas é preferivelmente re- gulada para iniciar à medida que a película para o próximo saco está sendo puxada para baixo por causa da conclusão da selagem transversal.

A cabeça 180 pode compreender qualquer material que não grude, mas é preferivelmente um polímero que contenha flúor, tal como Te- flon®. Em uma modalidade alternativa, o mecanismo de reforçar com placa de barra dobradora estacionária 106 pode compreender uma peça integral de metal com a parte de cabeça 180 sendo revestida com um polímero que contenha flúor. A área de contato curva 181 da cabeça 180 permite a forma- ção contínua da dobra ilustrada na figura 5a sem rasgar a película de empa- cotamento à medida que ela é empurrada para abaixo do tubo de formação. Embora mostrada com três orifícios 186, a cabeça 180 pode compreender qualquer número de orifícios a partir de um.

Para compensar adicionalmente a mudança na largura do tubo de película à medida que a selagem transversal é formada pelos mordentes de selagem 108 da figura 6a, deve ser notado que a barra de tensão 102 dobra externamente para longe do centro do dito tubo de película ao longo do comprimento da barra de tensão 102 e as placas de formação 104 são articuladas por meio de uma articulação horizontal 165. Se a barra de tensão 102 for projetada de outro modo (por exemplo, rigorosamente vertical) ocorre afrouxamento em excesso na área do tubo de película perto da selagem transversal. As placas de formação 104 compreendem as articulações hori- zontais 165 que permitem às placas de formação dobrar ligeiramente para dentro (isto é, uma na direção da outra) enquanto a selagem transversal de fundo é formada. De outro modo, o tubo de película de empacotamento seria rasgado pelas pontas das placas de formação 104 durante esta etapa.

A presente invenção oferece um método econômico de produzir uma bolsa com base com inúmeras vantagens em relação às bolsas com base horizontal de técnica anterior e métodos para fazê-las.

Exemplos destas vantagens estão ilustrados na Tabela 1 abaixo.

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Tal como observado anteriormente, um fecho de correr de ali- mentação contínua está disponível na invenção dos requerentes, o que não está disponível usando-se tecnologia de máquina vertical de formar, encher e selar atual. Isto é por causa da orientação dos gráficos de película usados na película de empacotamento da presente invenção. Uma vez que os gráfi- cos são orientados a 90s em relação à orientação da técnica anterior, uma vedação com fecho de correr pode ser desenvolvida continuamente em uma linha vertical para baixo no tubo de formação juntamente com a película de empacotamento à medida que ela está sendo transformada em um tubo e pacote subseqüente. Isto não é possível com a técnica anterior, por causa de tal orientação de uma tira vertical contínua de uma vedação com fecho de correr colocaria tal vedação em uma orientação vertical uma vez que o paco- te é formado e se mantém de pé para exibição.

B. Saco de fundo plano

As figuras 5b e 6b ilustram os componentes básicos da invenção proposta tal como ela diz respeito à fabricação de um saco de fundo plano. A figura 5b é uma seção transversal esquemática de um tubo de material de empacotamento (película) formado pelo presente método de invenção. O tubo de película de empacotamento mostrado na figura 5b está ilustrado como uma área seccional transversal imediatamente abaixo do tubo de for- mação 101 da figura 6b (mostrado em tracejado na figura 5b). O tubo de pe- lícula de empacotamento compreende uma camada externa 116 e uma ca- mada interna 110, e pode compreender material tipicamente usado no cam- po da técnica para fazer um saco flexível vertical padrão, tal como discutido em relação à figura 1. Entretanto, pelos motivos que se tornarão aparentes a partir da discussão a seguir, uma primeira modalidade preferida do saco da presente invenção compreende uma camada externa 116 que não é selável sobre si mesma, tal como papel. O tubo na figura 5b foi formado pela sela- gem de uma lâmina de película com uma selagem traseira vertical, tal como descrito anteriormente com referência às discussões dos métodos de má- quina vertical de formar e encher de técnica anterior.

A figura 6b mostra um tubo de formação 101 típico em muitos aspectos àqueles usados com máquinas verticais de formar, encher e selar de técnica anterior. Este tubo de formação 101 pode ser um cilindro, ter uma seção transversal retangular, ou qualquer número de formas, mas é preferi- velmente cilíndrico tal como ilustrado. A película ilustrada na figura 5b é ini- cialmente formada em volta do tubo de formação 101 da figura 6b. Este tubo de formação 101 está mostrado em elevação, mas normalmente seria inte- gralmente fixado à máquina vertical de formar, encher e selar. Também está mostrado na figura 6b um par de mordentes de selagem de técnica anterior 108, igualmente ilustrado em elevação. Não está mostrado na figura 6b o carro de mordente de selagem no qual tais mordentes de selagem 108 seri- am montados abaixo do tubo de formação 101.

Tal como descrito anteriormente, a prática na técnica anterior na fabricação de um saco flexível vertical envolve alimentar uma película de empacotamento contínua dirigida em volta do tubo de formação 101. Uma selagem traseira é formada em uma única camada de película a fim de criar um tubo de película em volta do tubo de formação 101. Os mordentes de selagem 108 se fecham sobre o assim formado tubo de película de empaco- tamento, formando assim uma selagem transversal de fundo. O produto é então colocado através do tubo de formação 101 dentro do tubo de película de empacotamento. O tubo é então impelido para baixo por meio de atrito contra correias giratórias (não mostradas) e os mordentes de selagem 108 são usados para formar uma outra selagem transversal acima do nível do produto que se encontra dentro do tubo. Esta selagem é subseqüentemente cortada de forma horizontal de maneira tal que uma selagem transversal de topo é formada no topo do saco enchido abaixo e uma selagem transversal de fundo é formada no tubo de película de empacotamento acima.

A rotulagem na película de empacotamento na operação de téc- nica anterior descrita anteriormente é em linha com a translação longitudinal da película a fim de ser legível por um operador da máquina à medida que a película se desloca para abaixo do tubo de formação 101. Esta orientação de rotulagem fornece os gráficos 39 no saco formado que são legíveis por um consumidor quando o saco formado é colocado em uma prateleira de exposição de venda a varejo enquanto se apoiando na sua selagem trans- versal de fundo 33, tal como visto na figura 3a. Tal como será descrito com detalhes adicionais a seguir, de acordo com uma modalidade da presente invenção, a orientação dos gráficos de rotulagem na película de empacota- mento para a invenção dos requerentes é girada de 90° a partir da orienta- ção típica de técnica anterior, de maneira tal que os gráficos de rotulagem aparecem de lado tal como visto pelo operador da máquina vertical de for- mar, encher e selar à medida que a película é puxada para abaixo do tubo de formação 101 da figura 6b. Em outras palavras, os gráficos de rotulagem na película de empacotamento são orientados perpendiculares à direção de deslocamento de película.

A modalidade da presente invenção usada para fazer sacos com fundo plano acrescenta os componentes básicos seguintes a uma máquina vertical de formar, encher e selar de técnica anterior. Dois pares opostos de placas de formação estacionárias ou fixadas 104,105 são usados para man- ter o tubo de película de empacotamento sob tensão dentro do tubo, tal co- mo indicado pelas setas ilustradas na figura 5b. Tal como mostrado na figura 6b, as placas de formação 104, 105 podem ser fixadas diretamente ao tubo de formação 101 ou, alternativamente, a qualquer estrutura de suporte na máquina vertical de formar, encher e selar, desde que as placas de forma- ção 104, 105 sejam posicionadas dentro do tubo de material de empacota- mento, abaixo do fundo do tubo de formação 101 e acima dos mordentes de selagem a quente 108.

A tensão é aplicada no lado de fora da película na direção opos- ta à da tensão fornecida pelas placas de formação 104, 105, por meio de dois mecanismos dobradores estacionários ou fixados 106a, 106b, referidos alternativamente neste relatório como as barras dobradoras 106a, 106b, po- sicionados entre as ditas placas de formação 104,105.

As barras dobradoras 106a, 106b, podem ser fixadas à estrutura da máquina vertical de formar, encher e selar ou a qualquer outro ponto que possa suportar a sua função externa ao tubo de película. Por exemplo, tal como mostrado na figura 6b, cada uma das barras dobradoras 106a, 106b, é acoplada de forma deslizante à sua respectiva barra de extensão coaxial 109, a qual pode ser fixada a um ponto de fixação fixo (não mostrado) na máquina vertical dè formar, encher e selar). Pelo afrouxamento de um para- fuso de tensão 162, a posição de cada uma das barras dobradoras 106a, 106b, em relação à sua respectiva placa de formação 104, 105, pode ser ajustada pelo deslizamento da barra dobradora 106 ao longo do comprimen- to da sua respectiva barra de extensão 109. O parafuso de tensão 162 trava rapidamente cada barra dobradora 106 no lugar quando apertado.

As barras dobradoras 106a, 106b são preferivelmente fixadas ao carro de selagem da máquina vertical de formar, encher e selar e são ajustá- veis ao longo de múltiplos eixos geométricos (para dentro/para fora, para ci- ma/para baixo e para frente/para trás). Por exemplo, tal como mencionado anteriormente, a figura 8 representa uma modalidade preferida como esta da barra dobradora 106. Cada montagem de barra dobradora 200 é fixada ao carro de selagem por meio de uma placa de montagem 192. A posição de cada montagem 200 em relação ao carro de selagem pode ser ajustada nas direções da seta z pela variação do tamanho dos elementos espaçadores en- tre cada placa 192 e o carro. Cada placa de montagem 192 é conectada a uma respectiva montagem de suporte 198 por meio de uma haste rosqueada 196. Pelo giro da maçaneta 194, a posição de cada montagem de suporte 198, em relação à sua placa de montagem 192, pode ser ajustada nas dire- ções da seta y, a qual é de uma maneira geral perpendicular às direções da seta z. Cada montagem de suporte 198, por sua vez, é fixada fixamente a uma barra de extensão 109 em uma orientação de uma maneira geral per- pendicular. Cada barra dobradora 106 é acoplada de forma deslizante à sua respectiva barra de extensão coaxial 109. Assim, a posição de cada barra do- bradora 106, em relação à sua respectiva barra de extensão 109, pode ser ajustada nas direções da seta x, a qual é de uma maneira geral perpendicular às direções das setas y e z. Um parafuso de tensão 162 é fornecido para tra- var a barra dobradora 106 na barra de extensão 109 quando apertado.

A capacidade para ajustar em múltiplos eixos geométricos a po- sição de cada uma das barras dobradoras 106a, 106b, em relação à sua respectiva placa de formação 104, 105, permite que as barras dobradoras 106a, 106b sejam facilmente deslocadas para fora do caminho para conver- ter a máquina vertical de formar e encher de volta para operação padrão e é realizado, na modalidade mostrada na figura 6b e 8, por meio dos parafusos de tensão 162 que podem rapidamente travar as suas respectivas barras dobradoras 106a, 106b nos lugares quando apertados.

Embora a posição de cada barra dobradora 106a, 106b em rela- ção à sua respectiva placa de formação 104,105 seja ajustável, ao contrário da técnica anterior, elas são fixadas ou estacionárias durante a operação. Portanto, o mecanismo de reforçar com placas fixadas ou estacionárias 106a, 106b na presente invenção são um substancial aperfeiçoamento em relação à técnica anterior em que não existem partes se deslocando para os mecanismos dobradores ou de reforçar com placa durante a confecção de saco. Além disso, os mecanismos de reforçar com placa de barra dobradora estacionária ou fixada 106a, 106b eliminam a necessidade de partes alter- nantes ou que se deslocam que empurram contra o tubo de película para a formação de uma nesga. Esta eliminação de partes que se deslocam permi- te taxas de produção de saco aumentadas, tempos de mudança significati- vamente menores para produção de bolsa tipo almofada, e de forma signifi- cativa menos problemas de manutenção. Este aperfeiçoamento é o que os requerentes pretendem descrever quando se referindo às barras dobradoras 106a, 106b como "estacionárias" ou "fixadas". Por causa deste recurso de barra dobradora estacionária, as velocidades de confecção de saco podem casar com taxas típicas de fabricação de bolsa tipo almofada, os custos de modificação são baixos (tais como 3 a 4 mil dólares por máquina), e nenhum problema adicional de manutenção é introduzido.

Quando deslocados para frente para a posição (isto é, na dire- ção das placas de formação 104, 105), cada um dos mecanismos de refor- çar com placa de barra dobradora estacionária 106a, 106b cria uma prega ou dobra no tubo da película de empacotamento entre os dois pares de pla- cas de formação 104,105. Estas dobras são formadas antes da formação da selagem transversal pelos mordentes de selagem 108. Conseqüentemente, uma vez que a selagem transversal é formada, as dobras se tornam recur- sos integrais dos dois lados do pacote, referidos como nesgas. Tal como mostrado na figura 3b, estas nesgas 37 criam uma forma de "V" em cada extremidade das selagens transversais horizontais 31, 33 quando a camada externa da película de empacotamento usada para formar o saco compreen- de um material que não sela sobre si mesmo, tal como papel.

5. Depois de as selagens transversais serem formadas, a máquina vertical de formar, encher e selar opera em seguida basicamente tal como descrito anteriormente na técnica anterior, com os mordentes de selagem 108 formando uma selagem transversal de fundo, o produto sendo introduzi- do através do tubo de formação 101 no tubo selado de película de empaco- tamento (que agora tem uma dobra vertical em dois lados opostos), e a se- lagem transversal de topo sendo formada, completando assim o pacote.

Um exemplo de uma primeira modalidade preferida do saco for- mado com fundo plano da presente invenção está mostrado na figura 3b, o qual mostra a camada externa da película de empacotamento 30 com os gráficos 38 orientados convencionalmente tal como descrito anteriormente. Tal como mencionado anteriormente, nesta modalidade a camada externa da película de empacotamento 30 é compreendida de um material que não é selável sobre si mesmo, tal como papel. Como pode ser visto a partir da figu- ra 3b, a construção desta modalidade do saco de fundo plano da invenção compartilha muitas das características com os sacos com fundo plano de técnica anterior. A figura 3b mostra as nesgas 37 que são formadas pelos mecanismos de reforçar com placa de barra dobradora estacionária 106a, 106b discutidos anteriormente. A principal diferença entre os pacotes de téc- nica anterior e a primeira modalidade preferida do saco formado com fundo plano da presente invenção, entretanto, é que as nesgas são formadas em cada lado do pacote da presente invenção usando os mecanismos de refor- çar com placa de barra dobradora estacionária 106a, 106b descritos anteri- ormente. Uma variante da primeira modalidade preferida do saco formado com fundo plano da presente invenção inclui uma camada externa 130 da película compreendida de um material que sela sobre si mesmo, fechando assim as extremidades das nesgas em forma de "V" 137, tal como ilustrado na figura 7c. De acordo com um método para produzir a primeira modalidade preferida do saco com fundo plano da presente invenção mostrada nas figu- ras 3b e 7c, a rotulagem da película de empacotamento é orientada em linha com a translação longitudinal da película, a fim de ser legível por um opera- dor da máquina à medida que a película se desloca para abaixo do tubo de formação 101 (tal como na operação de técnica anterior descrita anterior- mente). Esta orientação de rotulagem fornece os gráficos de rotulagem 38, 138 nos sacos formados que são legíveis por um consumidor quando os sa- cos formados são colocados em uma prateleira de exposição de venda a varejo enquanto se apoiando na sua selagem transversal de fundo 33, 133, tal como mostrado nas figuras 3b e 7c.

Ao contrário do método anterior (em que os gráficos de rotula- gem do saco com fundo plano são orientados de uma maneira convencio- nal), em uma modalidade alternativa a orientação dos gráficos de rotulagem na película de empacotamento para a invenção é girada de 90°, de maneira que os gráficos de rotulagem aparecem de lado tal como visto pelo operador da máquina vertical de formar, encher e vedar quando a película é avançada para abaixo do tubo de formação 101 da figura 6b. Em outras palavras, os gráficos de rotulagem na película de empacotamento são orientados per- pendiculares à direção de deslocamento de película de maneira tal que quando o pacote formado é colocado em pé sobre a extremidade com a do- bra, os gráficos são legíveis por um consumidor.

Tal como mostrado na figura 7d, o pacote resultante compreen- de uma camada externa da película de empacotamento 216 com os gráficos 279 orientados tal como descrito anteriormente. Tal como ilustrado na figura 7d, a modalidade alternativa inclui uma camada externa da película de em- pacotamento 216 que é compreendida de um material que não é selável so- bre si mesmo, tal como papel. Como pode ser visto a partir da figura 7d, a construção desta modalidade alternativa do saco de fundo plano da inven- ção compartilha muitas das características com os sacos com fundo plano de técnica anterior. A figura 7d mostra as nesgas 237 que são formadas pe- los mecanismos de reforçar com placa de barra dobradora estacionária 106a, 106b e pelas placas de formação 104, 105 descritos anteriormente, discutidos em relação às figuras 5b e 6b. Entretanto, nesta modalidade al- ternativa, as selagens transversais 231, 233 do saco de fundo plano da in- venção são orientadas verticalmente quando o saco é colocado de pé de forma apropriada sobre uma extremidade, tal como mostrado na figura 7d.

Tal como mostrado nas figuras 7e e 7f, uma variante preferida da modalidade alternativa do saco formado com fundo plano inclui uma ca- mada externa 216a da película de empacotamento compreendida de um material que sela sobre si mesmo, fechando assim as extremidades das nesgas em forma de "V" 276, 277. A variante preferida da modalidade alter- nativa do saco de fundo plano da presente invenção compreende uma ca- mada externa de película de empacotamento 216a com os gráfiGos 279a orientados tal como descrito anteriormente. Como pode ser visto a partir das figuras 7e e 7f a construção desta modalidade alternativa do saco de fundo plano compartilha características com os sacos flexíveis verticais de técnica anterior mostrados na figura 3a. Entretanto, as selagens transversais 231, 233 do saco de fundo plano da invenção são orientadas verticalmente uma vez que o saco é colocado de pé sobre uma extremidade, tal como mostrado na figura 7f. As figuras 7e e 7f também mostram as dobras 276, 277 forma- das pelos mecanismos de reforçar com placa de barra dobradora estacioná- ria 106a, 106b descritos anteriormente entre cada um dos dois pares de pla- cas de formação 104,105, tal como discutido em relação às figuras 5b e 6b.

Retornando à figura 6b, um outro recurso opcional que pode ser incorporado nesta invenção é o uso de uma ou duas placas de desvio 160 dentro do tubo de formação 101. Estas placas de desvio 160, na modalidade ilustrada, compreendem uma placa plana soldada verticalmente dentro do tubo de formação 101 que se estende a partir do fundo do tubo de formação 101 até alguma distância acima (por exemplo, pelo menos 5,08 ou 7,62 cen- tímetros (duas ou três polegadas) do fundo do tubo de formação 101, onde ela é então selada contra o lado de dentro do tubo de formação 101.

As placas de desvio 160 em uma modalidade preferida realizam duas funções. Primeiro, as placas de desvio 160 mantêm o produto que é co- locado dentro do tubo de formação 101 distante da área onde a dobra está sendo formada no tubo de película de empacotamento. Segundo, as placas de desvio 160, se seladas de forma apropriada contra o tubo de formação 101, podem ser usadas como canais para um jato de gás ou nitrogênio. Em tal caso, pelo menos uma, mas preferivelmente ambas as placas de desvio 160 em algum ponto acima do fundo do tubo de formação 101 selam no topo da placa 160 contra o tubo de formação 101. Abaixo de tal selagem (não mos- trada) um ou mais orifícios podem ser feitos no tubo de formação 101 a fim de fornecer comunicação de gás entre uma fonte de gás exterior (por exemplo, nitrogênio ou oxigênio) e a cavidade formada entre uma placa de desvio 160 e o interior do tubo de formação 101. As placas de desvio 160 estão mostradas na figura 6b como uma placa plana, mas deve ser entendido que elas podem ser de qualquer variedade de formas, por exemplo, tendo uma superfície cur- va, desde que elas realizem a funcionalidade de desviar o produto para longe da área onde as dobras são formadas no tubo de película.

Ao usar uma ou mais das placas de desvio 160 como um canal para o jato de gás, a presente invenção elimina a necessidade de um tubo de gás separado a ser colocado dentro do tubo de formação 101 que nor- malmente realiza a mejsma função na técnica anterior. O benefício adicional de fornecer um canal de volume relativamente grande, formado por uma pla- ca de desvio 160 e pelo interior do tubo de formação 101, é que um volume relativamente gránde de gás de inundação pode ser introduzido em um pa- cote enchido e parcialmente formado em uma velocidade de gás significati- vamente mais baixa quando comparada à dos tubos de gás de técnica ante- rior. Isto permite o enchimento de pacotes usando esta modalidade da pre- sente invenção que podem conter produto de baixo peso, o que de òutro modo pode ser soprado de volta para dentro do tubo de formação pelos tu- bos de inundação de técnica anterior.

A figura 8 ilustra adicionalmente uma modalidade preferida de um mecanismo de reforçar com placa de barra dobradora estacionária 106. Esta modalidade da barra dobradora estacionária 106 compreende uma ca- beça 180 fixada a um suporte 182. Perfurado no suporte 182 e na cabeça 180 está um canal de gás 184 mostrado em tracejado na figura 8. Este canal de gás 184, quando conectado a um conduto de fornecimento tubular 188, fornece uma comunicação de gás a partir de uma fonte de gás exterior (não mostrada) através do suporte 182, da cabeça 180 e para fora dos três orifí- cios 186. O canal de gás 184 permite que uma rajada medida de gás pressu- rizado (tipicamente ar) ajude a manter as dobras ilustradas na figura 5b esti- cadas por toda a operação de formação e selagem sem a necessidade de deslocar as barras dobradoras 106a, 106b para dentro e para fora durante a formação de saco.

Deve ser notado de novo que durante a operação (isto é, con- fecção de saco) as barras dobradoras 106a, 106b estão sempre estacioná- rias. Deve ser notado adicionalmente que a cabeça 180 necessariamente não pode se estender ao longo do comprimento total da dobra formada pela barra dobradora 106 e pelas placas de formação 104. Adicionalmente, deve ser entendido que quando os mordentes de selagem 108 se fecham sobre o tubo de película, a dimensão lateral do tubo de película muda. Todos estes fatos são compensados pelo uso do ar pressurizado saindo dos orifícios 186. O ar pressurizado mantém uma quantidade de pressão uniforme na dobra à medida que ela está sendo formada nos vários estágios do processo de for- mação e selagem. A rajada de ar pode ser contínua, mas é preferivelmente regulada para iniciar à medida que a película para o próximo saco está sen- do puxada para baixo por causa da conclusão da selagem transversal.

As cabeças 180 podem compreender qualquer material que não grude, mas é preferivelmente um polímero que contenha flúor, tal como Te- flon®. Em uma modalidade alternativa, cada uma das barras dobradoras 106a, 106b pode compreender uma peça integral de metal com a parte de cabeça 180 sendo revestida com um polímero que contenha flúor. A área de contato curva 181 da cabeça 180 permite a formação contínua das dobras ilustradas na figura 5b sem rasgar a película de empacotamento à medida que ela é empurrada para abaixo do tubo de formação. Embora mostrada com três orifícios 186, a cabeça 180 pode compreender qualquer número de orifícios a partir de um. Para compensar adicionalmente a mudança na largura do tubo de película à medida que a selagem transversal é formada pelos mordentes de selagem 108 da figura 6b, deve ser notado que cada uma das placas de formação 104, 105 é articulada por meio de uma articulação horizontal 165.

As placas de formação 104, 105 compreendem as articulações horizontais 165 que permitem às placas de formação dobrar ligeiramente para dentro (isto é, uma na direção da outra) enquanto a selagem transversal de fundo é formada. De outro modo, o tubo de película de empacotamento seria rasga- do pelas pontas das placas de formação 104,105 durante esta etapa.

A presente invenção oferece um método econômico de produzir um saco de fundo plano com inúmeras vantagens em relação às bolsas com base horizontal de técnica anterior e métodos para fazê-las.

Exemplos destas vantagens estão ilustrados na Tabela 2 abaixo.

<table>table see original document page 32</column></row><table> Adicionalmente, a velocidade na qual uma máquina de formar, encher e selar modificada pela invenção dos requerentes pode funcionar não é comprometida pela modificação, tal como é o caso com o método de técni- ca anterior para fazer um saco de fundo plano usando um dispositivo de forma triangular que é deslocado para dentro e para fora durante a opera- ção. De fato, a invenção dos requerentes permite taxas de produção de saco na ordem de duas vezes maiores que o método de técnica anterior para fa- zer o mesmo estilo de saco.

Além do mais, a falta de partes se deslocando associadas com os mecanismos dobradores da invenção dos requerentes reduz de maneira excepcional o custo de conversão de uma máquina vertical de formar, en- cher e selar para fabricar sacos de fundo plano, assim como reduz proble- mas de manutenção envolvidos desse modo. Por exemplo, converter uma máquina vertical de formar, encher e selar para uma configuração de saco de fundo plano usando dispositivos de técnica anterior que se deslocam para dentro e para fora durante a operação custa na faixa de $30.000,00 por má- quina. A invenção dos requerentes envolve aperfeiçoar máquinas verticais de formar, encher e selar existentes em uma fração, aproximadamente 1/10, desse custo.

Embora a invenção tenha sido particularmente mostrada e des- crita com referência a uma modalidade preferida, deve ser entendido pelos versados na técnica que várias mudanças na forma e detalhe podem ser feitas na mesma sem fugir do espírito e escopo da invenção.

Claims

1. Mecanismo de reforçar com placa para dar uma dobra longi- tudinal em um tubo de película formado em volta de um tubo de formação de uma máquina vertical de formar, encher e selar, compreendendo: uma barra dobradora estacionária tendo um meio para soprar gás pressurizado contra o dito tubo de película, o dito meio para soprar gás pressurizado compreendendo pelo menos um orifício de gás na dita barra dobradora que está em comunicação com uma fonte de gás pressurizado, em que o dito gás é soprado contra o exterior do dito tubo de película em um ponto entre um par de placas de formação se projetando para longe do dito tubo de formação.

2. Mecanismo de reforçar com placa de acordo com a reivindica- ção 1, em que a dita barra dobradora inclui uma parte de cabeça compreen- dida de um polímero que contém flúor.

3. Mecanismo de reforçar com placa de acordo com a reivindica- ção 2, em que a dita parte de cabeça compreende uma área de contato cur- va.

4. Mecanismo de reforçar com placa de acordo com a reivindica- ção 1 compreendendo adicionalmente um meio para montar de modo remo- vivei a dita barra dobradora para permitir conversão da dita máquina para uma operação sem o uso do dito mecanismo de reforçar com placa.

5. Mecanismo de reforçar com placa de acordo com a reivindica- ção 4, em que o dito meio para montar de modo removível a dita barra do- bradora compreende uma barra de extensão fixável a um ponto de fixação fixo na dita máquina, a dita barra de extensão alinhada coaxialmente com a dita barra dobradora e acoplada seletivamente a ela.

6. Mecanismo de reforçar com placa de acordo com a reivindica- ção 4, em que o dito meio para montar de modo removível a dita barra do- bradora pode ser ajustado ao longo de pelo menos um eixo geométrico de orientação em relação às ditas placas de formação.

7. Mecanismo de reforçar com placa de acordo com a reivindica- ção 4, em que o dito meio para montar de modo removível a dita barra dobradora pode ser ajustado ao longo de mais de um eixo geométrico de orientação em relação às ditas placas de formação.

8. Mecanismo de reforçar com placa de acordo com a reivindica- ção 1, em que o dito gás é soprado continuamente em uma pressão cons- tante contra o exterior do dito tubo de película.

9. Mecanismo de reforçar com placa de acordo com a reivindica- ção 1, em que o dito gás é soprado em rajadas dosadas de pressão contra o exterior do dito tubo de película.

10. Sistema para dar uma dobra longitudinal em um tubo de pe- lícula formado em volta de um tubo de formação de uma máquina vertical de formar, encher e selar, compreendendo: uma barra dobradora estacionária possuindo um meio para so- prar gás pressurizado contra a dita película de tubo, uma fonte de gás pressurizado; e um par de placas de formação se projetando para longe do dito tubo de formação; em que o dito meio para soprar gás pressurizado compreende pelo menos um orifício de gás na dita barra dobradora que está em comuni- cação com a dita fonte de gás pressurizado, e está operável para soprar gás contra o exterior da dita película do tubo em um ponto entre as placas de formação.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, em que a dita barra dobradora inclui uma parte de cabeça compreendida de um fluoropo- límero.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, em que a dita parte de cabeça compreende uma área de contato curva.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, compreendendo adicionalmente um meio para montagem removível da dita barra dobradora para permitir a conversão da dita máquina para uma operação sem o uso do dito mecanismo de reforçar.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, em que o dito meio para montagem removível da dita barra dobradora compreende uma barra de extensão fixável a um ponto de fixação na dita máquina, a dita bar- ra de extensão alinhada coaxialmente com e acoplada seletivamente na dita barra dobradora.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, em que o dito meio para montagem removível da dita barra dobradora pode ser ajustada ao longo de pelo menos um eixo de orientação com relação às ditas placas de formação.

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, em que o dito meio para montagem removível da dita barra dobradora pode ser ajustado ao longo de mais do que um eixo de orientação com relação às ditas placas de formação.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, em que o dito gás é soprado continuamente a uma pressão constante contra o exterior da dita película de tubo.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, em que o dito gás é soprado rajadas dosadas de pressão contra o exterior da dita película de tubo.

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, compreendendo adicionalmente pelo menos uma barra de tensão fixada a e se estendendo por baixo do dito tubo de formação em um local aproximadamente oposto às ditas placas de formação.

20. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, compreendendo adicionalmente uma placa de desvio fixada dentro do dito tubo de formação, a dita placa de desvio posicionada verticalmente acima do dito par de placas de formação.

21. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, em que cada do dito par de placas de formação compreende uma articulação horizontal entre a placa de formação e o dito tubo de formação.