ES2228592T3 - Embolo de etiquetado neumatico con estrangulador. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para la colocación de etiquetas autoadhesivas en paquetes de mercancías, con un cilindro (1) que comprende: una primera (3) y una segunda (4) conexión, ambas dispuestas de forma distanciada entre sí en el cilindro (1) que, mediante conexión opcional a una fuente (19) de un medio o de un vacío parcial, permiten el movimiento de un émbolo (2) en el cilindro (1), donde el movimiento del émbolo (2), limitado en un extremo del cilindro (1) por una primera posición de punto muerto, puede transmitirse a una pieza de presión (6) para la colocación de las etiquetas autoadhesivas en paquetes (50) de mercancías; caracterizado porque la primera conexión (3) está dispuesta en una posición en el cilindro (1) en la que puede cerrarse mediante la pared del émbolo (2), de modo que se impide la formación del vacío parcial encima del émbolo poco antes y en el estado de la primera posición de punto muerto.

Description

Émbolo de etiquetado neumático con estrangulador.

La invención se refiere a un dispositivo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 para la colocación de etiquetas autoadhesivas en paquetes de mercancías.

Del documento DE 195 31 426 A1 se conoce un dispositivo para la colocación de etiquetas autoadhesivas en paquetes de mercancías según la figura 4 adjunta. Comprende un cilindro 1 en el cual un émbolo 2 es móvil. En la superficie lateral del cilindro 1 están dispuestas conexiones 3 y 4 que facilitan el movimiento del émbolo en el cilindro a través de una conexión alternativa con una fuente de aire comprimido y/o una fuente de vacío parcial. El movimiento del émbolo 2 se transmite a través de un perno 9 y una barra 5 del émbolo a una pieza de presión 6 que sobresale del cilindro. A la pieza de presión 6 se suministran etiquetas autoadhesivas (no se muestra en la figura 4, pero se conoce del documento mencionado) que a través del movimiento del émbolo 2 y de la pieza de presión 6, se aplican en los paquetes 50 de mercancías después de haberlas suministrado anteriormente a la pieza de presión.

En el documento DE 195 31 426 A1 se revela además la forma de realización especial del cilindro 1 representada en la figura 5. De acuerdo con este ejemplo de realización, el cilindro 1 dispone, en su extremo opuesto a la pieza de presión, de una unidad 10 de amortiguación neumática que cierra el cilindro en este extremo. La unidad de amortiguación comprende un cilindro neumático 11 en el cual está guiado un émbolo de amortiguación 12 cuya barra 13 del émbolo penetra en el interior del cilindro 1.

El émbolo 2 dispone en su superficie de un imán permanente 7 que, al alcanzar una distancia mínima a la unidad 10 de amortiguación neumática, es decir, una primera posición de punto muerto, hace tope con un aro antagónico 8 ferromagnético. La conexión 3 está montada en la superficie lateral del cilindro 1 en una zona entre el aro antagónico 8 y la unidad 10 de amortiguación neumática. Debido a que el movimiento del émbolo 2 está limitado por el aro antagónico 8, es decir, a través de una primera posición de punto muerto definida por ese aro, la pared del émbolo 2 no cierra la conexión 3 en ningún momento cuando el dispositivo está en servicio.

Para mover el émbolo 2 a la primera posición de punto muerto, en el interior del cilindro 1 se establece a través de la conexión 3 un vacío parcial por encima del émbolo 2. Este vacío parcial genera una fuerza de aceleración que actúa en el émbolo 2. Por un lado, la fuerza de aceleración tiene que ser relativamente grande para poder realizar la velocidad exigida del etiquetado, o dinámica, de 140 paquetes de mercancías por minuto. Por otro lado es preciso frenar eficazmente esta fuerza de aceleración y la velocidad resultante del émbolo 2 en un breve intervalo de tiempo en la proximidad de los puntos de inversión, es decir, cerca de las posiciones de punto muerto en el cilindro. Esto se lleva a cabo según el estado de la técnica mediante dos medidas de amortiguación.

Por un lado, la superficie del émbolo 2 entra en contacto con el émbolo 13 de la unidad 10 de amortiguación, que representa cierta resistencia. Por otro lado se desconecta el vacío parcial poco antes de que el émbolo alcance la primera posición de punto muerto y, en vez del vacío parcial, se suministra un impulso de aire comprimido al interior del cilindro 1, que actúa también en la superficie del émbolo 2 y frena de esta manera adicionalmente el émbolo 2.

Como se puede apreciar en la figura 4, el dispositivo descrito no sólo se utiliza para etiquetar paquetes 50 de mercancías con una misma altura, sino que se utiliza también para paquetes de mercancías con alturas diferentes. El cilindro neumático 10 según la figura 5, anteriormente descrito, debe ajustarse individualmente para las diferentes alturas estándar. Después del ajuste a una determinada altura estándar, el dispositivo es capaz de etiquetar embalajes en una determinada banda de tolerancia de la altura. Una adaptación del dispositivo a paquetes de mercancías con otras alturas estándar requiere según el estado de la técnica una interrupción del proceso de etiquetado y una manipulación en la unidad 10 de amortiguación neumática.

El objetivo de la invención consiste en mejorar las características dinámicas de un dispositivo del tipo inicialmente mencionado para la colocación de etiquetas autoadhesivas en paquetes de mercancías.

Este objetivo se logra de acuerdo con la invención de tal manera que la primera conexión está montada en el cilindro en una posición en la que puede cerrarse a través de la pared del émbolo, de modo que se impide la formación de un vacío parcial por encima del émbolo poco antes de que éste alcanza la primera posición de punto muerto, y cuando se encuentra en esta posición.

Debido a que se impide la formación del vacío parcial en el lado superior del émbolo, también se suprime ventajosamente la fuerza de aceleración ejercida en el émbolo por el vacío parcial. Esto significa de hecho un frenado del émbolo durante su movimiento hacia la primera posición de punto muerto, poco antes de alcanzar la misma. Debido a que el frenado del émbolo se lleva a cabo en la presente invención sin intervenciones mecánicas, se mejora el comportamiento dinámico del sistema, es decir, el émbolo puede frenarse eficazmente desde una elevada velocidad, y en un intervalo muy breve, durante su movimiento hacia una primera posición de punto muerto.

El principio de frenado, de acuerdo con la invención, del émbolo en el cilindro es aplicable independientemente de la altura de los paquetes de mercancías a etiquetar. Por lo tanto, es posible adaptar el dispositivo a paquetes de mercancías con otras alturas sin manipulaciones en el dispositivo que requieren tiempo y originan gastos.

Debido a que la pared del émbolo cierra la primera conexión también en la primera posición de punto muerto, se evita que en este estado pueda actuar un vacío parcial en el lado inferior del émbolo que movería el émbolo hacia fuera de su primera posición de punto muerto.

El cilindro dispone, de acuerdo con una configuración ventajosa de la invención, en su extremo que define la primera posición de punto muerto, de una unidad de amortiguación configurada como estrangulador. Esta permite un frenado adicional del movimiento del émbolo dejando entrar un medio, como por ejemplo aire a presión atmosférica, en el espacio por encima del émbolo.

El estrangulador representa una simplificación esencial frente al estado de la técnica, según el cual se ha previsto una unidad de amortiguación configurada como cilindro neumático con un émbolo guiado en el mismo, y con una barra de émbolo fijada en el émbolo.

El émbolo en el cilindro del dispositivo lleva en su lado superior un imán permanente al que, en la primera posición de punto muerto, se enfrenta un aro antagónico de un material ferromagnético. El imán permanente facilita ventajosamente, en acción conjunta con el aro antagónico, una retención del émbolo en la primera posición de punto muerto.

Asimismo, resulta ventajoso si las conexiones pueden unirse opcionalmente con una fuente de un medio y/o una fuente de vacío parcial a través de la intercalación de válvulas controlables. De esta manera se puede controlar el movimiento del émbolo en el cilindro.

Otra ventaja de la invención debe verse en que en una tubería de aspiración, a través de la cual la fuente de un medio y/o de vacío parcial aspira un medio, está prevista una válvula de vacío parcial para controlar la magnitud del vacío parcial. De este modo es posible adaptar flexiblemente la longitud de la carrera del émbolo en el cilindro, y también la longitud de la carrera de la pieza de presión, a la altura de los paquetes de mercancías a etiquetar.

Asimismo, es ventajoso si el dispositivo comprende un equipo de control por programa para el mando de las válvulas. El equipo de control por programa garantiza así aplicar un medio o un vacío parcial en las dos conexiones, a fin de controlar un movimiento deseado del émbolo.

Finalmente es ventajoso si en el lado exterior del cilindro están montados sensores, en especial sensores de efecto Hall, que generan señales correspondientes a la posición y velocidad actuales del émbolo y las suministran como señales de entrada al equipo de control por programa. Por lo tanto, garantizan el control correcto del dispositivo a través del equipo de control por programa.

A la invención se adjuntan las siguientes figuras en las que se representa:

Fig. 1 Dispositivo de acuerdo con la invención para la colocación de etiquetas autoadhesivas en paquetes de mercancías.

Fig. 2 Dispositivo según la figura 1, conectado a un equipo de control por programa y a una unidad de alimentación.

Fig. 3 Representación esquemática detallada del equipo de alimentación.

Fig. 4 Representación esquemática de un dispositivo para la colocación de etiquetas autoadhesivas en paquetes de mercancías según el estado de la técnica.

Fig. 5 Forma de realización concreta del dispositivo en la figura 4 según el estado de la técnica.

A continuación se describe detalladamente un ejemplo de realización de la invención con referencia a las figuras 1 a 3. En el ejemplo de realización se selecciona como medio aire comprimido; no obstante, en vez de aire comprimido puede utilizarse cualquier otro medio apropiado para mover el émbolo en el cilindro, en caso dado, con la presión requerida.

En la figura 1 se muestra un dispositivo para la colocación de etiquetas autoadhesivas en paquetes de mercancías, con un cilindro 1 en el cual está guiado un émbolo 2. En la superficie lateral del cilindro 1 están dispuestas de forma distanciada entre sí una primera y una segunda conexión 3, 4. El émbolo 2 está unido a través de una barra 5 del émbolo con una pieza de presión 6, que sale por un extremo del cilindro y sirve para la colocación de etiquetas autoadhesivas en paquetes 50 de mercancías según la figura 4. En el lado superior del émbolo 2 está fijado un imán permanente 7, que se enfrenta a un aro antagónico 8 y entra en contacto directo con el mismo cuando la barra del émbolo se ha introducido al máximo en el cilindro, es decir, al alcanzar una primera posición de punto muerto (véase la posición del émbolo en la figura 1, señalada con líneas discontinuas).

En el extremo del cilindro 1, en el cual el émbolo 2 adopta la primera posición de punto muerto, el cilindro está cerrado a través de una unidad de amortiguación 14. La unidad de amortiguación 14, por ejemplo neumática, está configurada como estrangulador, preferentemente como válvula de estrangulación, es decir, con ayuda de la misma es posible controlar el suministro de un medio, en especial aire con presión atmosférica, al interior del cilindro por encima del émbolo 2.

El émbolo 2, y de este modo también la pieza de presión 6, se mueve en servicio en dirección del eje longitudinal del cilindro 1. Esto se lleva a cabo suministrando opcionalmente aire comprimido y/o un vacío parcial a la primera y/o a la segunda conexión 3, 4. Para un movimiento del émbolo en dirección a la primera posición de punto muerto se suministra a través de la conexión 3 en el lado superior del émbolo 2 un vacío parcial y/o aire comprimido a través de la conexión 4 al lado inferior del émbolo. Tanto el vacío parcial como el aire comprimido generan una fuerza en el émbolo que lo acelera en dirección hacia la primera posición de punto muerto. Un movimiento del émbolo en dirección hacia una segunda posición de punto muerto, en la que la pieza de presión está extendida al máximo del cilindro 1, se logra a través de la aplicación de un vacío parcial a través de la conexión 4 y/o un suministro de aire comprimido a la conexión 3.

El dispositivo es apropiado para el servicio en cualquier posición oblicua, o con cualquier inclinación. Esto incluye en especial los modos de operación del dispositivo en los cuales el émbolo se mueve en dirección vertical u horizontal.

El dispositivo según el ejemplo de realización está diseñado para etiquetar paquetes de mercancías con velocidades hasta aproximadamente 140 unidades por minuto. Estas elevadas velocidades requieren una gran dinámica del sistema, es decir, es preciso acelerar fuertemente el émbolo cuando sale de una posición de punto muerto, y es necesario frenarlo fuertemente en su movimiento cuando se acerca a una posición de punto muerto. Esta fuerte aceleración se logra por ejemplo porque, tal como se ha descrito anteriormente, se aplica aire comprimido en el lado inferior del émbolo y, simultáneamente, un vacío parcial en el lado superior del émbolo, o al revés.

De acuerdo con la invención se logra un frenado del émbolo 2 en su movimiento hacia la primera posición de punto muerto de tal manera que, poco antes de alcanzar la primera posición de punto muerto, el émbolo cierra con su pared la conexión 3 impidiendo el progreso de la formación de un vacío parcial en su superficie. Inmediatamente después se compensa el vacío parcial residual, que sigue existiendo por encima del émbolo 2, a través de un medio, preferentemente aire a presión atmosférica, que se suministra al interior del cilindro a través de la unidad de amortiguación 14, que actúa como estrangulador. Esta compensación del vacío parcial al nivel de la presión atmosférica se lleva a cabo en un intervalo de tiempo muy corto, por lo que actúa casi como un impulso de aire comprimido, dirigido en contra del movimiento del émbolo, frenándolo fuertemente de forma adicional a la desconexión sola del vacío parcial. El efecto de frenado en el émbolo, mediante la compensación descrita del vacío parcial, es tan fuerte que se puede prescindir de utilizar otros dispositivos de amortiguación, en especial dispositivos de amortiguación mecánicos neumáticos.

El dispositivo permite tanto una fuerte aceleración como un fuerte frenado del émbolo sólo a través del control de las condiciones de presión del aire en sus lados superior e inferior. Esto tiene la ventaja de poder regular la carrera del émbolo de forma muy flexible y en una amplia gama. Así se facilita el etiquetado de paquetes de mercancías con alturas diferentes sin necesidad de un reequipamiento.

En la figura 2 se muestra la conexión del dispositivo a una unidad de alimentación 15, requerida para el servicio, y a un equipo 16 de control por programa. La unidad de alimentación 15 proporciona por ejemplo aire comprimido como medio y/o un vacío parcial para las dos conexiones 3, 4 y está unida a través de tuberías 17a y 17b de presión y de aspiración con las conexiones 3 y 4. El equipo 16 de control por programa controla la unidad de alimentación 15. El ajuste del estrangulador de la unidad de amortiguación 14 no se modifica en servicio.

En la figura 3 se muestra una estructura esquemática de la unidad de alimentación 15. Comprende un equipo 19, accionado por un motor M, que puede utilizarse como fuente de un medio o de vacío parcial. Este equipo genera, en el modo de servicio como fuente de un medio, por ejemplo aire comprimido que se conduce a través de tuberías de presión 20, en las cuales está montado un filtro 21a, en primer lugar a dos válvulas 22a, 22b de 2/3 pasos.

La válvula 22a de 2/3 pasos conduce el aire comprimido a través de la tubería 17a de presión / aspiración, en la que está montado un filtro 21b, a la conexión 3 del cilindro 1. De forma alternativa o simultánea se conduce, en caso dado, el aire comprimido generado desde la válvula 22b de 2/3 pasos a través de la tubería 17b de presión / aspiración, en la que está montado un filtro de aire 21c, a la conexión 4.

La unidad 19 aspira para la generación de aire comprimido el aire ambiente a través de un dispositivo 23 de entrada del medio, un filtro 21d y otra válvula 22c de 2/3 pasos.

Todas las válvulas de 2/3 pasos, así como la unidad 19, están controladas individualmente por el equipo 16 de control por programa según las condiciones de funcionamiento deseadas. Como señales de entrada del equipo 16 de control por programa sirven señales proporcionadas entre otros por los sensores 26a, 26b de efecto Hall, montados en el lado exterior del cilindro. El equipo de control por programa procesa estas señales para determinar la posición y velocidad actuales del émbolo 2.

En el modo de servicio con vacío parcial, el equipo 19 aspira el aire del interior del cilindro a través de la conexión 3 y/o la conexión 4. Si por ejemplo se aspira aire del cilindro a través de la conexión 3, este llega por la tubería 17a de presión / aspiración y el filtro de aire 21b a la válvula 22a de 2/3 pasos que conduce el aire aspirado al equipo 19 a través de una tubería de aspiración 24. De forma análoga se lleva a cabo la aspiración del aire del interior del cilindro por medio de la conexión 4, la tubería 17b de presión / aspiración, el filtro de aire 21c, la válvula 22b de 2/3 pasos y la tubería de aspiración 24.

En la tubería de aspiración 24 está prevista una válvula 25 de vacío parcial que permite una regulación de la magnitud del vacío parcial generado en el cilindro mediante compensación parcial por la presión atmosférica.

Esta regulación variable de la magnitud del vacío parcial permite un control muy preciso de la posición del émbolo en el cilindro. Por ejemplo, es posible mantener de este modo el émbolo en un estado de suspensión en una determinada posición en el interior del cilindro 1, lo que requiere un equilibrio de las fuerzas que puede lograrse mediante un ajuste preciso de las condiciones de presión y de vacío parcial en los lados superior e inferior del émbolo. El estado de suspensión se utiliza para girar una etiqueta recogida mediante la pieza de presión, con la barra del émbolo no extendida, a su posición correcta antes de pegar la misma en un paquete de mercancías. Otra ventaja es que la carrera propiamente dicha de la pieza de presión se puede controlar y regular mejor desde este estado, debido a que el imán permanente del émbolo ya no ejerce ninguna fuerza en el aro ferromagnético.

Por otro lado, la posibilidad de ajustar la magnitud del vacío parcial es una ventaja con respecto a una adaptación flexible de la carrera del émbolo, o de la pieza de presión, a distintas alturas de los paquetes de mercancías a etiquetar.

Claims (7)

1. Dispositivo para la colocación de etiquetas autoadhesivas en paquetes de mercancías, con un cilindro (1) que comprende:

una primera (3) y una segunda (4) conexión, ambas dispuestas de forma distanciada entre sí en el cilindro (1) que, mediante conexión opcional a una fuente (19) de un medio o de un vacío parcial, permiten el movimiento de un émbolo (2) en el cilindro (1),

donde el movimiento del émbolo (2), limitado en un extremo del cilindro (1) por una primera posición de punto muerto, puede transmitirse a una pieza de presión (6) para la colocación de las etiquetas autoadhesivas en paquetes (50) de mercancías;

caracterizado porque

la primera conexión (3) está dispuesta en una posición en el cilindro (1) en la que puede cerrarse mediante la pared del émbolo (2), de modo que se impide la formación del vacío parcial encima del émbolo poco antes y en el estado de la primera posición de punto muerto.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el cilindro (1) dispone en su extremo, que define la primera posición de punto muerto, de una unidad de amortiguación (14), configurada como estrangulador para el suministro de un medio con una presión positiva en relación con el vacío parcial, en especial con presión atmosférica, al interior del cilindro (1) por encima del émbolo (2).

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque el émbolo (2) lleva en su lado superior un imán permanente (7) al que, en la primera posición de punto muerto del émbolo (2), está enfrentado un aro antagónico (8) de un material ferromagnético.

4. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque las conexiones (3, 4) pueden conectarse opcionalmente, mediante intercalación de válvulas (22a, 22b, 22c) controlables, a la fuente (19) de un medio y / o de vacío parcial.

5. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque en una tubería de aspiración (24), que aspira aire a través de la fuente (19) del medio y/o del vacío parcial, está prevista una válvula (25) de vacío parcial para controlar la magnitud del vacío parcial.

6. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5 caracterizado por un equipo (16) de control por programa para el mando de las válvulas (22).

7. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 6 caracterizado por sensores (26a, 26b), en especial sensores de efecto Hall, montados en el lado exterior del cilindro (1) para la detección de la posición y velocidad actuales del émbolo (2) como señales de entrada para el equipo (16) de control por programa.