ES2222569T3 - Cuña de seleccion de articulos. - Google Patents
Cuña de seleccion de articulos.Info
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Abstract
UNA CUÑA (20) PARA LA SELECCION DE ARTICULOS (10) A AGRUPAR EN UNA MAQUINA PARA HACER EMBALAJES DE CARTON, EN QUE UNA CARA DE LA CUÑA QUE REACCIONA A LA PRESION DE AVANCE TIENE UNA SUPERFICIE CURVADA HACIA AFUERA (24). LA CARA CURVADA (24) REDUCE EN GRAN MEDIDA EL DAÑO PROVOCADO POR LA PRESION DE AVANCE A ARTICULOS CILINDRICOS DE PARED DELGADA (10) TALES COMO LATAS DE BEBIDAS. EN LA REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION, LA CUÑA DE SELECCION (20) ESTA DISEÑADA DE MODO QUE SE ACOPLE A UNA BARRA VOLADIZA (18) QUE HAY SOBRE UN SISTEMA DE SELECCION DE LA MAQUINA PARA HACER EMBALAJES DE CARTON. TIENE UNA RANURA (26) PARA RECIBIR UN EXTREMO DE LA BARRA VOLADIZA (18) Y UNOS AGUJEROS (34, 36) A SU TRAVES PARA FIJAR CON PERNOS LA CUÑA (20) A LA BARRA VOLADIZA (18).
Description
Cuña de selección de artículos.
Esta invención se refiere, de manera general, a
aparatos de empaquetado. Más particularmente, la invención se
refiere a dispositivos utilizados para seleccionar y separar, o
medir, grupos de artículos en el extremo de alimentación de una
máquina de fabricar envases de cartón. De manera específica la
invención trata de un extremo de cuña para una barra móvil utilizada
para separar grupos de artículos, tales como latas de bebidas en
una máquina de fabricar envases de cartón.
En una máquina de empaquetado típica, un flujo no
agrupado o una línea de artículos de entrada fuertemente apretados
se desplazan en carriles de un transportador de alimentación a una
ubicación donde un mecanismo de medir o de selección los procesa en
grupos que tienen un tamaño y una orientación predeterminados. Para
procesar los artículos, tales como latas de bebida, sobre una
máquina de movimiento continuo, la selección y separación de grupos
de latas se hace a menudo insertando una barra móvil entre las
latas. Un transportador lleva una serie de barras móviles
generalmente en la misma dirección que el transportador de
alimentación. El extremo delantero de la barra móvil tiene una
forma en cuña para facilitar que pase entre las latas cilíndricas
mientras realiza su camino a través del montón de latas de entrada.
Para guardar las latas fuertemente apiladas en carriles antes de
que sean agrupadas, el transportador de alimentación se mueve más
rápido que el transportador con barras móviles. Esto crea una
presión sobre las latas en el área de agrupamiento. Cuando una cuña
de selección hace contacto con una lata, la presión de alimentación
de todas las latas en ese carril es ejercida contra esa cuña de
selección. Las cuñas de la técnica anterior tienen superficies
planas que hacen contacto con las latas. Algunas veces la presión
de alimentación es tan grande que hace que las latas que hacen
contacto con la cuña se abollen o arruguen donde hacen contacto con
la cuña. Los paquetes con tales latas abolladas o arrugadas son
rechazados y, por lo tanto, resultan costosos al proceso de
empaquetamiento.
El documento
US-A-5.438.135, sobre el que se basa
el preámbulo de la reivindicación 1, describe una barra de selección
para separar latas en una máquina de empaquetamiento, teniendo la
barra una punta en ángulo cubierta con un material suave para
proteger las latas.
A pesar de la necesidad en la técnica de una cuña
de selección de latas que supere las desventajas, defectos y
limitaciones de la técnica anterior, ninguna, hasta donde se
conoce, ha sido desarrollada. De acuerdo con esto, es un objeto de
la presente invención proveer una cuña de selección de latas
mejorada para utilizarla con una barra móvil de una máquina de
fabricar envases de cartón para latas que soporta la presión de
alimentación de la máquina sin hacer que las latas con las que hace
contacto sean abolladas o arrugadas.
El aparato de la presente invención provee una
cuña de selección de artículos para utilizarla con una máquina de
fabricar envases de cartón. La superficie de cuña que hace contacto
con los artículos no es plana. Trabaja particularmente bien con
artículos cilíndricos, tales como latas de bebidas, que tienen
paredes finas que se deforman con facilidad. En la realización
preferida, la superficie de contacto tiene una curvatura convexa
que permite que una pared fina de un artículo cilíndrico se ajuste
a ella bajo cargas de entrada sin provocar abolladuras o arrugas
en la pared. La realización preferida de la cuña de selección de
artículos tiene también un hueco para admitir un extremo de una
barra móvil, que se une a la misma de manera fija mediante
tornillos.
Las características, beneficios y objetos de esta
invención llegarán a ser claros para aquellos expertos en la
materia en referencia a la siguiente descripción, reivindicaciones
y dibujos.
La figura 1 es una vista superior de un área de
selección de latas de una máquina de empaquetado que muestra cómo
funcionan los carriles de alimentación de latas, transportadores,
barras móviles y cuñas de selección de latas, para seleccionar y
separar las latas en grupos.
La figura 2 es una vista superior de una parte
del área de selección de latas de una máquina de empaquetado que
muestra cómo las cuñas de selección de latas están unidas a las
barras móviles y cómo funcionan las cuñas de selección de latas
para seleccionar y separar las latas en grupos.
La figura 3 es una vista en perspectiva de una
cuña de selección de latas de la presente invención.
La figura 4 es una vista superior de la cuña de
selección de latas de la figura 3.
La figura 5 es una vista lateral de la cuña de
selección de latas de la figura 3.
La figura 6 es una vista del extremo posterior de
la cuña de selección de latas de la figura 3.
La figura 7 es una vista de una cuña de selección
de latas de la presente invención en contacto con una lata.
La cuña de la presente invención está hecha para
el uso en una máquina para fabricar envases de cartón para latas de
bebidas como se describe en la patente estadounidense 5.456.058 de
Ziegler, que se incorpora aquí como referencia. En referencia a las
figuras 1 y 2, muchas máquinas para fabricar envases de cartón
tienen un sistema de selección como el mostrado. Las latas 10 se
desplazan sobre un transportador de alimentación 12 en carriles 14.
Los carriles 14 dirigen las latas 10 con un ángulo hacia otro
transportador 16 que tiene barras móviles 18 con cuñas 20 de
selección unidas. Mientras el transportador 16 con barras móviles
18 reúne un flujo de latas 10, la cuña 20 de selección de cada barra
móvil 18 se introduce entre las latas 10, permitiendo de ese modo
que las barras móviles 18 separen las latas 10 en grupos 50. El
tamaño, la orientación y las dimensiones de los grupos 50 dependen
del número de carriles 14, las dimensiones del producto y la
configuración y el espacio de las barras móviles 18 en el
transportador 16. En el ejemplo ilustrado en la figura 1, se
utilizan cuatro carriles 14a-14d y las barras
móviles 18 están separadas para seleccionar tres latas en cada
carril para formar grupos 50 rectangulares de doce latas que tienen
una configuración de cuatro por tres.
Los carriles 14 tienen paredes 15 de separación
de carril que deben permitir que las cuñas 20 en las barras móviles
18 pasen a través de ellos. En la realización preferida esto se
consigue mediante paredes 15 separadoras de carril que tienen
ranuras (no mostradas) en el extremo 17 cerca del transportador 16
suficientemente anchas para permitir que las cuñas 20 pasen a través
de ellas.
Ya que el transportador de alimentación 12 va más
rápido que el transportador 16 con barras móviles 18, hay una
presión significativa desde las latas 10 de entrada sobre las cuñas
20 de selección de latas cuando las cuñas 20 seleccionan y separan
las latas 10 en grupos. La presión posterior de toda la masa de
latas en un carril 14 se ejerce contra la cara 24 de una cuña 20.
Esa presión hace que una lata 10 en contacto con una cuña 20 se
comprima donde hace contacto con la cuña. Algunas veces la presión
es tan grande que las latas son abolladas o arrugadas donde hacen
contacto con una cuña de selección.
El problema está relacionado con la forma de la
superficie de la cuña donde hace contacto una lata. En las cuñas de
la técnica anterior, la cara 24 que se enfrenta con las latas 10 es
plana. Ya que una lata es cilíndrica, comprimirla lateralmente sin
provocar una deformación permanente tal como una abolladura o una
arruga requiere que el área superficial de la región comprimida no
cambie durante la compresión. Una cara de cuña plana no fomenta
esto. Cuando una cara plana comprime una lata cilíndrica, intenta
hacer una impresión plana sobre la pared de la lata. La impresión
plana tiene un área superficial menor que el área superficial
correspondiente del cilindro. El resultado es que el área afectada
de la pared de la lata puede ser cargada de manera elevada lo
suficiente como para que aparezca alabeo local - esto es,
abolladuras y arrugas.
La observación de latas dañadas indicó que la
mayoría del daño ocurre cerca de los bordes de una cuña de cara
plana. Esto es consistente con la teoría expuesta más arriba, ya
que las cargas de doblado máximas están inducidas en la ubicación
donde ocurre el cambio de carga máximo.
En el primer intento de resolver el problema,
sólo los bordes de la cara de cuña plana fueron curvados. Esto no
mejoró significativamente el problema ya que la mayor parte de la
superficie de contacto era todavía plana.
La presente invención resuelve el problema
proporcionando una superficie 24 curvada exteriormente sobre la
cuña 20. Con esta cuña, una parte de la pared de la lata curvada
exteriormente puede curvar hacia el interior sin cambiar el área
superficial. Las pruebas en banco de una cuña de la presente
invención permitieron que tanto las latas redondas como las
acanaladas fueran comprimidas casi 3,175 milímetros (1/8 de
pulgada) sin daño visible. Esto se compara de manera favorable con
latas que mostraban daño visible después de ser comprimidas sólo
4,233 milímetros (1/6 de pulgada) utilizando una cuña convencional
de frente plano.
En referencia a las figuras 3 a 6, la cuña 20 de
selección de latas de la presente invención comprende un cuerpo en
forma de cuña que tiene una primera cara 22 y una segunda cara 24
opuesta, que no es plana. Hay un ángulo agudo \theta entre las
dos caras 22 y 24. La cara 24 reacciona a la presión de
alimentación de un carril de latas. En la realización preferida, la
cara 22 es plana, el ángulo \theta es aproximadamente de 30º y la
cara 24 tiene una superficie cilíndrica curvada exteriormente con
un radio de aproximadamente 76,2 milímetros (3 pulgadas), estando
la curvatura en la dirección lateral de la cara 24. La cara 24
puede tener también una serie de facetas u otras características
tales que juntas la aproximan a una superficie curvada. El ángulo de
30º entre la cara 22 y la 24 permite que la cara 24 sea normal a
las paredes 15 separadoras de carriles en el extremo 17. La
reacción de la presión de alimentación sobre las latas 10 es, por
lo tanto, en la misma dirección en la que se desplazan las latas 10
para no inducir una carga lateral en una lata 10 que hace contacto
con las cuñas 20 que podría incrementar la fricción entre esa lata
y las paredes 15 separadoras de carril.
El borde 44 está formado por la intersección de
la cara 24 y la cara 22. En la realización preferida el borde 44 es
curvado. Mientras el radio de la cara 24 disminuye, así lo hace el
radio del borde 44. El borde 44 hace un primer contacto con las
latas 10. Si el radio del borde 44 es demasiado pequeño, ese primer
contacto es sobre un área demasiado pequeña, que podría dañar la
lata con la que hace contacto. El radio de 76,2 milímetros (3
pulgadas) en la cara 24 proporciona suficiente curvatura a la cara
24 para evitar dañar las latas con paredes delgadas por la presión
de alimentación, aunque el radio del borde 44 sea todavía
suficientemente grande para permitir suficiente área de contacto
para no dañar la lata en el primer contacto. Todos los bordes
exteriores distintos del borde 44 están redondeados,
preferiblemente con radio de 3,175 milímetros (1/8 de pulgada), y
los radios intersecantes están mezclados.
En la realización preferida, la cuña 20 de
selección de latas es un cuerpo sólido que tiene, además de la cara
22 y la cara 24, un primer lado 21, un segundo lado 23, un lado
trasero 25, y una tercera superficie 27 opuesta a la cara 22. La
tercera superficie 27 tiene una parte 29 adyacente al lado trasero
25 y una parte 31 adyacente a la cara 24. La parte 29 y la parte 31
son sustancialmente planas y paralelas a la cara 22, y la parte 31
está dispuesta a partir de la parte 29 alejándose de la cara 22
para formar un escalón en la tercera superficie 27. La parte 29 se
alinea con la barra móvil 18 de manera que no hay ningún escalón
entre la cuña 20 y la barra móvil 18 de manera que las latas pueden
fluir suavemente sobre la cuña 20 hacia la barra móvil 18. Un grupo
de latas puede llenar toda la longitud de una barra móvil y
extenderse hacia la parte 29. La parte 31 está escalonada desde la
parte 29 para permitir que la cara 24 sea bastante larga para tener
suficiente distancia de contacto mientras la cuña se mueve entre
las latas.
La tercera superficie 27 tiene también una parte
biselada 33 que está biselada lateralmente hacia el lado 23 e
interseca con las partes 29 y 31. La parte biselada 33 es necesaria
cuando la cuña 20 se utiliza en una máquina que agrupa más de un
nivel de latas en una pila y empaqueta la pila. Una lámina divisora
de cartón es insertada en la pila entre los niveles de latas. La
parte biselada 33 es necesaria para permitir que la lámina divisora
pase sobre la cuña 20 cuando la lámina divisora está instalada.
En referencia a las figuras 2, 4 y 5, en la
realización preferida, la cuña 20 tiene también un hueco 26 rodeado
por superficies 28, 30 y 32 para recibir un extremo de una barra
móvil 18. Unos medios de unión unen de manera fija la cuña 20 a una
barra móvil 18 de un sistema de selección (no mostrado). En la
realización preferida los medios de unión son un par de tornillos 46
con cabeza que enganchan con la barra móvil 18 después de pasar a
través de los agujeros 34 y 36 que tienen los agujeros escariados
38 y 40.
En referencia a la figura 7, la cuña 20 de
selección de latas de la presente invención se muestra en contacto
con una lata 10. La cara 24 de la cuña 20 de selección de latas se
enfrenta con la pared 42 cilíndrica de la lata 10 haciendo que la
pared 42 se deforme de acuerdo con la cara 24 de la cuña 20 de
selección de latas. Bajo cargas típicas de las provocadas por un
mecanismo de alimentación de una máquina para fabricar envases de
cartón para latas, la curvatura de la cara 24 de la cuña 20 de
selección de latas permite que la pared 42 de la lata 10 pueda
deformar la cara 24 sin abollarla o arrugarla.
El material para la cuña 20 de selección de latas
puede ser cualquier material rígido. En la realización preferida es
un plástico que tiene el nombre comercial de DELRIN.
Las descripciones anteriores y los dibujos
adjuntos deberían ser interpretados en el sentido ilustrativo y no
en el limitativo. Dado que la invención ha sido descrita junto con
la realización preferida de la misma, debería entenderse que puede
haber otras realizaciones que caigan dentro del alcance de la
invención como está definida por las reivindicaciones siguientes.
Cuando una reivindicación está expresada como unos medios o como
una etapa para realizar una función especificada, se pretende que
tal reivindicación sea interpretada para cubrir la correspondiente
estructura, material o acciones descritos en la especificación o
equivalentes de la misma, incluyendo tanto equivalentes
estructurales como estructuras equivalentes.
Claims (15)
1. Una cuña (20) de selección para seleccionar y
formar grupos de artículos (10) cilíndricos, con paredes delgadas,
que se desplazan desde un extremo aguas arriba hacia un extremo
aguas abajo sobre un mecanismo (12) de alimentación de alta
velocidad, comprendiendo dicha cuña de selección: un cuerpo que
tiene un extremo anterior, un extremo posterior opuesto a dicho
extremo anterior, y una primera cara (24) generalmente vertical y
una segunda cara (22) generalmente vertical, que se intersecan en
dicho extremo anterior, estando orientada dicha primera cara (24)
hacia el extremo aguas arriba del mecanismo de alimentación, en el
que hay formado un ángulo agudo entre dicha primera cara (24) y
dicha segunda cara, caracterizado porque dicha primera cara
tiene una superficie (24) que está curvada hacia el exterior para
hacer contacto con los artículos en el mecanismo (12) de
alimentación, en el que la presión ejercida por un artículo (10) en
contacto con dicha primera cara hace que una parte del artículo (10)
se ajuste de manera temporal a dicha superficie (24) que está
curvada hacia el exterior, por lo cual dicha superficie (24)
curvada hacia el exterior de dicha primera cara permite que el
artículo resista, sin dañarse, una presión mayor asociada a
velocidades relativas mayores entre los artículos que se desplazan
sobre el mecanismo de alimentación (12) y dicha cuña (20).
2. La cuña (20) de selección de la reivindicación
1 en la que dicha primera cara y dicha segunda cara forman un borde
curvado en dicho extremo anterior común a ambas dicha primera cara
y dicha segunda cara.
3. La cuña (20) de selección de la reivindicación
1 en la que dicha primera cara tiene un borde superior generalmente
horizontal y un borde inferior generalmente horizontal, siendo
dicho borde superior paralelo a dicho borde inferior, en el que
dicha segunda cara tiene un borde superior generalmente horizontal
y un borde inferior generalmente horizontal, siendo dicho borde
superior paralelo a dicho borde inferior, y en el que dicho cuerpo
tiene además un primer lado (21) generalmente horizontal, un
segundo lado (23) generalmente horizontal, y un lado trasero (25),
extendiéndose dicho primer lado desde dicho borde inferior de dicha
primera cara a dicho borde inferior de dicha segunda cara,
extendiéndose dicho segundo lado desde dicho borde superior de dicha
primera cara a dicho borde superior de dicha segunda cara, estando
dicho lado trasero situado en dicho extremo posterior de dicho
cuerpo y teniendo bordes que se juntan con dicha segunda cara,
dicho primer lado y dicho segundo lado.
4. La cuña (20) de selección de la reivindicación
3 en la que dicho cuerpo tiene un hueco en dicho segundo lado,
extendiéndose dicho hueco (26) a través de dicho lado trasero y
teniendo una forma para recibir un extremo de una barra móvil (18)
accionada.
5. La cuña (20) de selección de la reivindicación
4 en la que dicho cuerpo tiene al menos una abertura (34, 36) que
se extiende desde dicho primer lado a través de dicho cuerpo a
dicho hueco, y en el que dicho cuerpo está sujetado al extremo de
la barra móvil a través de dicha al menos una abertura.
6. La cuña (20) de selección de la reivindicación
5 en la que una parte de dicha al menos una abertura tiene un
agujero escariado (38, 40) en dicho primer lado.
7. La cuña (20) de selección de cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 6 en la que dicho cuerpo tiene además una
tercera superficie situada opuesta a dicha segunda cara,
extendiéndose dicha tercera superficie desde dicho lado trasero a
dicha primera cara y extendiéndose desde dicha primera cara a dicho
segundo lado.
8. La cuña (20) de selección de la reivindicación
7 en la que dicha tercera superficie tiene una parte anterior y una
parte posterior, las cuales son ambas sustancialmente planas y
paralelas a dicha segunda cara, estando dicha parte posterior
dispuesta desde dicha parte anterior hacia dicha segunda cara.
9. La cuña (20) de selección de la reivindicación
7 en la que dicha tercera superficie tiene una parte lateral
biselada hacia dicho segundo lado.
10. La cuña (20) de selección de la
reivindicación 7 en la que dicha tercera superficie tiene una parte
anterior, una parte posterior y una parte lateral, siendo dichas
partes anterior y posterior sustancialmente planas y paralelas a
dicha segunda cara, estando dicha parte posterior dispuesta desde
dicha parte anterior hacia dicha segunda cara, estando dicha parte
lateral biselada en una dirección hacia dicho segundo lado,
intersecando dicha parte lateral con dichas partes anterior y
posterior.
11. La cuña (20) de selección de la
reivindicación 1 en el que:
(a) dicha primera cara y dicha segunda cara
forman un borde curvado (44) en dicho extremo anterior común a
ambas, dicha primera cara y dicha segunda cara;
(b) dicha primera cara tiene un borde superior
generalmente horizontal y un borde inferior generalmente
horizontal, siendo dicho borde superior paralelo a dicho borde
inferior, dicha segunda cara tiene un borde superior generalmente
horizontal y un borde inferior generalmente horizontal, siendo dicho
borde superior paralelo a dicho borde inferior, dicho cuerpo tiene
además un primer lado generalmente horizontal, un segundo lado
generalmente horizontal, y un lado trasero, extendiéndose dicho
primer lado desde dicho borde inferior de dicha primera cara a
dicho borde inferior de dicha segunda cara, extendiéndose dicho
segundo lado desde dicho borde superior de dicha primera cara a
dicho borde superior de dicha segunda cara, estando dicho lado
trasero situado en dicho extremo posterior de dicha cuña y teniendo
bordes que se juntan con dicha segunda cara, dicho primer lado y
dicho segundo lado;
(c) dicho cuerpo tiene un hueco (26) en dicho
segundo lado, extendiéndose dicho hueco a través de dicho lado
posterior y teniendo una forma para recibir un extremo de una barra
móvil (18) accionada;
(d) dicho cuerpo tiene al menos una abertura (34,
36) que se extiende desde dicho primer lado a través de dicho
cuerpo a dicho hueco, teniendo una parte de dicha al menos una
abertura un agujero escariado (38, 40) en dicho primer lado; y
(e) dicho cuerpo tiene una tercera superficie
situada opuesta a dicha segunda cara, extendiéndose dicha tercera
superficie desde dicho lado trasero a dicha primera cara y
extendiéndose desde dicho primer lado a dicho segundo lado,
teniendo dicha tercera superficie una parte anterior, una parte
posterior y una parte lateral, siendo dichas partes anterior y
posterior sustancialmente planas y paralelas a dicha segunda cara,
estando dicha parte posterior dispuesta desde dicha parte anterior
hacia dicha segunda cara, estando dicha parte lateral biselada en
una dirección hacia dicho segundo borde, intersecando dicha parte
lateral con dichas partes anterior y posterior.
12. La cuña (20) de selección de cualquier
reivindicación precedente, que comprende además medios para mover
dicho cuerpo.
13. La cuña (20) de selección de la
reivindicación 12 en la que dicho medio para mover es una barra
móvil (18) accionada.
14. La cuña (20) de selección de la
reivindicación 12 que comprende además unos medios para unir dicho
cuerpo a dichos medios para mover dicho cuerpo.
15. La cuña (20) de selección de cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en la que los artículos
cilíndricos (10) son latas de bebidas.
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