ES2244636T3 - Aparato y metodo para cortar y obturar una pelicula de material termoplastico. - Google Patents
Aparato y metodo para cortar y obturar una pelicula de material termoplastico.Info
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- B29C65/78—Means for handling the parts to be joined, e.g. for making containers or hollow articles, e.g. means for handling sheets, plates, web-like materials, tubular articles, hollow articles or elements to be joined therewith; Means for discharging the joined articles from the joining apparatus
- B29C65/7841—Holding or clamping means for handling purposes
- B29C65/7847—Holding or clamping means for handling purposes using vacuum to hold at least one of the parts to be joined
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- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/004—Preventing sticking together, e.g. of some areas of the parts to be joined
- B29C66/0042—Preventing sticking together, e.g. of some areas of the parts to be joined of the joining tool and the parts to be joined
- B29C66/0044—Preventing sticking together, e.g. of some areas of the parts to be joined of the joining tool and the parts to be joined using a separating sheet, e.g. fixed on the joining tool
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- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
- B29C66/05—Particular design of joint configurations
- B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
- B29C66/13—Single flanged joints; Fin-type joints; Single hem joints; Edge joints; Interpenetrating fingered joints; Other specific particular designs of joint cross-sections not provided for in groups B29C66/11 - B29C66/12
- B29C66/137—Beaded-edge joints or bead seals
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Abstract
Un método de corte y obturación de una película formada de un material termoplástico, que comprende las operaciones de: a. avanzar la película sobre una superficie (102), la cual tiene con una abertura (112); b. calentar un instrumento (110) de borde de corte a una temperatura suficiente para fundir pero no quemar el material termoplástico. c. mover un yunque (134) hacia la superficie (102) para sujetar la película entre el yunque (134) y dicha superficie (102); d. mover el instrumento (110) de borde de corte a través de la abertura (112), para pinzar la película contra el yunque (134); después, suspender cualquier movimiento lateral relativo entre el instrumento de borde de corte (119), la película, y el yunque (134), mientras se empujan entre sí para juntarse el instrumento (110) de borde de corte y el conjunto de yunque (134), con la película pinzada entre ellos, hasta que el instrumento (110) de borde de corte corta a través de la película, hace contacto con el yunque (134), y obtura los bordes de la película cortados; caracterizado porque la operación de mover el yunque (134) hacia la superficie hace que el yunque (134) puentee dicha abertura (112), con lo que se sujeta la película contra la superficie (102) en ambos lados de la abertura (112), así como se reacciona contra el instrumento (110) de borde de corte cuando éste pinza, corta, y obtura la película.
Description
Aparato y método para cortar y obturar una
película de material termoplástico.
La presente invención se refiere a un método y un
aparato para cortar y obturar una película formada de un material
termoplástico, de acuerdo con la parte precaracterizante de la
reivindicación 1 y de la reivindicación 9, respectivamente.
En la producción de bolsas de plástico,
típicamente una banda continua de material termoplástico es
suministrada a una máquina de producción de dichas bolsas, que corta
la película en segmentos y obtura los bordes de cada segmento para
formar la bolsa.
Con referencia a la fig. 1, una máquina de
fabricación de bolsas conocida es designada en general con la
referencia numérica 10. La máquina mostrada es de dos pistas, es
decir, que dos bandas plegadas de película termoplástica 22 son
avanzadas hacia la máquina 10 en paralelo, y dicha máquina 10 corta
y obtura las bandas en paralelo para formar dos juegos de
bolsas.
La máquina 10 de producción de bolsas incluye un
tambor obturador 12 de giro continuo y un conjunto 14 de guía de
leva. Las bandas plegadas de película termoplástica 22 son avanzadas
entre el tambor obturador 12 y el conjunto 14 de guía de leva. Una
pluralidad de dispositivos de sujeción 16, tales como se describen
en la patente de EE.UU. núm. 5.964.688 concedida al mismo cesionario
que ésta y que se incorpora aquí como referencia en su totalidad,
están montados sobre el conjunto 14 de guía de leva para movimiento
en torno a ella. Como se aprecia mejor en la fig. 2, cada
dispositivo de sujeción 16 comprende un par de barras obturadoras
18, paralelas y montadas bajo la acción de un resorte, separadas por
un hueco 20.
Los dispositivos de sujeción 18 establecen
contacto intermitentemente con la película 22 y la sujetan
firmemente contra el tambor de obturación 12. Un hilo caliente 24,
calentado eléctricamente y accionado por una leva, avanza a través
de una abertura 26 en la superficie del tambor de obturación 12,
practica térmicamente un paso a través de la película 22 y avanza
hacia el hueco 20 entre las barras obturadoras 18. De este modo, la
película es cortada en segmentos. y los bordes cortados resultantes
son obturados simultáneamente.
Como se muestra en la fig. 3, un hilo típico
caliente 24 consiste en una pieza alargada relativamente delgada de
material eléctricamente conductivo, estirada entre los soportes 28
dispuestos en los lados opuestos de los tramos 30 de corte efectivo
del hilo caliente 24. Hasta la fecha se han utilizado hilos
calientes de varios tamaños y formas. Por ejemplo, algunos
procedimientos han empleado hilos calientes con secciones
transversales circulares de aproximadamente 1,27 mm. Otros
procedimientos han empleado hilos calientes rectangulares o en forma
de cuña. Dichos hilos calientes son calentados en general a
temperaturas de entre 37,78 y 760ºC.
Existen varios problemas en la producción de
bolsas de plástico que utilizan máquinas convencionales de
fabricación de dichas bolsas, tales como las descritas
anteriormente. Por ejemplo, al practicar el hilo caliente su paso a
través de la película se produce una cantidad significativa de humo.
Parte de este humo se condensa sobre los componentes de la máquina,
y deja detrás un residuo de cera. Casi diariamente, la máquina ha de
ser parada, y los componentes deben ser limpiados con objeto de
retirar la cera acumulada. Otro problema con las máquinas
convencionales de fabricación de bolsas es que el hilo caliente,
relativamente delgado y a una temperatura alta, falla con frecuencia
debido a las tensiones de las repetidas operaciones de corte y
obturación. La reposición de los hilos rotos requiere un tiempo de
paralización adicional de la máquina, lo que da por resultado otra
reducción en su productividad.
El documento
GB-A-0 970 753 describe un cortador
en el que las películas son sujetas a cada lado de un hueco, y un
cortador y un yunque son presionados desde los lados opuestos de la
película para efectuar el corte y la obturación. Un termostato
controla la temperatura del corte. Dicha disposición requiere una
coincidencia precisa de los sujetadores y del cortador, para obtener
una obturación buena y fiable. La parte precaracterizante de las
reivindicaciones independientes que se exponen más adelante, está
basada en este documento.
De acuerdo con ello, existe la necesidad en la
técnica de un aparato mejorado y un método para cortar y obturar una
película termoplástica, y formar con ella bolsas o similares.
Existe también la necesidad de reducir en dicho
aparato y método, la cantidad de cera que se acumula en los
componentes del aparato.
Existe además la necesidad en dicho aparato y
método, de que el hilo caliente utilizado para cortar y obturar la
película no se rompa fácilmente cuando se somete a operaciones
repetidas de corte y obturación.
La presente invención está dirigida al logro de
las necesidades expuestas de la técnica, mediante la disposición de
un método y un aparato para cortar y obturar una película
termoplástica de acuerdo con las reivindicaciones independientes 1 y
9.
Realizaciones particulares de la invención son el
objeto de las respectivas reivindicaciones dependientes.
Dicha disposición puede tener un instrumento de
borde de corte calentado a una temperatura inferior a la de los
hilos calientes utilizados en las máquinas convencionales de
fabricación de bolsas, y que aplique una combinación de energía
térmica y de fuerza mecánica para cortar y obturar la película.
Se prefiere que el instrumento de borde de corte
sea un hilo caliente. Preferiblemente, el hilo caliente es sostenido
a lo largo de sustancialmente toda su longitud de corte
efectivo.
Una mejor comprensión de estos y otros objetos,
características, y ventajas de la presente invención, puede lograrse
con referencia a los dibujos y a la descripción que se acompaña,
donde se ilustran y describen realizaciones preferidas de la
invención.
La fig. 1 es una vista en perspectiva de una
máquina convencional de fabricación de bolsas.
La fig. 2 es una vista de un corte transversal de
un conjunto de hilo caliente típico y el dispositivo de sujeción
opuesto, utilizado en la máquina de fabricación de bolsas de la fig.
1.
La fig. 3 es una vista de un corte transversal
tomado a lo largo de la línea de corte 3-3 de la
fig. 2.
La fig. 4 es una vista en perspectiva de un
aparto de corte y obturación de acuerdo con una realización
preferida de la presente invención.
La fig. 5 es una vista de un corte transversal de
un conjunto de corte y del conjunto de yunque opuesto utilizado en
el aparato de corte y obturación de la fig. 4.
La fig. 6 es una vista de un corte transversal
tomado a lo largo de la línea de corte 6-6 de la
fig. 5.
En todas las figuras, las mismas referencias
numéricas han sido utilizadas para partes similares o
correspondientes.
Con fines ilustrativos, el aparato y el método de
la presente invención son descritos en relación con la producción de
bolsas de plástico hechas de una banda plegada de película de
polietileno (a título de ejemplo, pero no limitador, completamente
de baja densidad, o una mezcla de baja densidad y de baja densidad
lineal, en función de los parámetros de la bolsa deseados. En la
formación de dichas bolsas, la película es típicamente plegada de
modo que esté cerrada a lo largo de un borde y abierta a lo largo
del otro borde. Unos elementos de cierre rápido o por cremallera (u
otros mecanismos de cierre adecuados) están dispuestos a lo largo
del borde opuesto. El borde cerrado (o plegado) puede ser plegado
también hacia dentro para formar un pliegue. Por tanto, la banda
cuenta con un grosor de cuatro capas cerca del borde cerrado, y de
dos capas cerca del borde abierto (más el grosor de los elementos
del cierre rápido). La banda es cortada y obturada transversalmente
para formar los bordes laterales de las bolsas.
La presente invención puede ser utilizada también
en la producción de bolsas hechas de otros materiales
termoplásticos, tales como polipropileno o similares, así como en la
producción de bolsas a partir de películas de grosores variables, o
de bolsas que tengan configuraciones diferentes (tales como bolsas
con más o menos capas, bandas que incorporen elementos de cierre
rápido, mecanismos de cierre deslizante, de cordones o lazos, etc.)
o incluso de bandas múltiples apiladas unas sobre otras (por
ejemplo, adosadas) o encajadas entre sí (unas dentro de otras).
El aparato de corte y obturación y método de la
presente invención representa mejoras con respecto a las máquinas y
métodos de fabricación de bolsas conocidos, antes expuestos. Las
mejoras incluyen, entre otras, el reemplazo de las barras
obturadoras espaciadas por yunques de una pieza, el reemplazo de los
hilos calientes a alta temperatura y relativamente delgados por
instrumentos de borde de corte de temperatura inferior, y el soporte
de dichos instrumentos de borde de corte sustancialmente a todo lo
largo de ellos.
Con referencia a la fig. 4, un aparato de corte y
obturación de acuerdo con una realización preferida de la presente
invención, está diseñado en general con el número 100. El aparato
mostrado es uno de corte y obturación de dos pistas. Es decir, que
dos bandas plegadas de película de polietileno son avanzadas hacia
el aparato en paralelo, y dicho aparato corta y obtura las bandas en
paralelo para formar dos juegos de bolsas. El aparato de corte y
obturación de la presente invención puede ser adaptado fácilmente
para su uso en una sola pista, u otra línea de producción de pistas
múltiples.
En una realización preferida, el aparato de corte
y obturación 100 comprende en general un tambor obturador 102
cilíndrico de giro continuo, y un conjunto 104 de guía de leva en
general en forma de riñón, que comprende un par de guías de leva de
yunque opuestas. Las guías de leva de yunque corren paralelas al
tambor obturador 102 en aproximadamente un tercio de la
circunferencia del tambor obturador 102. Una pluralidad de conjuntos
106 de yunque están montados a intervalos espaciados en torno al
conjunto 104 de guía de leva, para movimiento sobre las guías de
leva de yunque. Los conjuntos de yunque 106 están interconectados
por una o más cadenas (no mostradas), de modo que puedan ser
accionadas en común.
Los conjuntos 106 de leva se mueven en torno al
conjunto 104 de guía de leva, aproximadamente a la velocidad
periférica del tambor obturador giratorio 102. Preferiblemente, el
tambor obturador 102 y los conjuntos de yunque 106 son accionados en
común por un motor y un tren de engranajes conocidos (no mostrados).
Cualquier número de otros mecanismos conocidos puede ser utilizado
de igual modo para girar el tambor de obturación 102 y para mover
los conjuntos 106 de yunque en torno al conjunto 104 de guía de
leva. Alternativamente, el tambor obturador 102 y los conjuntos de
yunque 106 pueden ser accionados por dispositivos separados.
Con referencia a la fig. 5, las bandas plegadas
continuas de película de polietileno 108 son avanzadas entre el
tambor obturador 102 y el conjunto 104 de guía de leva del aparato
100 de corte y obturación por medios conocidos, tales como rodillos
de avance (no mostrados) o similares. El tambor de obturación 102 y
los conjuntos 106 de yunque sujetan la película 108 y la avanzan a
través del aparato 100 de corte y obturación.
El tambor de obturación 102 incluye una
pluralidad de conjuntos de corte 114 montados para movimiento
alternativo a intervalos espaciados en torno al interior del tambor
de obturación 102. La separación entre los conjuntos de corte 114 y
la separación entre los conjuntos de yunque 196 se corresponde, de
modo que cada conjunto de corte 114 coincide con el respectivo
conjunto de yunque 106 una cierta distancia al girar el tambor de
obturación 102 y moverse los conjuntos de yunque 106 en torno al
conjunto 104 de guía de leva. Cada conjunto de corte 114 incluye un
instrumento de borde de corte montado para movimiento alternativo,
preferiblemente un hilo caliente alargado 110, que es calentado. El
hilo caliente 110 es avanzado intermitentemente a través de una
abertura respectiva 112 en la superficie del tambor de obturación
102, para hacer contacto con la película 108 y presionar contra un
conjunto de yunque 106 opuesto. La película 108 permanece pinzada
entre el hilo caliente 110 y el conjunto de yunque 106, hasta que
dicho hilo caliente 110 funde a través de las capas de la película
108, hace contacto con el conjunto de yunque 106, y obtura entre sí
las capas de dicha película 108.
Cada hilo caliente 110 es mantenido en tensión y
está acoplado por cada extremo, y también sostenido preferiblemente,
de modo sustancial en toda su longitud por un material aislante
eléctrica y térmicamente. El hilo caliente 110 tiene preferiblemente
una sección transversal mayor que la de los hilos calientes
convencionales, y es mantenido a una temperatura que funde, pero no
quema, la película 108.
La estructura de un conjunto de corte preferido
114 se explica seguidamente con referencia a las figs. 5 y 6. El
hilo caliente 110 está acoplado en cada extremo a una patilla
sujetadora 116 de extremo por un tornillo o similar. El hilo
caliente 110 y las patillas 116 de sujeción de extremo están
construidos preferiblemente de materiales eléctricamente
conductivos. Más preferiblemente, el hilo caliente 110 está hecho de
una aleación con alto contenido en níquel, tal como Inconel®,
Monel®, Hastello®C, o similares, y las patillas 116 sujetadoras de
extremo están hechas de acero laminado en frío.
Una fuente eléctrica adecuada (no mostrada),
suministra corriente eléctrica al hilo caliente 110 por unos
conductores eléctricos (no mostrados) acoplados a las patillas 116
de sujeción de extremo. Alternativamente, dichos conductores podrían
estar conectados directamente al hilo caliente 110, en cuyo caso
dichas patillas 116 no necesitan ser eléctricamente conductivas.
Además, el hilo caliente 110 podría ser calentado por otros medios,
tal como embebido en calentadores de cartucho, por radiación, o
similares.
Suficiente corriente (u otra forma de energía) es
suministrada al hilo caliente 110 para calentarlo a una temperatura
elevada a la que la película de polietileno 108 se funda, pero no se
queme. Los inventores han comprobado que el caldeo del hilo caliente
110 a una temperatura aproximada de 422ºC o menos evita que la
película de polietileno 108 se queme, y en consecuencia, no se
producirá acumulación alguna de cera sobre los componentes del
aparato 100. Preferiblemente, el hilo caliente 110 es calentado a
una temperatura de entre aproximadamente 315ºC y aproximadamente de
426ºC. Por supuesto que los expertos en la técnica apreciarán que el
margen de temperatura efectiva variará de acuerdo con el tipo de
película termoplástica, el grosor de ella, el tiempo transcurrido
durante el cual el hilo caliente hace contacto con la película, y la
presión ejercida sobre dicha película por el hilo caliente. Por
ejemplo, para una película particular que tenga un grosor dado, un
hilo caliente de temperatura inferior requerirá típicamente un
período relativamente más largo de contacto con la película, y/o que
se ejerza una presión mayor sobre ella para cortarla y
obturarla.
En una realización preferida, el hilo caliente
tiene una anchura aproximada de 1,27 mm y una altura aproximada de
6,35 mm. El borde delantero del hilo caliente 110 que es utilizado
para cortar y obturar la película 108 de polietileno es redondeado,
y tiene un radio de 0,635 mm. Se prefiere un borde delantero
redondeado, ya que éste concentra suficientemente la fuerza de corte
pero no disipa el calor al ambiente, como lo haría un borde agudo.
Mediante el aumento de la sección transversal del hilo caliente 110
(en comparación con los dispositivos conocidos) y su soporte
sustancialmente en toda su longitud, el hilo caliente 110 de la
presente invención se hace así considerablemente más duradero que
los hilos calientes convencionales.
Los expertos en la técnica apreciarán que pueden
ser empleados hilos calientes de formas diferentes, por ejemplo,
circulares, elípticos, rectangulares, en forma de cuña, o de otros
perfiles. Además, podrían ser utilizados hilos calientes con mayores
o menores áreas de sección transversal, con tal de que dicha área de
la sección transversal sea suficientemente grande para almacenar una
cuantía suficiente de energía térmica para cortar y obturar la
película, pero aún suficientemente pequeña para un caldeo eficiente
con una entrada de energía razonable.
En una realización preferida, el hilo caliente
110 descansa en una ranura formada en una inserción 118 eléctrica y
térmicamente aislante, hecha preferiblemente de mica
Cogetherm^{TM} 505. Alternativamente, la inserción 118 puede estar
construida de otros materiales aislantes, tales como, por ejemplo,
cerámica, vidrio, u otra forma de mica. A su vez, la inserción 118
es instalada en una ranura formada en un miembro de base 120 de hilo
caliente, hecho preferiblemente de Garolite^{TM} de grado G7, una
tela de vidrio tejido estratificada con una resina de silicona.
Alternativamente, el miembro de base 120 puede estar hecho de
Teflon®, maderas duras, productos fenólicos, o plásticos resistentes
a altas temperaturas. El hilo caliente 110 puede extenderse a través
de los caminos de ambas bandas en los aparatos de doble pista. Entre
las longitudes de corte efectivas 124 del hilo caliente 110, hay
montada una tapa central 122 sobre el hilo caliente 110 y la
inserción 118, para sujetar estos elementos al miembro de base 120
de dicho hilo caliente.
El miembro de base 120 de hilo caliente está
montado sobre una superestructura 126 de hilo caliente mediante
tornillos o medio similar. Preferiblemente, la superestructura 126
de hilo caliente está construida de aluminio, o de un material
comparable rígido y de peso ligero. Las patillas 116 de sujeción de
extremo están montadas sobre resortes en los extremos opuestos de la
superestructura 126 de hilo caliente, y pueden deslizarse en
aproximación y alejamiento entre sí. Por tanto, dichas patillas 116
sujetadoras de extremo mantienen el hilo caliente tenso, con
independencia de la expansión y contracción de dicho hilo 110
causadas por las fluctuaciones de la temperatura.
La superestructura 126 de hilo caliente está
montada cerca de sus extremos opuestos a un par de brazos seguidores
128. Cada brazo seguidor 128 comprende un extremo superior y un
brazo inferior 164, 166, mantenidos juntos por unos pernos de tope
(no mostrados) y separados entre sí una distancia relativamente
pequeña por un resorte de compresión 168. En una realización
preferida, cada resorte 168, cuando se comprime, ejerce una fuerza
aproximada de 0,8 kg/cm. Por tanto, los resortes 168 de cada
conjunto de corte 114 son capaces de ejercer una fuerza colectiva
aproximada de 1,64 kg/cm.
Cada brazo seguidor inferior 166 incluye un
seguidor 130 de leva destinado a moverse a lo largo de la respectiva
guía 132 de leva. Al girar el tambor obturador 102, los seguidores
130 de leva se mueven a lo largo de las guías 132 de leva, con lo
que se produce el movimiento alternativo de los conjuntos de corte
114 radialmente hacia dentro y hacia fuera. Las guías 132 de leva
están diseñadas de modo que cada hilo caliente 110 es extendido a
través de una abertura respectiva 112 en la superficie del tambor de
obturación 102 en aproximadamente un tercio de cada revolución de
dicho tambor de obturación 102 (durante el cual, las guías de leva
de yunque del conjunto 104 de guía de leva discurren paralelas a
dicho tambor de obturación 102), y es retraído dentro del citado
tambor de obturación 102 en el resto de cada revolución.
En la realización preferida mostrada, los
conjuntos de corte 114 son desplazados alternativamente con el uso
de una disposición de leva. No obstante, los expertos en la técnica
apreciarán que son posibles otras disposiciones. Por ejemplo, un
accionador lineal, un cilindro neumático o hidráulico, un solenoide,
o similares, podrían ser empleados para desplazar alternativamente
los conjuntos de corte 114.
En la realización preferida antes descrita, el
instrumento de borde de corte calentado es un hilo de corte 110,
sostenido con preferencia sustancialmente en todas sus longitudes de
corte efectivas 124 por medio de un material aislante, y hecho
preferiblemente de una aleación con alto contenido de níquel. Dicho
instrumento de borde corte calentado puede ser construido de
cualquier material que sea calentable, que no obstante no precisa
necesariamente ser sostenido sustancialmente en toda su longitud.
Además, el instrumento de borde de corte puede ser calentado de modo
continuo o intermitente. Por tanto, cualquier instrumento de borde
de corte calentado que sea utilizado para cortar y/o obturar una
película termoplástica, tal como hilos calientes, cuchillas
calientes, barras de caldeo, y similares, quedan dentro del amplio
aspecto de la invención.
La estructura de un conjunto de yunque preferido
se explica con referencia a las figs. 5 y 6. Cada conjunto de yunque
106 incluye un par de yunques 134 bajo presión de resorte (uno
correspondiente a cada longitud de corte 124 del hilo caliente 110),
que hace contacto con la película 108 y la sujeta contra el tambor
de obturación 102. Preferiblemente, cada yunque 134 comprende un
bloque de caucho de silicona 136 que tiene una banda de cinta de
Teflon® 138 aplicada a él. La cinta 138 de Teflon® ayuda a evitar
que la película 108 se adhiera al bloque 136 de caucho de
silicona.
Debido a la fuerza de resorte combinada de los
resortes 168, cada conjunto de corte 114 ejerce preferiblemente una
fuerza máxima aproximada de 1,64 kg/cm. Para esta carga particular,
los inventores han comprobado que es preferible un bloque de caucho
de silicona que tenga una dureza de 70 durómetros. No obstante, los
expertos en la técnica apreciarán que podrían ser utilizados para el
bloque cauchos más blandos o más duros, u otros materiales, con tal
de que los materiales seleccionados no se deformen fácilmente cuando
se sometan a la carga dada.
Cada yunque 134 está montado sobre una placa 140,
hecha preferiblemente de aluminio. La placa 140 está unida a un
miembro de base 142 del yunque, hecho también preferiblemente de
aluminio. La placa 140 es separable fácilmente del miembro de base
142 del yunque para permitir la simple reposición de los yunques 134
dañados o desgastados. Dos miembros 142 de base de yunque están
montados sobre una superestructura 144 de yunque, la que a su vez
está montada sobre el conjunto 104 de guía de leva para movimiento
por esa zona.
La superestructura 144 contiene un cierto número
de orificios 148, cada uno de los cuales tiene un pasador deslizante
150 instalado a presión o enroscado en aquél. Cada pasador
deslizante 150 se extiende fuera del orificio 148 y a través de un
cojinete 152 rebajado dentro de un orificio correspondiente 146 en
un respectivo miembro de base 142 de yunque. Un resorte de
compresión 154 interpuesto en torno a cada pasador deslizante 150
empuja y separa la superestructura 144 de yunque y el miembro de
base 142 de yunque. En las realizaciones preferidas mostradas, son
utilizados cuatro pasadores deslizantes 150 y cuatro resortes 154
para montar cada miembro de base 142 de yunque, con un pasador
deslizante 150 y un resorte 154 empleados cerca de cada esquina
respectiva del miembro de base 142 de yunque. Pueden disponerse unos
limitadores de movimiento para evitar que la superestructura 144 del
yunque y el miembro de base 142 del yunque se desacoplen
completamente.
Adicionalmente, las espigas de bola herramentales
156 (una o más correspondientes a cada miembro de base de yunque
142) son instalas a presión o atornilladas en los orificios 148 de
la superestructura 144 de yunque. Cada espiga 156 termina en una
bola herramental 160, que es recibida en un manguito 162 situado en
o cerca del centro de un respectivo miembro 142 de base de yunque.
La bola herramental 160 proporciona un punto (o si se usan dos
bolas, un eje) en torno al cual puede pivotar el respectivo miembro
142 de base de yunque. Por tanto, los miembros 142 de base de yunque
son capaces de pivotar independientemente en torno a la respectiva
bola herramental 160, lo que permite que cada miembro de base 142 de
yunque se incline lo necesario, con objeto de sujetar firmemente la
película 108 contra el tambor de obturación 102.
Los resortes 154 del conjunto de yunque son con
preferencia suficientemente fuertes como para resistir la fuerza de
compresión ejercida por el hilo caliente 110, al presionar la
película 108 contra los yunques 134, aunque son suficientemente
elásticos como para permitir que dichos yunques 134 se alineen
debidamente con el tambor de obturación 102 durante el procedimiento
de sujeción. Como ya se ha dicho, en una realización preferida, cada
conjunto de corte 144 es capaz de ejercer una fuerza máxima
aproximada de 1,64 kg/cm sobre un conjunto 106 de yunque opuesto.
Los inventores han comprobado que unos resortes 154 de conjunto de
yunque capaces de ejercer una fuerza colectiva aproximada de 1,7
kg/cm (0,21 kg/cm por resorte) son satisfactorios para esta
finalidad.
Seguidamente se describirá el funcionamiento del
aparato 100 de corte y obturación.
Una banda plegada continua de, por ejemplo, una
película de polietileno 108, es avanzada hacia el aparato 100 entre
el tambor obturador giratorio 102 y los conjuntos de yunque 106
contragiratorios. Uno de los yunques 134 hace contacto con la
película 108 y la sujeta firmemente contra el tambor de obturación
102. Mientras tanto, uno de los hilos calientes 110 es avanzado a
través de la respectiva abertura 112 en la superficie del tambor
obturador 102, y hace contacto con la película 108, con lo que ésta
queda emparedada entre el hilo caliente 110 y el yunque opuesto 134.
Después, dicho hilo caliente 110 se mueve lateralmente en
sincronización con la película 108 y el yunque 134, mientras dicha
película 108 permanece pinzada entre el hilo caliente 110 y el
yunque 134 durante un período de tiempo suficiente para cortar la
película 108 y obturar los bordes cortados resultantes. Este período
de tiempo es citado comúnmente como tiempo de acción. Los inventores
han comprobado que un tiempo de acción aproximado de un segundo,
junto con la aplicación de una fuerza aproximada de 1,64 kg/cm sobre
la película 108 por el hilo caliente 110, es suficiente para cortar
y obturar dicha película 108, con el uso de un hilo caliente
calentado a una temperatura de aproximadamente 315ºC a
aproximadamente 426ºC. El tiempo de acción, la presión de contacto,
y la temperatura del hilo caliente, pueden ser manipulados para
llegar a otras combinaciones que de modo efectivo corten y obturen
la película sin que ésta arda, todo lo cual queda dentro del amplio
alcance de la invención. A este respecto, los expertos en la técnica
apreciarán que el tiempo de acción puede ser variado mediante el
simple ajuste de la velocidad de giro del tambor de obturación 102 y
los conjuntos de yunque 106, y que la presión de contacto puede ser
variada mediante el uso de más o menos resortes 154, 168, o con el
uso de resortes con fuerzas de compresión mayores o menores.
Después de que la película 108 es cortada y
obturada, el hilo caliente 110 es retraído al interior del tambor de
obturación 102 durante el resto de la revolución de dicho tambor,
antes de ser avanzado de nuevo a través de la abertura 112 del
tambor de obturación 102, para cortar y obturar otro segmento de la
película 108. Mientras el hilo caliente 110 es retraído al interior
del tambor de obturación 102, se recaliente a la temperatura elevada
deseada, hasta alcanzar el calor disipado en el procedimiento de
corte y obturación. Las bolsas resultantes son retenidas
temporalmente en el tambor de obturación 102 mediante vacío, antes
de ser transferidas a otra pieza del equipo, tal como por ejemplo,
un tambor de transferencia (no mostrado).
Los expertos en la técnica apreciarán que son
posibles numerosas variaciones en las realizaciones particulares
antes descritas, y que dichas variaciones quedan dentro del alcance
de la presente invención. Por ejemplo, el conjunto de guía y el
tambor de obturación podrían tener cualquier número de
configuraciones. Una de ellas posible es contar con un par de
correas en forma de huella de tanque contragiratorias, que portan
una pluralidad de conjuntos de hilo caliente y de yunque,
respectivamente. Una ventaja de dicha realización es que dichas
secciones rectas opuestas de las correas en forma de huella de
tanque pueden ser hechas tan largas como se desee, lo que
proporciona así un tiempo de acción más largo sin disminuir el
régimen de producción.
En otra realización, la película podría ser
avanzada intermitentemente entre el conjunto de hilo caliente y un
conjunto de yunque, que no se mueve en la dirección en la que se
avanza la película. El conjunto de hilo caliente y el conjunto de
yunque podrían entonces cerrarse juntos, para emparedar entre ellos
la película durante un período de tiempo suficiente para cortarla y
obturarla.
Las realizaciones antes expuestas son
representativas de realizaciones de la presente invención, y se
exponen sólo con fines ilustrativos, sin estar destinadas a limitar
el alcance de esta invención. Aunque se han mostrado y descrito
ciertos componentes, materiales, configuraciones, temperaturas,
tiempos, etc., éstos no son limitadores. Se contemplan variaciones y
modificaciones dentro del alcance de la presente invención,
destinadas a quedar limitadas sólo por el alcance de las
reivindicaciones que se acompañan.
El aparato y método de la presente invención son
adecuados para cortar y obturar una película termoplástica en la
producción a alta velocidad de bolsas de plástico. Al ser avanzada
la película a través del aparato de corte y obturación, un
instrumento de borde de corte calentado a una temperatura suficiente
para fundir la película, sin quemarla, hace contacto con ella y la
presiona contra un yunque opuesto. La película permanece pinzada
entre el instrumento de borde de corte y el yunque durante un
período de tiempo suficiente para cortar y obturar dicha
película.
Claims (19)
1. Un método de corte y obturación de una
película formada de un material termoplástico, que comprende las
operaciones de:
a. avanzar la película sobre una superficie
(102), la cual tiene con una abertura (112);
b. calentar un instrumento (110) de borde de
corte a una temperatura suficiente para fundir pero no quemar el
material termoplástico.
c. mover un yunque (134) hacia la superficie
(102) para sujetar la película entre el yunque (134) y dicha
superficie (102);
d. mover el instrumento (110) de borde de corte
a través de la abertura (112), para pinzar la película contra el
yunque (134);
después, suspender cualquier movimiento lateral
relativo entre el instrumento de borde de corte (119), la película,
y el yunque (134), mientras se empujan entre sí para juntarse el
instrumento (110) de borde de corte y el conjunto de yunque (134),
con la película pinzada entre ellos, hasta que el instrumento (110)
de borde de corte corta a través de la película, hace contacto con
el yunque (134), y obtura los bordes de la película cortados;
caracterizado porque la operación de mover
el yunque (134) hacia la superficie hace que el yunque (134) puentee
dicha abertura (112), con lo que se sujeta la película contra la
superficie (102) en ambos lados de la abertura (112), así como se
reacciona contra el instrumento (110) de borde de corte cuando éste
pinza, corta, y obtura la película.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que la operación de suspensión comprende el movimiento
sincrónico del instrumento (110) de borde de corte, la película
(108), y el yunque (134), sustancialmente en la misma dirección.
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que el instrumento (110) de borde de corte es un hilo caliente
(110), y comprende además, antes de la operación de movimiento, la
de sostener el hilo caliente sustancialmente en toda la longitud
efectiva de corte.
4. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que la operación de caldeo comprende calentar el instrumento
(110) de borde de corte hasta una temperatura inferior a 426ºC.
5. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que la operación de caldeo comprende calentar el instrumento
(110) de borde de corte hasta una temperatura de entre
aproximadamente 315ºC y aproximadamente 426ºC.
6. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que la operación de suspensión comprende suspender el
movimiento lateral relativo entre el instrumento (110) de borde de
corte, la película (108), y el yunque (134), durante aproximadamente
un segundo.
7. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la sujeción comprende
sujetar la película (108) entre un tambor giratorio (102) y un
yunque (134) que se desplaza en torno a un camino cerrado,
aproximadamente a la velocidad periférica del tambor giratorio.
8. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la película tiene una
pluralidad de capas, y la obturación de los bordes cortados
comprende la obturación de la pluralidad de capas juntas en dichos
bordes.
9. Un aparato para cortar y obturar una película
formada de material termoplástico, que comprende:
a. medios para avanzar la película sobre una
superficie (102), cuya superficie tiene una abertura (112);
b. un instrumento (110) de borde de corte
calentable a una temperatura suficiente para fundir, sin quemar, el
material termoplástico;
c. un yunque (134);
d. medios para mover el yunque (134) hacia la
superficie (102) para sujetar la película entre dicho yunque (134) y
la citada superficie (102);
e. medios para mover el instrumento (110) de
borde de corte a través de la abertura (112), para pinzar la
película contra el yunque (134);
f. medios para suspender cualquier movimiento
lateral relativo entre el instrumento (110) de borde de corte, la
película, y el yunque (134), mientras que se empuja relativamente
dicho instrumento (110) de borde de corte y el conjunto de yunque
(134) para que se junten, con la película pinzada entre ellos, hasta
que el instrumento (110) de borde de corte corta la película, hace
contacto con el yunque (134), y obtura los bordes de la película
cortados;
caracterizado porque el yunque (134) está
situado de modo que cuando se mueve hacia dicha superficie, puentea
la abertura (112) en la citada superficie (102), con lo que se
sujeta la película contra la superficie (102) sobre ambos lados de
la abertura (112), así como se reacciona contra el instrumento (110)
de borde de corte cuando éste pinza, corta, y obtura la
película.
10. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
9, que comprende además:
- medios para mover lateralmente el instrumento
(110) de borde de corte a lo largo de un camino cerrado; y
- medios para mover el yunque (134) a lo largo de
un camino que al menos es en parte sustancialmente paralelo a una
parte del camino cerrado recorrido por el instrumento de borde de
corte (110).
11. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
9, en el que el instrumento (110) de borde de corte, la película
(108), y el yunque (134), son movidos en sincronismo sustancialmente
en la misma dirección lateral, mientras la película (108) es fundida
y obturada.
12. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 11, en el que el instrumento (110) de borde de
corte (110) comprende un hilo caliente.
13. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
12, en el que el hilo caliente es sostenido sustancialmente en toda
su longitud efectiva de corte por un miembro aislante (118).
14. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 13, en el que el instrumento (110) de borde de
corte es calentado a una temperatura inferior aproximadamente a
426ºC.
15. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 13, en el que el instrumento (110) de borde de
corte es calentado a una temperatura de entre aproximadamente 315ºC
a aproximadamente 426ºC.
16. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 15, en el que los medios de suspensión
suspenden cualquier movimiento lateral relativo entre el instrumento
(110) de borde de corte, la película (108), y el yunque (134),
durante aproximadamente un segundo.
17. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 16, en el que la superficie contra la que la
película (108) es sujetada por el yunque (134), está sobre el
perímetro de un tambor giratorio (102), y se dispone de medios para
hacer que el yunque (134) se desplace en torno a un camino cerrado,
aproximadamente a la velocidad periférica del tambor giratorio.
18. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 17, en el que la película tiene una pluralidad
de capas, y la obturación de los bordes cortados comprende obturar
la pluralidad de las capas juntas en dichos bordes.
19. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
13, en el que el miembro aislante (118) está hecho de mica o de
vidrio cerámico.
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