ES2208922T3

ES2208922T3 - Proceso y aparato para fabricar un conjunto de envase y tapa antigoteo.

Info

Publication number: ES2208922T3
Application number: ES97931323T
Authority: ES
Inventors: Robert S. Abrams; Robert Thomas Garren, Jr.
Original assignee: Capitol Plastic Products LLC
Current assignee: Capitol Plastic Products LLC
Priority date: 1994-10-14
Filing date: 1997-06-27
Publication date: 2004-06-16
Anticipated expiration: 2017-06-27
Also published as: US5723085A; AU3498197A; EP0932489A1; EP0932489B1; BR9711243A; CA2262975A1; NZ334076A; WO1999000238A1; NO990903D0; AU711004B2; DE69724263D1; NO990903L; DE69724263T2; CA2262975C; NO317509B1; EP0932489A4

Abstract

PROCESO Y APARATO PARA FORMAR UN CUERPO (16) Y CAPUCHON (18) ESTANCOS. EL PROCESO INCLUYE LOS PASOS DE DEFINIR UNA CAVIDAD DE MOLDE (10) ENTRE UNA PRIMERA Y UNA SEGUNDA PIEZA DE MOLDE, INYECTAR UN MATERIAL FUNDIDO EN LA CAVIDAD DEL MOLDE, CON LO QUE SE FORMA A PARTIR DEL MATERIAL FUNDIDO UN CUERPO Y UN CAPUCHON, Y RETIRAR LA PRIMERA PIEZA DEL MOLDE DE LA SEGUNDA PARA SEPARAR LA PRIMERA PIEZA DEL MOLDE DEL CUERPO Y EL CAPUCHON. TRAS ESTO, SE ENCAJA AL MENOS EL CUERPO EN UN BRAZO DE ROBOT (112) Y SE DESPLAZA EL CUERPO CON EL BRAZO HACIA UN DISPOSITIVO PARA CAPUCHONES (14) AL TIEMPO QUE EL CUERPO Y EL CAPUCHON ESTAN A UNA TEMPERATURA A LA CUAL EL MATERIAL NO SE HA ENDURECIDO TOTALMENTE. SE CIERRA EL CUERPO ENCAJANDO EL CAPUCHON EN EL MISMO PARA FORMAR UN CIERRE ESTANCO.

Description

Proceso y aparato para fabricar un conjunto de envase y tapa antigoteo.

Ámbito de la invención

La presente invención se refiere a un aparato y a un proceso para fabricar y sellar un conjunto de envase y tapa. Concretando aún más, la presente invención se refiere a un proceso en el que el conjunto de envase y tapa se moldean, se trasladan a un dispositivo de tapado y luego se los sella, cerrando entonces la tapa mientras el plástico del envase y de la tapa aún no están completamente solidificados.

Descripción de las técnicas relacionadas

Los envases de plástico estancos de la clase con la que está relacionada la presente invención son, generalmente, contenedores de plástico moldeados por inyección, que tienen tapas de plástico adaptadas para sellar el envase cerrado con un cierre sustancialmente hermético. A este tipo de envases pertenecen, por ejemplo, los viales que se usan para la recogida de muestras en la industria láctea, u otros contenedores que llevan tapa. Las tapas pueden estar íntegramente conectadas a los envases o no.

En el pasado, estos contenedores sellados se hacían moldeando los cuerpos y las tapas en un primer proceso y esterilizando y sellando luego las tapas a los contenedores en otro proceso diferente. A fin de esterilizar el interior de los cuerpos, se calentaban y se sellaban las tapas y los cuerpos en condiciones asépticas.

La patente de los EE.UU. Nº 4.783.056 revela un método para lograr el sellado de una tapa a un vial que incluye un molde con varias partes móviles en las que se puede moldear y sellar el vial en el mismo aparato. Este método de formación y sellado de un vial aséptico elimina la etapa adicional de sellado del vial en condiciones asépticas, ya que el sellado se lleva a cabo directamente en el molde mientras el vial está aún lo suficientemente caliente como para mantener la flexibilidad y la esterilidad necesarias. Sin embargo, este método exige el uso de un molde que conste de partes móviles para cerrar y sellar la tapa al vial.

La presente invención se refiere a un proceso para moldear y sellar una tapa y un envase con un cierre hermético en el que el envase se traslada desde el molde en el que ha sido fabricado hacia un dispositivo de tapado mientras el material del envase no está aún completamente solidificado. Se retira el cuerpo del envase del molde por medio de un brazo de robot y se lo traslada al dispositivo de tapado en donde se coloca la tapa en el envase antes de que el material de la tapa y del envase estén totalmente firmes, dando así lugar a un sellado hermético entre el cuerpo y la tapa.

En concreto, la invención proporciona un proceso para fabricar un conjunto de envase y tapa estanco que comprende los siguientes pasos: la definición de una cavidad de molde entre una primera y una segunda parte del molde de un molde; la inyección de un material plástico fundido en dicha cavidad de molde a través de la segunda parte del molde, formando de este modo, a partir del material fundido, un envase y una tapa y retirando la primera parte del molde de la segunda para así separar la primera parte del molde del envase y de la tapa,

caracterizándose por el acoplamiento de, como mínimo, una parte del cuerpo del envase y de la tapa antes de que el material esté completamente sólido, usando los medios de acoplado que proporciona un brazo de robot; sacando por medio de éste el envase y la tapa del molde; transportando el envase y la tapa con el brazo del robot hasta un dispositivo de tapado mientras el envase y la tapa están a una temperatura en la que el material aún no está totalmente solidificado; y sellando el envase en el dispositivo de tapado antes de que el material esté totalmente sólido, moviendo la tapa hasta acoplarla con el envase para dar lugar a un sellado hermético antes de que el material esté completamente firme.

El proceso de esta invención puede hacer uso del molde de US-A-4.812.116 y el aparato objeto de este invento puede incluir el molde de US-A-4.812.116.

Breve descripción de los dibujos

Se describirá la invención con mayor detalle haciendo referencia a los dibujos que se adjuntan, en los que los elementos similares tienen referencias numéricas semejantes, y en donde:

La Fig. 1 es una vista lateral, en sección transversal parcial, de una de las realizaciones preferidas de la invención;

La Fig. 2 es una vista lateral, en sección transversal parcial, del molde según una de las realizaciones preferidas de la invención en una posición de apertura, con el brazo del robot colocado para recibir al envase y la tapa;

La Fig. 3 es una vista lateral, en sección transversal parcial, de la realización preferida del molde;

La Fig. 4 es una vista en sección transversal de un envase y una tapa según la presente invención.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Si nos referimos a la Fig. 1, la realización preferida de la presente invención incluye: un molde 10 para formar un envase y una tapa con cierre estanco, un robot 12 para trasladar el envase, y un dispositivo de tapado 14 para sellar la tapa al envase.

El aparato y proceso de la presente invención se pueden usar para hacer una variedad de cuerpos de envase incluyendo; botellas, viales, surtidores, o cualquier otro tipo de contenedores que exijan un sellado estanco. La invención será descrita, tanto en los dibujos como en el texto, usando como ejemplo un vial. Sin embargo, se deberá interpretar que el proceso y el aparato de la invención se pueden aplicar por igual a cualquier tipo de envase que tenga un sellado hermético de plástico.

El vial 16, tal y como queda muy bien reflejado en las Figs. 3 y 4, tiene, preferentemente, una forma cilíndrica con un fondo que se ha formado de manera integrada. Se provee de una tapa 18 que está adaptada para sellar el vial cerrado con un sellado sustancialmente hermético. Preferentemente, la tapa 18 estará conectada por completo al vial 16 a través de una pequeña pestaña 20. Es preferible que el vial 16 y la tapa 18 se moldeen por inyección en el molde 10, hecho de un material termoplástico.

La tapa 18 incluye una porción central circular plana 22, que tiene un reborde 24 que se extiende perpendicularmente a partir del borde externo de la misma. El reborde 24 está diseñado de manera que se ajuste sobre el borde superior 26 de la pared externa 28 del vial 16 de manera de sellarlo. Se puede formar un cordoncillo 30 en el interior del reborde de la tapa 24 para reforzar el sellado de la tapa 18 al vial 16.

Tal y como se muestra en la Fig. 4, el vial 16 tiene un cordoncillo anular 66 que se extiende alrededor del contorno del vial 14. El cordoncillo 66 y la superficie de transición gradual en el borde superior, o reborde, 26 del vial 16 forman una zona anular para acoplarse con la tapa 18.

Refiriéndose en concreto a las Figs. 2 y 3, el molde 10 incluye, en primer lugar, una primera parte del molde que comprende una placa final, o parte final del molde, 32, una placa intermedia 34, y una placa separadora, o parte interna del molde, 36, y una segunda parte del molde que comprende una porción central 38. La segunda parte del molde está colocada en un bastidor para el molde 40.

La placa intermedia 34 está fijada a la placa final 32 por medio de pernos o con algún otro mecanismo de sujeción apropiado (no se ilustran). Cuando el molde 10 está situado según su configuración original, la placa separadora 36 está colocada entre la placa intermedia 34 de un lado y el bastidor 40 y la porción central 38, del otro.

Se provee de un mecanismo de presión (no se ilustra) para mantener a las tres placas 32, 34, 36 presionadas contra el bastidor 40 con una presión predeterminada durante el proceso de inyección y para sacar las placas final e intermedia 32, 34 fuera del bastidor 40 después de que se haya inyectado el material para formar el vial 16. Hay un perno 42, enroscado a la placa separadora 36, colocado con su cabeza 44 ubicada dentro de una cámara 46 en la placa final e intermedia 32, 34. Se ha diseñado una saliente 48 en la cámara 46 para acoger la cabeza del perno 44 después de que las placas final e intermedia 32, 34 hayan hecho un recorrido de aproximadamente una pulgada fuera de la placa separadora 36. La entrada en contacto de la cabeza del perno 44 con la saliente 48 impide que se produzca una mayor separación entre la placa separadora 36 y las placas final e intermedia 32, 34.

Se forma una cavidad 50 entre las placas 32, 34, 36, y se coloca un muelle 52, como por ejemplo un muelle de estampa, dentro de la cavidad 50 que estará comprimido cuando el molde 10 esté cerrado. El propósito del muelle 52 es el de aplicar una fuerza de repulsión entre la placa separadora 36 y las placas final e intermedia 32, 34.

Por consiguiente, cuando los mecanismos de presión están tirando de las placas final e intermedia 32, 34 para sacarlas fuera del bastidor 40, durante la primera pulgada del recorrido de las placas 32, 34, el muelle 52 mantendrá la placa separadora 36 contra el bastidor 40 con una fuerza reductora Después de unos 2,54 cm (una pulgada) de recorrido, la cabeza del perno 44 entrará en contacto con la saliente de la cámara 48, y entonces se retirará la placa de separación 36 del bastidor 40 por medio de la acción de los mecanismos de compresión.

Si la distancia de separación entre la placa de separación 36 y la placa intermedia 34 es sustancialmente mayor a 2,54 cm (una pulgada) se crea una sobrecarga poco recomendable en el muelle 52. Esta sobrecarga puede llevar a un desgaste prematuro del muelle 52.

Hay una varilla 54 ajustada dentro de la placa intermedia 34, que se extiende a través de una abertura 56 de la placa separadora 36 hacia una perforación 58 ubicada en el bastidor 40 del molde 10. La varilla 54 mantiene las placas 32, 34, 36 alineadas entre sí y con el bastidor 40 del molde 10 durante la apertura y cierre del molde. Preferentemente, se debe proveer de uno de dichos sistemas de varilla en cada una de las esquinas del molde 10.

Se monta un primer núcleo 60 dentro de la placa intermedia 34 de manera que se proyecte a través de una primera abertura 62 en la placa de separación 36 y dentro de un hueco de la porción central 41 del molde 10. El primer núcleo 60 proporciona una superficie de moldeado para formar la pared interior 64 del vial 16 durante el proceso de moldeado. El primer núcleo 60 y la porción central 38 del molde forman juntos una cavidad del molde en la que se va a formar el vial 16.

Hay montado un segundo núcleo 72 dentro de la placa intermedia 34 de forma tal que se proyecte a través de una segunda abertura 74 en la placa separadora 36. Una base 76 del segundo núcleo 72 comprende la superficie del molde que forma la superficie interna 78 de la tapa del vial 18. Se provee de un hueco 80 en la base 76 del segundo núcleo 72 para formar un precinto anular 82 que se proyecta desde la superficie interna 78 de la tapa del vial 18. En la Patente U.S. Nº 4.783.056, adjunta a este documento como referencia, se describen con mayor detalle el primer y segundo núcleo 60, 72.

Tal y como se muestra en la Fig. 4, se provee de un precinto 82 en la tapa 18 con un borde interno 84 y un borde externo 86 que son sustancialmente perpendiculares a la superficie interna 78 de la tapa del vial 18. Una superficie 88 del precinto 82 pone en contacto el borde interno 84 con el borde externo 86, e intersecta los bordes en un ángulo de unos 45º.

El precinto 82, y el reborde 90 de la tapa se unen para formar una región anular que se pone en contacto con la región anular de unión del vial 16. El precinto anular 82 está adaptado para ajustarse al menos parcialmente dentro del borde superior 26 de la pared del vial 28. La superficie final 88 está colocada en ángulo, de manera que guíe el borde superior 26 de la pared del vial dentro de la brecha anular 94 formada entre el precinto 82 y el reborde externo 90 de la tapa.

El reborde anular 26 del vial 16 está diseñado para ajustarse dentro de la brecha 94. Cuando se cierra el vial, antes de que el material del vial esté completamente sólido, se produce un cierre hermético entre las diferentes porciones de acople de la tapa 18 y del vial 16.

Refiriéndose ahora a la Fig. 3, la porción central 38 del molde 10 se ajusta dentro de un hueco en el bastidor 40. La porción central 38 tiene un hueco básicamente cilíndrico, la pared de éste provee de una superficie para formar la pared externa del vial 16. Los canales anulares de agua 96 se extienden alrededor de un contorno externo de éste, a través del cual circula el agua de los canales 96 para facilitar el enfriamiento durante el proceso de moldeado. Se colocan juntas tóricas 98 contiguas a los canales para mantener un cierre reforzado en torno a ellos.

La placa final 32 tiene un canal de agua 100 que se extiende a partir de ella. El canal de agua 100 se conecta con los canales 102 que se extienden longitudinalmente a través del primer y segundo núcleo 60, 72. Se colocan juntas tóricas 104 contiguas a la conexión de los canales de agua 102 de los núcleos 60, 72 y el canal de agua 100 de la placa final 32 a fin de reforzar el cierre entre ellos. Los canales de agua 96, 100, 102 facilitan el enfriamiento del molde durante el proceso de moldeado.

Hay una puerta del bebedero 106 ubicada dentro del bastidor 40 del molde 10, contigua a la base del primer núcleo 60, a través de la cual se inyecta el plástico fundido en el molde 10. El diámetro de la puerta del bebedero 106 es, preferentemente, de unos 152 mm (0.60'') y está pensada para permitir que el plástico se inyecte en el molde 10 a la mayor velocidad posible. Los orificios de ventilación 108 facilitan la rápida inyección del plástico al permitir que el aire presente en el molde 10 sea evacuado a medida que se va inyectando el plástico.

También hay un manguito 110 colocado dentro del bastidor del molde 10, contiguo a la base del primer núcleo, que se usa para expulsar el vial 16 del molde 10 cuando el vial está lo suficientemente frío como para mantener su forma pero aún no está totalmente solidificado. El manguito 110 también puede ser un manguito de aire, tal y como se ilustra, o un propulsor mecánico. Preferentemente, el manguito 110 estará situado formando ángulo con respecto al vial 16 de manera que se pueda expulsar el vial sin producir marcas en su superficie.

Mientras el molde 10 está en funcionamiento, las placas final, intermedia y de separación 32, 34, 36 se mantienen contra el bastidor del molde 10 con una presión de unas 15 toneladas por medio de un mecanismo de presión (no ilustrado). Se inyecta entonces el plástico fundido a través de la puerta del bebedero 106 a una presión de unas quince toneladas para así formar el vial 16 y la tapa 18.

A manera de ejemplo, en la realización preferida, los viales inyectados se dejan enfriar durante unos seis segundos mientras la temperatura de éstos cae de alrededor de 288ºC (550ºF) a unos 38 - 39ºC (100 - 220ºF). La temperatura concreta a la que el vial 16 se solidifica puede variar con el tamaño y el tipo de vial, pero éste deberá estar lo suficientemente frío como para que el plástico mantenga su forma y lo suficientemente caliente como para que el plástico no esté totalmente sólido. Se hace circular agua a través de los canales de agua 96, 100, 102 del molde 10 a fin de acelerar el enfriamiento del vial 16 y de la tapa 18.

Cuando el vial 16 y la tapa 18 están suficientemente fríos, se retiran la placa final 32 y la placa intermedia 34 del bastidor 40 del molde 10. Tal y como se ha descrito anteriormente, a medida que las placas final e intermedia 32, 34 inician su retirada del bastidor 40, el muelle 52 actúa entre la placa separadora 36 y la placa final 32 para mantener la placa separadora 36 contra el bastidor 40. Después de que las placas final e intermedia 32, 34 se hayan separado de la placa separadora 36 unos 2,54 cm (una pulgada) la cabeza 44 del perno 42 se acopla con la saliente 48 de la cámara 46 dentro de las placas final e intermedia 32, 34 y tira de la placa separadora 36 sacándola fuera del bastidor 40. Se guía a las varillas 54 dentro de sus respectivas aberturas 56 y agujeros 58 para mantener a las tres placas 32, 34, 36 en alineación con el bastidor 40 durante la separación de las placas 32, 34, 36 del bastidor 40. El primer y segundo núcleo 60, 72 que están sujetos a la placa intermedia 34, se desplazan fuera del bastidor 40 junto con las placas 32, 34, 36.

Es preferible que las placas 32, 34, 36 y el bastidor estén montados sobre rieles (no se ilustran) en paralelo de manera que se mantengan alineados incluso cuando se abre el molde. Tal y como se puede ver en la Fig.2, las placas se mueven fuera del bastidor a una distancia suficiente como para permitir que una porción de un brazo de robot 112 se pueda mover hacia abajo entre las placas 32, 34, 36 y el bastidor 40 y pueda retirar el vial 16 del molde 10.

A pesar de que se ha descrito la invención haciendo referencia a un molde en concreto, se deberá interpretar que esta invención permite que se puedan usar otros tipos de moldes para formar los cuerpos de envase y las tapas.

Tal y como se muestra en la Fig. 1, se provee de un robot 12, que tiene tres grados de movilidad, para trasladar el vial 16 desde el molde 10 al dispositivo de tapado 14. El robot 12 incluye el brazo de robot 112 que tiene acoplada una placa 114 en un extremo inferior. El brazo de robot 112, que se muestra en una posición elevada en la Fig. 1, se puede mover verticalmente según una trayectoria con orientación vertical 116. El movimiento vertical del brazo del robot 112 permite que la placa 114 baje hasta una posición en la que la placa 114 está directamente enfrente del vial 16 colocado en la porción central 41 del molde. Alternativamente, se puede colocar el robot 12 de manera que pueda retirar el vial del lateral del molde 10.

El robot 12 también puede moverse siguiendo una trayectoria con orientación horizontal 118 en la que el robot 12 se mueve desde una posición A por encima del molde 10 a una posición B por encima del dispositivo de tapado 14. El brazo del robot 112 está provisto de un pivote 120 que tiene un eje paralelo a la trayectoria con orientación horizontal 118 de manera tal que la placa 114 pueda pivotar como mínimo 90º. Un ejemplo del tipo de dispositivo de robot que podría ser adecuado para llevar a cabo la tarea de mover rápidamente los viales desde el molde 10 al dispositivo de tapado 14 es el robot W312 que fabrica Wittman Robot & Automation Systems, Inc.

Según se muestra en la Fig. 2, la placa 114 al final del brazo del robot 112 incluye la primera y segunda ventosas 122, 124 montadas sobre ésta. La primera ventosa 122 tiene las dimensiones y el diseño adecuados para ajustarse dentro, y acoplarse a, la tapa 18 del vial 16. Es preferible que los lados 126 de la primera ventosa 122 estén colocados formando un ángulo hacia afuera con respecto al centro de la ventosa, en una dirección alejada de la placa 114. La segunda ventosa 124 está configurada para ajustarse dentro de, y acoplarse a, el reborde superior 26 del vial 16 y está separada de la primera ventosa 122 por una distancia adecuada. Los lados 128 de la segunda ventosa 124 tendrán, preferentemente, un ángulo hacia adentro con respecto al centro de la ventosa y en una dirección que la aleje de la placa 114, de manera que la segunda ventosa 124 se ajuste fácilmente dentro del reborde 26 del vial 16 sin dañar al vial. Las ventosas 122, 124 estarán preferentemente hechas de un material plástico extremadamente flexible, que será más flexible que el material del vial 16 y de la tapa 18, de manera que las ventosas 122, 124 no deformen ni al vial ni a la tapa.

Se provee de un mecanismo de vacío (no se ilustra) y de una línea de vacío 130, que conecta el mecanismo de vacío con cada una de las ventosas 122, 124. Se deberá interpretar que a pesar de que la realización preferida usa dos ventosas, las otras realizaciones, que usan una única ventosa tanto para el vial 16 como para la tapa 18, también se mantienen dentro del ámbito de la invención.

A pesar de que se han descrito las ventosas como el método preferido para acoplar el vial, se pueden usar otros mecanismo para recogerlos, siempre que éstos no pinchen o dañen de alguna otra forma al vial. Uno de dichos medios de sujeción es una pinza de recogida que coge el borde superior 26 del vial 16.

Durante el funcionamiento, el brazo del robot 112 se desliza hacia abajo, a lo largo del recorrido vertical 116 hasta que la placa 114 se coloca de manera que las ventosas 122, 124 quedan alineadas con el vial 16 y con la tapa 18. Entonces se activa el manguito 110 del molde 10 para retirar rápidamente el vial del molde 10. La placa 114 impide que el vial 16 sea expulsado totalmente del molde 10. Se activa el mecanismo de succión ya sea inmediatamente después o simultáneamente a la activación del manguito 110. Se mueve entonces la placa 114 separándola del bastidor del molde 40 para retirar completamente el vial 16 de la porción central 41 del molde 10. Este movimiento de la placa hacia fuera de la porción central 41 para retirar completamente el vial del molde puede producirse por la rotación del brazo del robot 112 alrededor del pivote 120, en este caso el vial debería ser ligeramente flexionado. Alternativamente, se puede retirar el vial de la porción central 41 del molde 10 por medio de un dispositivo de robot con un grado adicional de movilidad, lo que permitiría que el vial 16 se pudiese retirar a lo largo del eje del vial 16.

Una vez que el vial 16 esté totalmente fuera de la porción central 41 del bastidor del molde 40, se retira la placa 114 del molde 10, con el vial 16 sujeto, por medio de un movimiento vertical. El robot 12 recorre entonces la trayectoria horizontal 118 para transportar el vial 16 hasta el dispositivo de tapado 14. Se gira luego el vial 16 hacia una posición vertical por medio de la rotación de la placa 114 alrededor del pivote 120. El vial 16, colocado en posición vertical, se baja luego hacia un soporte 132 del dispositivo de tapado 14 por medio del movimiento del brazo del robot 112 a lo largo del recorrido vertical 116. Se usa la orientación del molde 10, el robot 12 y el dispositivo de cierre 14, según se muestra en la Fig. 1 por razones de comodidad. Sin embargo, se pueden usar otras orientaciones sin apartarse del ámbito de la invención.

A fin de proveer de un cierre hermético entre la tapa y el vial, se debe de acoplar la tapa 18 con el reborde del vial 26 cuando el plástico aún no se ha solidificado. El sellado de la tapa al vial mientras el plástico aún no está sólido permite que la tapa y el vial se ajusten la una al otro y formen el cierre estanco que se requería. Sin embargo, no se puede colocar la tapa en el vial hasta que el plástico se haya enfriado lo suficiente como para que la tapa y el vial no se fundan entre sí. Sellar la tapa demasiado pronto puede hacer que la tapa quede fija de forma permanente y que no sea posible quitarla.

Es necesario quitar el vial del molde y llevarlo hasta el dispositivo de tapado dentro de una ventana concreta de tiempo en la cual el plástico está lo suficientemente rígido como para poderlo mover sin deformar el vial 16 y el plástico aún no se ha solidificado totalmente. Esta ventana de tiempo va a variar para los diferentes materiales y los distintos tamaños y formas de los viales. El período de tiempo que será necesario antes de que algunos plásticos se solidifiquen puede ser de hasta 2 minutos, sin embargo, es preferible que el vial quede sellado dentro de un plazo de 1 minuto después de haber sido formado. Lo mejor es que el vial se forme, retire y cierre en una ventana de tiempo de unos 45 segundos.

El dispositivo de tapado, que se muestra en la Fig. 1, se usa para cerrar la tapa 18 en torno al vial 16 dentro de la ventana de tiempo en la cual el plástico del vial 16 y de la tapa 18 está lo suficientemente rígido como para soportar la manipulación pero no está totalmente solidificado. El soporte del vial 132 está provisto de dos o más brazos 134 que, preferentemente, se operarán por medio de cilindros neumáticos (no se ilustran). Sin embargo, se debe interpretar que también se puede usar un mecanismo mecánico para abrir y cerrar los brazos 134.

Se coloca una aleta rotatoria 136 contigua al soporte del vial 132 para cerrar la tapa 18 del vial 16. En la Fig. 1 se muestra la aleta 136 en una posición a medio camino entre la posición abierta y la posición cerrada. La aleta 136 está provista de un impulsor que puede ser un impulsor neumático o un impulsor regido por medio de un motor. Según la realización preferida de la invención, se provee de uno o más chorros de aire controlados (no ilustrados) que actúan como mínimo sobre una de las superficies de uno de los brazos de la aleta.

Hay una cinta transportadora 140 para el transporte de cartones 142 ubicada debajo del soporte del vial 132, de manera que los viales cerrados se puedan ir dejando caer directamente en los cartones 142. De acuerdo con la realización preferida de la invención, la aleta 136 está provista de un sensor que detecta cuando la aleta 136 ha cerrado la tapa 18 en torno al vial 16. Se apartan los brazos 134 del soporte del vial 132, como respuesta a una señal del sensor, para dejar caer el vial sellado 16 en el cartón que se mantiene en espera 142.

Claims

1. Un proceso para formar un cuerpo de envase (16) y una tapa (18) herméticos que comprende los siguientes pasos:

la definición de una cavidad del molde entre una primera parte del molde (36) y una segunda parte del molde (40) de un molde (10); la inyección de un material plástico fundido a través de la segunda parte de molde (40) en la antes mencionada cavidad del molde, formando de esta forma, a partir del material fundido, un envase (16) y una tapa (18); y la retirada de la primera parte del molde (36) de la segunda parte del molde (40) para separar la primera parte del molde (36) del envase (16) y de la tapa (18), caracterizado por

el acople de al menos una de las partes del envase (16) y de la tapa (18) antes de que el material esté totalmente solidificado usando los métodos de acople que proporciona un brazo de robot (112); la retirada del envase (16) y de la tapa (18) del molde (10); el traslado del envase (16) y de la tapa (18) con el brazo del robot (112) hacia un dispositivo de tapado (114) mientras el envase (16) y la tapa (18) están a una temperatura en la que el material no está aún totalmente sólido; y el sellado del cuerpo (16) en el dispositivo de tapado (114) antes de que el material esté totalmente solidificado mediante el traslado de la tapa (18) hacia la posición de acople con el envase (16) para formar un cierre estanco antes de que el material esté totalmente sólido.

2. El proceso de la reivindicación 1, comprendiendo además la retirada del envase (16) y de la tapa (18), por lo menos parcialmente, de la cavidad del molde previamente a la etapa de acople, antes de que el material plástico esté completamente solidificado.

3. El proceso de la reivindicación 1 o 2, en donde se define una cavidad de molde entre la parte final de un molde (32) y la mencionada primera parte del molde (36) a un lado de la mencionada segunda parte de molde (40), con dicha primera parte del molde (36) y dicha segunda parte del molde (36) quedando directamente en contacto la una con la otra, y lográndose la mencionada retirada por medio de la retirada de la parte final de molde (32) de la primera parte de molde (36) para separar la parte final de molde (32) del envase (16) y de la tapa (18) mientras se aplica una fuerza de retención contra la primera parte de molde (36) de manera que se mantenga la primera parte de molde contra el resto del molde para retener el envase (16) y la tapa (18) dentro de la segunda parte de molde (40); limitando la distancia que separa la parte final de molde (32) de la primera parte de molde (36); y retirando la primera parte de molde (36) de la segunda parte de molde (40) cuando la parte final de molde (32) ha sido retirada a una determinada distancia de la primera parte de molde (36).

4. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la etapa de acoplado comprenda: la inserción de un mecanismo de recepción entre la primera parte de molde (36) y el envase (16) utilizando para ello un brazo de robot (112); la extracción parcial del envase (16) del molde (10) hasta que el envase (16) y la tapa (18) se acoplen a los medios de recepción; y la retirada total del envase (16) de la segunda parte de molde (40) mediante el brazo de robot (112).

5. El proceso de la reivindicación 4, en donde el envase (16) esté al menos parcialmente fuera del molde (10) antes de que el envase (16) y la tapa (18) estén completamente sólidos.

6. El proceso de la reivindicación 4 o 5, en donde la etapa de extracción comprenda la activación de un manguito (110) dentro del molde (10).

7. El proceso de la reivindicación 4 o 5, en donde los mecanismos de recepción, insertados entre la primera parte del molde (36) y el envase (16) comprendan una placa (114) que tenga como mínimo una ventosa situada en ésta.

8. El proceso de la reivindicación 7, en donde la etapa de extracción comprenda la activación de un mecanismo de succión conectado a, por lo menos, una ventosa.

9. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprenda además la etapa de aplicación de succión a través de mecanismos de acoplado para unir dicha parte del envase (16) y de la tapa (18).

10. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los medios de acoplado tengan una blandura superior a la del material.

11. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la etapa de acoplado se lleve a cabo sin producir daños en las superficies de cierre del envase (16) y de la tapa (18).

12. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que además comprenda una etapa, previa a la de retirada, de enfriamiento del envase (16) a una temperatura a la cual el material mantendrá su forma pero sin estar completamente sólido.

13. El proceso de la reivindicación 12, que comprenda una etapa de enfriamiento del envase(16) y de la tapa (18) hasta 100 -120ºF (38º - 49ºC) antes de proceder a la retirada de la parte final de molde (32).

14. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 11, en donde la temperatura del envase (16) durante las etapas de acople, movimiento y cierre sea lo suficientemente baja como para que el material no se deforme y lo suficientemente alta como para que el material no esté completamente sólido y para que el interior del envase se mantenga aséptico.

15. El proceso de la reivindicación 14, en donde la temperatura del envase (16) durante las etapas de acople, traslado y cierre esté entre 100º - 120ºF (38º - 49ºC).

16. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la etapa de cierre comprenda el girar una pieza pivotante para trasladar la tapa (18) con respecto al envase (16) de manera de guiar la tapa(18) hacia la posición de acople con el envase (16) para formar un cierre hermético.

17. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el envase (16) y tapa (18) se formen con una conexión articulada.

18. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho envase (16) sea un vial, teniendo dicho vial una región anular en el extremo superior del mismo para unirlo con una región anular del contorno interno de la tapa (18).

19. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que además incluya una etapa de purga de los gases que se liberan de la cavidad del molde durante el proceso de inyección.

20. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde tanto el envase (16) como la tapa (18) se unan por la acción de mecanismos de acoplado.

21. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprenda además las etapas de: provisión de una señal que indique que la pieza pivotante ha sellado la tapa (18) al cuerpo (16); y el soltar el envase cerrado del soporte del envase en respuesta a esta señal.

22. Un aparato para formar un envase (16) con una tapa (18) herméticos, en el que el aparato comprenda: un molde (10) que tiene una primera parte del molde (36), una segunda parte del molde (40) y una cavidad del molde formada entre la primera y segunda parte del molde; mecanismos de inyección para inyectar un material fundido en la cavidad del molde para formar un cuerpo de envase (16) y una tapa (18); y medios para la retirada de la primera parte del molde (36) de la segunda parte del molde (40) para así separar la primera parte del molde (36) del envase (16) y de la tapa (18); y estando el aparato caracterizado por la provisión adicional de

un brazo de robot (112) que dotado de mecanismos para el acoplado, configurados para acoplar como mínimo un envase (16) y una tapa (18) antes de que el envase (16) y la tapa (18) estén completamente solidificados y para trasladar el envase (16) y la tapa (18) fuera del molde (10) hacia un dispositivo de tapado (14) antes de que el material esté totalmente sólido, estando dichos medios adaptados para evitar el dañar el material plástico del mencionado envase (16) mientras lo traslada; y un dispositivo de tapado (14) para sellar la tapa (18) al envase (16) mientras el envase (16) y la tapa (18) están a una temperatura a la cual el material del envase (16) y de la tapa aún no está completamente solidificado.

23. El aparato de la reivindicación 22, en donde los mecanismos de acoplado incluyan una placa (114) montada en el brazo del robot (112) para acoplar el envase (16) y la tapa (18); y un mecanismo de sujeción en la placa (114) tanto para sujetar el envase (16) como la tapa (18).

24. El aparato de la reivindicación 22 o 23, que comprenda además un mecanismo para producir un vacío para acoplar dicha parte del envase (16) y de la tapa (18).

25. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 22 - 24, en donde los medios de acoplado sean más blandos que el material antes de alcanzar su total solidificación.

26. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 23 - 25, en donde la antes mencionada placa (114) comprenda además, como mínimo, una ventosa configurada para ajustarse dentro, y acoplarse a, la tapa (18) y el envase (16).

27. El aparato de la reivindicación 26, en donde la ventosa mencionada esté hecha de materiales plásticos flexibles, que sean más flexibles que el material del vial (16) y de la tapa (18).

28. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 22 a 27, en donde el dispositivo de tapado (14) comprenda un par de brazos móviles para sujetar el envase (16) y una aleta (136) para mover la tapa (18) en dirección a su acople con el envase (16).