ES2224790A1 - Dispositivo de cierre de envases de material plastico. - Google Patents
Dispositivo de cierre de envases de material plastico.Info
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Abstract
Dispositivo de cierre de envases de material
plástico.
Sistema de cierre de envases de material plástico
para el cierre de envases de embocadura circundada por un ala
periférica, que consiste en disponer una lámina de cierre sobre la
embocadura del envase a cerrar, apoyar el ala periférica sobre un
molde de soldadura, y aplicar sobre la lámina de cierre, en
coincidencia con un molde, vibraciones ultrasónicas mediante
sonotrodos independientes, comprendiendo dicho molde dos paredes
concéntricas situadas en coincidencia con el ala periférica que
circunda a la embocadura del envase a cerrar, una interna que
permite la soldadura entre la lámina de cierre y el ala periférica
de la embocadura, y otra externa, de altura ligeramente mayor,
rematada en un canto o borde de perfil angulado para provocar el
corte de la lámina de cierre y del ala periférica citada a una
cierta distancia variable de la línea de soldadura entre dicha
lámina y ala periférica.
Description
Dispositivo de cierre de envases de material
plástico.
La presente invención se refiere un sistema de
cierre de envases de material plástico el cual realiza las
operaciones de corte y soldadura simultáneamente y que se utiliza
para el cierre y corte de envases tipo blister y similares en
cadenas continuas de montaje, basándose en la utilización de unos
moldes junto con la utilización de un dispositivo emisor de
ultrasonido.
Dada la actual demanda de envases de plástico
empleados para contener multitud de productos, es necesario
conseguir que los dispositivos de envasado realicen la operación de
envasado a la mayor velocidad posible y con bajos costes.
Por ello se han desarrollado una gran variedad de
dispositivos para el cierre de este tipo de envases.
Normalmente estos dispositivos son de tipo
térmico, es decir que utilizan el calor para fundir el material
constituyente de la tapa del envase y unirlo al propio envase.
Estos sistemas tienen el inconveniente de que suelen resultar caros
debido a la necesidad de aplicar lacas termosoldables en una de las
láminas a unir. Además el acabado es de baja calidad produciéndose
pliegues y abarquillamientos de los envases cuando se enfrían.
También son conocidos dispositivos de soldado de
envases de plástico tipo blister o similares que utilizan el efecto
de alta frecuencia para conseguir el calentamiento del material
plástico y posteriormente la soldadura del mismo.
En el documento
EP-A-0493690 se describe un aparato
que se utiliza para soldar una tapa de material plástico a un
recipiente con forma de bote, el aparato tiene una herramienta que
se engancha al exterior de la tapa o al exterior del recipiente y
una herramienta interna que se inserta en la tapa, siendo la
herramienta interna un sonotrodo y la herramienta exterior una
anillo cónico que se puede desplazar radialmente para conseguir el
cierre del recipiente.
Este dispositivo solo tiene la función de soldar
una tapa a un recipiente independiente no pudiendo utilizarse para
envases tipo blister o para varios recipientes a la vez lo cual no
es demasiado interesante puesto que los tiempos de soldado
unitarios son altos. Además este dispositivo no cuenta con la
posibilidad de cortar simultáneamente el plástico de los
envases.
En el documento
ES-A-2100777 se describe un
dispositivo de corte y soldadura por ultrasonidos, aplicado
especialmente a tejidos acolchados que comprende unos medios de
desplazamiento, unos medios de fijación de su posición y un
dispositivo emisor de ultrasonidos o sonotrodo. En el extremo del
sonotrodo se encuentra un elemento de guiado superior y un elemento
de guiado inferior, y un elemento de corte de material transmisor
de los ultrasonidos fijado al sonotrodo. Además, el elemento de
guiado inferior es móvil y permite realizar el corte de las telas y
del tejido de relleno simultáneamente a la soldadura entre las
mismas telas, a lo largo de la línea de corte. Este dispositivo
tiene una rueda de corte que hace que el tejido sea cortado y por
medio de la acción del sonotrodo se suelden los extremos recién
cortados, llevándose a cabo el corte y la soldadura en una misma
acción. La configuración particular de este aparato hace que la
línea de corte y la línea de soldadura sean coincidentes, lo cual,
debido al pequeño grosor del canto o borde de la rueda de corte hace
que las uniones conseguidas mediante el aparato no sean demasiado
consistentes puesto que la franja de soldadura es de pequeña
anchura.
El dispositivo de cierre de envases de material
plástico objeto de la presente solicitud trata en la medida de lo
posible de subsanar los diferentes problemas más arriba
planteados.
El sistema de cierre de envases de material
plástico que propone la presente invención se emplea especialmente
para el cierre de una pluralidad de envases estando la embocadura
de cada envase circundada por un ala periférica en prolongación de
sus paredes, disponiéndose una lámina de cierre sobre dicha
embocadura del envase o envases a cerrar.
El sistema se basa en la utilización de una
pluralidad de equipos productores de vibraciones por ultrasonido
empleados para la soldadura del material plástico, concretamente se
emplearán sonotrodos, los cuales son independientes entre sí y
están separados por un espacio reducido.
Estos sonotrodos emitirán vibraciones sobre la
lámina de cierre y el ala periférica que a su vez se apoyan sobre
una serie de moldes.
Dichos moldes constan de paredes concéntricas
situadas en coincidencia con el ala periférica que circunda a la
embocadura del envase o envases a cerrar.
El molde presenta una pared interna que permite
la soldadura entre la lámina de cierre y el ala periférica de la
embocadura, dicha pared interna esta rematada en un canto o borde
de perfil de gran amplitud angular, es decir sus flancos forman un
ángulo obtuso, junto a esta pared interna y concéntricamente a la
misma, el molde presenta otra pared externa de altura ligeramente
mayor, rematada en un canto o borde de perfil de pequeña amplitud
angular, es decir sus flancos forman un ángulo agudo idóneo para
provocar el corte de la lámina de cierre y del ala periférica
citada a una cierta distancia de separación variable de la línea de
soldadura definida por la pared interna.
Esta pequeña separación entre la línea de
soldadura y la línea de corte hace que la soldadura conseguida por
medio de la presente invención, sea consistente y de gran
resistencia evitándose el problema que se producía cuando las líneas
de corte y soldadura coincidían.
La emisión de una gran cantidad de vibraciones
ultrasónicas en un pequeño periodo de tiempo junto con la
configuración del perfil del canto o borde de la pared externa,
cuyos flancos forman un ángulo agudo, hace que dicha pared externa
penetre tanto en la lámina de cierre como en el ala periférica del
envase hasta que son finalmente cortadas. El ángulo agudo del canto
o borde de la pared externa del molde permite una penetración de la
misma en el material plástico, con un rozamiento mínimo y como
consecuencia evitando que dicho material plástico se caliente en
exceso y se funda.
Por otro lado la emisión de gran cantidad de
vibraciones ultrasónicas en un corto periodo de tiempo junto con la
configuración del perfil del canto o borde de la pared interna,
cuyos flancos forman un ángulo obtuso, hace que dicha pared interna
suelde el material plástico y no penetre en el como ocurría con la
pared externa. Esto se debe a que la superficie de roce del canto o
borde de la pared interna con la lámina de cierre y el ala
periférica del envase o envases; es de gran magnitud, haciendo las
vibraciones sucesivas que esta energía de roce se convierta en
energía calorífica que hace que se funda el material plástico tanto
de la lámina de cierre como del ala periférica del envase o envases
y se mezclen formando la soldadura.
El hecho de que la pared externa tenga una mayor
altura que la pared interna permite que cuando la pared externa ha
cortado completamente la lámina de cierre y el ala periférica del
envase la pared interna solo haya penetrado parcialmente en ambas
sin llegar a atravesarlas y elevando la temperatura en los puntos de
contacto entre dicha pared interna y el material plástico, lo que
hace que la línea de soldadura sea interior a la línea de corte,
estando distanciadas las mismas una cierta distancia consiguiéndose
una soldadura más resistente.
La pared interna presenta varias configuraciones
en su canto o borde, dependiendo sobretodo de espesor de la lámina
de cierre y del ala periférica del envase a cerrar.
Por un lado la pared interna puede presentar un
canto o borde lineal continuo, aunque cabe la posibilidad de que
presente un canto o borde discontinuo, definiéndose una serie de
protuberancias las cuales pueden adoptar gran variedad de
configuraciones en lo que a su forma se refiere.
Otra posibilidad es que la pared interna y la
pared externa estén solidariamente unidas formando una sola pared
con un canto o borde de perfil "doble", un perfil externo de
corte que tendrá una configuración como la descrita más arriba y un
perfil interno de soldadura que podrá ser continuo o
discontinuo.
Otra realización de la invención, que es una
variante particular del caso en el que la pared interna y la pared
externa formen una sola pared, incluye unas zonas de separación
situadas en el propio perfil de la pared, entre ambos perfiles e
interiormente al perfil interno y paralelamente a los mismos. En
dichas zonas se disponen sendas cavidades cuya función es por un
lado la de producir una línea de soldadura doble y por otro lado la
de separar las líneas de soldadura de la línea de corte, con las
ventajas que esto conlleva, como son un aumento de la rigidez del
cordón de soldadura y de la propia unión y un aumento de la
hermeticidad.
Por último para los casos en los que tanto la
lámina de cierre como el ala periférica sean de pequeño espesor, la
configuración que adopta el molde será especial, concretamente solo
constará de una pared encontrándose transversalmente el canto o
borde de la pared interna en prolongación del canto o borde de la
pared externa.
Las características de la presente invención se
podrán comprender de una manera más clara con la siguiente
descripción, en la que se muestra un ejemplo de realización,
acompañándose como parte integrante de dicha descripción, un juego
de dibujos en donde con carácter ilustrativo y nunca limitativo, se
ha representado lo siguiente:
La figura 1 muestra una vista en perspectiva
estallada de los diferentes componentes del dispositivo de cierre
objeto de la presente invención.
La figura 2 representa una vista en perspectiva
de cada uno de los moldes constituyentes del dispositivo de
cierre.
La figura 3 muestra un detalle a gran escala de
las paredes constituyentes del molde, según una primera realización
de la invención.
La figura 4 muestra una vista en sección del
molde, según una primera realización de la invención, antes de
comenzar el proceso de corte y soldadura.
La figura 5 muestra una vista en sección del
molde, según una primera realización de la invención, una vez ha
finalizado el proceso de corte y soldadura.
La figura 6 muestra una vista seccionada en
perspectiva de parte del molde, según una segunda realización de la
invención.
La figura 7 nuestra una vista seccionada en
perspectiva de parte del molde, según una tercera realización de la
invención.
La figura 8 muestra una vista en sección del
molde, según una cuarta realización de la invención, una vez ha
finalizado el proceso de corte y soldadura.
Como se muestra en la figura 1 el dispositivo de
cierre de envases de material plástico objeto de la presente
invención consta de una pluralidad de sonotrodos 1 los cuales son
independientes entre si, por debajo de los cuales se dispone una
lámina de teflón 2, por debajo de la cual está la lámina de cierre 3
que se dispone justo encima del envase o envases 4 a cerrar que en
este caso son de configuración aproximadamente rectangular y que se
presentan en dos hileras unidos entre si por sus alas periféricas
5. Tanto la lámina de teflón 2 como la lámina de cierre 3 y los
envases 4 se apoyan sobre unos moldes 6 de manera que los envases
quedan contenidos en los mismos, quedando, tanto la porción de
lámina de cierre próxima al ala periférica 5 de los envases 4 como
la misma ala periférica 5, apoyadas sobre el canto o borde de la
pared del molde 6.
Los moldes 6 quedan apoyados sobre una placa
calefactora 7 cuya misión es precalentar los moldes para mejorar y
acelerar el perfecto funcionamiento del dispositivo.
En la figura 2 se muestra un par de moldes 6
dispuestos sobre una placa calefactora 7. Los moldes tendrán una
forma similar a la forma del envase o envases 4 a cerrar y unas
dimensiones tales, que tanto la lámina de cierre como el ala
periférica dispuesta como prolongación en la embocadura del envase
se apoyen sobre el borde o canto de las paredes del molde 6. Además
la placa calefactora 7 contará con unas aberturas 8 en las que
quedará contenido el envase cuando se esté produciendo la operación
de cierre del mismo.
En una primera realización de la invención, el
molde se va a componer de dos paredes concéntricas situadas en
coincidencia con el ala periférica que circunda a la embocadura del
envase o envases a cerrar.
El molde presenta una pared interna 9 que realiza
la soldadura entre la lámina de cierre 3 y el ala periférica 5 de la
embocadura del envase 4, dicha pared interna 9 esta rematada en un
canto o borde de perfil de gran amplitud angular, es decir sus
flancos forman un ángulo obtuso. En esta primera realización de la
invención el canto o borde 10 de la pared interna 9 es discontinuo
y adopta concretamente la forma de una pluralidad de protuberancias
11 alineadas entre si y con dicha pared interna.
El molde presenta otra pared externa 12, junto a
esta pared interna y concéntricamente a la misma, de altura
ligeramente mayor, rematada en un canto o borde 13 de perfil de
pequeña amplitud angular, es decir sus flancos forman un ángulo
agudo idóneo para provocar el corte de la lámina de cierre 3 y del
ala periférica 5 citada a una cierta distancia de separación de la
línea de soldadura definida por la pared interna 9.
En la figura 4 se aprecia una sección parcial en
detalle de la zona de corte y soldadura, antes de que comience el
proceso de soldado, se pude apreciar como la pared externa 12 del
molde se dispone junto a la pared interna 9 del mismo,
perpendicularmente al ala periférica 5 de la embocadura del envase,
a continuación, por encima de la misma se dispone la lámina de
cierre 3 y por encima la lámina de teflón 2 sobre la que se sitúa
el sonotrodo 1.
El teflón es material antiadherente que no se
pega al material plástico cuando éste se calienta, además soporta
una temperatura más elevada que la del punto de fusión de dicho
material y transmite muy bien las vibraciones de ultrasonidos.
La lámina de teflón 2 intercalada entre el
sonotrodo 1 y la lámina de cierre 3 es de gran importancia porque
gracias a ella se consiguen los siguientes efectos:
- -
- evitar el contacto directo entre los metales y amortiguar el ruido,
- -
- impedir la abrasión del canto o borde de ambas paredesdel molde y por consiguiente su prematuro desgaste,
- -
- atenuar la fricción destructiva que puede originar el contacto directo del sonotrodo 1 con la lámina de cierre 3,
- -
- mejorar la transmisión de las vibraciones y evitan el daño del sonotrodo 1 por una excesiva vibración transmitida al mismo,
- -
- mejorar el control de las condiciones críticas entre el punto de soldadura y el punto de destrucción.
En la figura 5 se aprecia una sección parcial en
detalle de la zona de corte y soldadura, cuando se ha producido el
proceso de soldado y corte, se pude apreciar como la pared externa
12 del molde ha cortado tanto la lámina de cierre 3 como el ala
periférica de la embocadura del envase 4.
La pared interna 9 del molde ha sobrepasado el
espesor del ala periférica 5 del envase y ha penetrado parcialmente
en la lámina de cierre 3, presentándose alrededor del canto o borde
10 de la pared interna 9, que este caso está configurado en forma
de protuberancias 13, una zona 14 de material plástico fundido y
mezclado.
En una segunda realización de la invención ambas
paredes del molde 6 se encuentran unidas formado una pared única
15, como se muestra en la figura 6. En este caso el canto o borde
de la pared única 15, tiene un perfil "doble", por un lado
consta de un perfil externo 16 continuo y por otro lado consta de un
perfil interno 17 discontinuo, configurado en forma de
protuberancias 18. Dichas protuberancias para esta segunda
realización de la invención tienen forma dentada y se encuentran
inclinadas ligeramente, lo que las confiere una superficie de
fricción grande que ayuda a la fusión del material plástico.
En el caso particular de que tanto la lámina de
cierre 3 como el ala periférica 5 del envase sean de pequeño
espesor se ha pensado en una tercera realización preferente de
acuerdo con el objeto de la invención. Como se puede ver en la
figura 7 para este caso particular el molde 6 será especial,
concretamente solo constará de una pared 19 encontrándose
transversalmente el canto o borde de la pared interna en
prolongación del canto o borde 20 de la pared externa, siendo en
este caso el borde o canto 21 de la pared interna discontinuo.
En la figura 8 se muestra una cuarta realización
de la invención, que es una variante particular del caso en el que
la pared interna y la pared externa formen una sola pared. En este
caso, en la pared del molde 6 se incluyen unas zonas de separación,
la primera zona 24 situada entre el perfil interno 22 y el perfil
externo 23 y la segunda zona 25 situada interiormente al perfil
interno 22. A lo largo de ambas zonas se disponen paralelamente a
los mencionados perfiles interno y externo sendas cavidades.
Como se aprecia en la figura 8 por debajo de la
lámina de teflón 2, se dispone la lámina de cierre 3 y por debajo
el ala periférica 5 de la embocadura del envase. En esta
representación el movimiento de corte y soldadura ha finalizado y
el material plástico que ha sido calentado por las sucesivas
vibraciones del sonotrodo 1 (no representado en la figura),
llegando a fundirse y depositándose en la primera zona 24 y en la
segunda zona 25. Con esta disposición de los perfiles que se
encuentran separados por las mencionadas zonas se consigue por un
lado conseguir una línea de soldadura doble y por otro lado separar
las líneas de soldadura de la línea de corte, aumentando la rigidez
del cordón de soldadura y de la propia unión y un aumentando
también la hermeticidad de la misma.
Claims (7)
1. Sistema de cierre de envases de material
plástico especialmente para el cierre de envases cuya embocadura
está circundada por un ala periférica en prolongación de la pared,
que consiste en disponer una lámina de cierre sobre la embocadura
del envase o envases a cerrar, apoyar el ala periférica sobre un
molde de soldadura, y aplicar sobre la lámina de cierre, en
coincidencia con un molde, vibraciones ultrasónicas mediante
sonotrodos independientes, caracterizado porque el molde
comprende dos paredes concéntricas situadas en coincidencia con el
ala periférica que circunda a la embocadura del envase o envases a
cerrar, una interna que permite la soldadura entre la lámina de
cierre y el ala periférica de la embocadura, y otra externa, de
altura ligeramente mayor, rematada en un canto o borde de perfil
angulado para provocar el corte de la lámina de cierre y del ala
periférica citada a una cierta distancia variable de la línea de
soldadura entre dicha lámina y ala periférica.
2. Dispositivo de cierre de envases de material
plástico según la reivindicación 1, caracterizado porque la
pared interna presenta un canto o borde lineal continuo.
3. Dispositivo de cierre de envases de material
plástico según la reivindicación 1, caracterizado porque la
pared interna presenta un canto o borde discontinuo.
4. Dispositivo de cierre de envases de material
plástico según la reivindicación 1, caracterizado porque la
pared interna y la pared externa están separadas y son
independientes.
5. Dispositivo de cierre de envases de material
plástico según la reivindicación 1, caracterizado porque la
pared interna y la pared externa están unidas formando una sola
pared.
6. Dispositivo de cierre de envases de material
plástico según la reivindicación 3 y la reivindicación 5,
caracterizado porque entre el perfil interno y el perfil
externo e interiormente al perfil interno se disponen dos zonas
paralelas a dichos perfiles a lo largo de las que se disponen
cavidades en donde se acumula el material plástico una vez se ha
fundido.
7. Dispositivo de cierre de envases de material
plástico según la reivindicación 3 y la reivindicación 5,
caracterizado porque el canto o borde de la pared interna se
encuentra transversalmente en prolongación del canto o borde de la
pared externa.
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