ES2263995T3

ES2263995T3 - Instalacion para la fabricacion y el embalaje de tubos.

Info

Publication number: ES2263995T3
Application number: ES03747870T
Authority: ES
Inventors: Gerhard Keller
Original assignee: Automation Industrielle SA
Current assignee: Automation Industrielle SA
Priority date: 2002-08-19
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2006-12-16
Anticipated expiration: 2023-07-31
Also published as: BG109016A; ATE325702T1; PL373172A1; BR0313601B1; EP1531982A1; US20060105077A1; RU2005107712A; EP1531982B1; JP2005536381A; KR100989870B1; BR0313601A; US7448187B2; HUP0500586A2; CN1675053A; RU2323828C2; MXPA05001995A; KR20050056988A; CN100546817C; DE50303307D1; AU2003266959B2

Abstract

Instalación para la fabricación y el embalaje de tubos (23) compuestos por un cuerpo tubular (13a, b) que comprende como mínimo una hoja plástica y un reborde (21) conectada por un extremo y provisto de un cuello roscado y un capuchón de cierre (22) aplicado, que se transportan sobre una cinta transportadora a una estación de embalaje en la que se embalan en unidades mayores, caracterizada por el hecho de que la cinta laminar (4), que posee dos o más bandas, se corta mediante una o varias cuchillas divisoras (5) en bandas individuales (6a, b), las cuales se sueldan en niveles paralelos para transformarlas en tubos continuos (11a, b) y se reducen a la longitud de tubo deseada por medio de cuchillas transversales (12a, b), tras lo cual se reúnen las secciones tubulares (13a, b) en un grupo de transporte mayor y juntas se transportan sobre un plato giratorio (20) que presenta un número correspondiente de mandriles (19) y a través del cual dichas secciones atraviesan juntas y por pasos diversasestaciones (A-H) para la aplicación del reborde (21) con el cuello roscado y el capuchón de cierre (22), tras lo cual los tubos ya listos (23) se depositan en una cinta transportadora (24) que posee como mínimo dos correas dentadas (25a y 25b) dispuestas en paralelo entre sí con prismas de transporte (26a y 26b) cuya separación se corresponde con la de los mandriles (19) del plato giratorio (20), y se hacen pasar por zonas de control para la supervisión de los tubos (23) recogiéndose los tubos (23) sin defectos de la cinta transportadora (24) mediante prismas de absorción (32) situados a la misma distancia que los prismas de transporte (26) y depositándolos sin espacios vacíos en una bandeja (34).

Description

Instalación para la fabricación y el embalaje de tubos.

El presente invento hace referencia a una instalación para la fabricación y el embalaje de tubos compuestos por un cuerpo tubular que comprende como mínimo una hoja plástica y un reborde insertado por un extremo provisto de un cuello roscado y cerrado con un capuchón; dichos tubos se transportan sobre una cinta transportadora hacia una estación de embalaje donde se embalan en unidades mayores. El documento US. A. 3.896.710 describe una instalación conforme a la descripción general contenida en la reivindicación 1.

El procedimiento se lleva normalmente a cabo en dos pasos. En el primer paso se fabrican los cuerpos tubulares a partir de hojas de laminado o de un tubo flexible extrudido y se los provee de un reborde con un cuello roscado y se cierran con un capuchón de cierre. Durante este proceso puede aplicarse, antes de roscar el dispositivo de cierre, una membrana distintiva sobre la abertura de admisión del cuello roscado, en la mayoría de los casos por soldadura. Los tubos fabricados de esta manera pasan a continuación al segundo paso, normalmente transportados en una cinta transportadora, hacia una embaladora, donde se embalan en unidades mayores y, luego, si procede, se vuelven a transportar o a almacenar para conducirlas a una unidad de envasado para su llenado con el producto concreto. Tras el llenado, se cierran o sellan los tubos para volver a ser embalados en unidades mayores para su posterior transporte.

La fabricación y el envasado de los tubos se ejecutan a una velocidad aproximada de entre 80 y 200 tubos al minuto, mientras que el embalaje en unidades mayores se realiza manualmente, generalmente en países con salarios bajos, al tiempo que se aprovecha para llevar a cabo un control de calidad visual de los tubos que siguen vacíos. En los países ricos, sobre todo, el embalaje de los tubos ya listos pero todavía vacíos, e incluso de los tubos ya llenos según el caso, se realiza automáticamente por medio de complicados sistemas de transferencia, en su mayoría, en cajas. En este caso, la inspección o el control de calidad se efectúan también automáticamente impidiendo así que los tubos defectuosos se embalen o se transporten a la unidad de envasado.

En la unidad de envasado se retiran los tubos vacíos manualmente o por medio de mecanismos de agarre, que también pueden ser múltiples, y se trasladan a la estación de alimentación de una envasadora. Desde la estación de alimentación, los tubos, por ejemplo, pasan normalmente a través de unos contenedores giratorios a varias estaciones. Luego se introduce el material de llenado en los tubos en una sola estación o en varias estaciones y al final del proceso de llenado se cierra el tubo, por ejemplo, por soldadura sellando herméticamente el producto de relleno dentro del tubo. Posteriormente, se retiran los tubos llenos y cerrados de la unidad de envase de forma manual o automática y, si es el caso, se transportan embalados nuevamente al usuario final.

Este modo de fabricación y embalaje presenta cierta flexibilidad en el proceso de envasado, pero posee toda una serie de desventajas que radican en la complejidad de la logística y la técnica de transferencia, en el peligro de contaminación y polvo de los tubos vacíos empaquetados -entre otros factores, por los numerosos contactos con dispositivos de transferencia-, en la necesidad de eliminar los contenedores de embalaje utilizados -en su mayoría cajas de cartón- y en la necesidad de almacenar, lo cual deriva en capital muerto, por un lado, y en una elevación de los costes de transporte, por otro.

La finalidad del invento consiste en idear, por una parte, una instalación que permita la fabricación de unos 450-500 tubos/minuto con diámetros que oscilen, por ejemplo, entre los 22 y los 40 mm preferentemente, o mayores o menores, y que posibilite la colocación de esta cantidad de tubos fabricados en embalajes transportables y reutilizables (preparados también para el envasado) sin necesidad de reembalaje.

Dicha finalidad se resuelve mediante una instalación según la descripción general de la reivindicación 1 con las particularidades contenidas en la caracterización.

En las reivindicaciones sucesivas se presentan realizaciones ventajosas del invento.

A continuación se describe con mayor detalle el invento a partir de un ejemplo de realización de una instalación para la fabricación y el embalaje de tubos utilizando para ello las figuras. Las figuras muestran:

La figura 1 muestra una instalación en vista longitudinal;

La figura 2 muestra la instalación según la figura 1 en vista superior;

La figura 3 muestra la instalación según la figura 1 vista transversalmente con un rodillo doble;

La figura 4 muestra un dispositivo de recolección de tubos en vista esquemática;

La figura 5 muestra una cinta de salida con dos correas dentadas que interactúan entre sí;

Las figuras 6 a-e muestran la toma de un tubo individual;

La figura 7 muestra bandejas para los tubos.

En la figura 1 se representa en vista lateral la cara longitudinal de una instalación según el invento. En su cara frontal izquierda 1 se ha dispuesto un rodillo doble 3 (véanse también las figuras 2 y 3) de cinta laminar 4 que gira sobre un eje 2, y que también puede estar propulsado por éste. Con esta colocación en la cara frontal de la instalación se ahorra espacio en la cara lateral y sobre ésta. Una cuchilla divisora 5 corta la doble banda 3 de la cinta laminar 4 en dos bandas individuales 6a y 6b. Cada banda individual 6a y 6b se desvía por medio de sendas barras de giro 7a y 7b, dado el caso con rodillos guiados, en 90º sobre la cara lateral de la instalación. La desviación se ejecuta de tal forma que cada banda individual 6a y 6b -tal y como se muestra en la figura 1- se transporta en dos niveles dispuestos el uno sobre el otro. En cada banda individual 6a y 6b hay previstas sendas campanas de moldeado 8, un cabezal de soldadura 9 y dispositivos de prensa y refrigeración 10, a través de los cuales se transforma el material en un cuerpo tubular 11 (tubos continuos 11a y 11b); en dicho proceso también puede aplicarse una juntura lateral superpuesta, por ejemplo, por soldadura.

La cinta laminar 4 puede presentar imágenes impresas o escritas (no representadas) y tener tres o más bandas, en cuyo caso se añadirían sendas cuchillas separadoras 5 y sendos niveles para la fabricación del número necesario de tubos continuos.

En función de la longitud deseada para el cuerpo tubular 11 o de una imagen impresa, los tubos continuos 11a y 11b se cortan en secciones tubulares 13a y 13b mediante cuchillas transversales 12a y 12b, las cuales presentan, por ejemplo, control por pasos, a la longitud deseada. Un dispositivo de traslado 14 con prismas de aspiración 15, que pueden estar acodados en 45º, toma por cada paso dos secciones tubulares 13a y 13b hasta que reúne un total de seis secciones tubulares 13a y 13b en un "grupo de transporte".

A continuación, el dispositivo de traslado 14 gira el "grupo de transporte" de seis secciones tubulares 13a y 13b a una posición de toma 16 dispuesta en 90º, desde donde un soporte de absorción al vacío 17 de movimiento horizontal los recoge, es decir, en cada paso se transfieren seis secciones tubulares 13a y 13b. El dispositivo de traslado 14 consta de dos bandas transportadoras individuales 18a y 18b que funcionan independientemente, cada una con 6 prismas de absorción 15a y 15b. Estas bandas transportadoras individuales 18a y 18b están dirigidas y accionadas de tal manera que se garantice o sea posible obtener una admisión acompasada de dos secciones tubulares 13a y 13b a la vez, en el presente caso a un ritmo de 450/2 = 225/minuto, y una expulsión también acompasada de seis secciones tubulares 13a y 13b a la vez, en este caso a un ritmo de 450/6 = 75/minuto.

Ambos sistemas funcionan con un desfase alternativo de 180º por cada cara de trabajo.

Cada soporte de absorción 17 realiza un movimiento lineal de extensión/retracción para colocar, por ejemplo, las seis secciones tubulares 13a y 13b desde una posición de admisión 16 en el dispositivo de traslado 14 a una posición de absorción 16' congruente (coaxial) a los mandriles 19 de un plato giratorio 20. Al mismo tiempo las seis secciones tubulares 13a y 13b se colocan en conjunto por medios no mostrados, por ejemplo, empujadores de colocación, sobre los mandriles 19.

El plato giratorio 20 está conformado de tal manera que pueden repartirse seis mandriles 19 consecutivos en un mismo paso en, por ejemplo, ocho estaciones A-H (véase figura 1). Mediante el plato giratorio 20 se cargan los mandriles 19 de las estaciones individuales A-H en un paso tras otro con dispositivos de recogida de seis secciones tubulares completas. En las estaciones A-H se aprovisionan los mandriles 19 correspondientes con los componentes necesarios o se cargan con las herramientas suministradas.

En el ejemplo de realización representado, en la estación A se colocan simultáneamente seis rebordes 21 con cuello roscado sobre los extremos libres de los mandriles 19; en la estación B se absorben por vacío mediante el contenedor de absorción 17 seis secciones tubulares 13a y 13b por encima de los rebordes 21 colocados sobre los mandriles 19, es decir que se posicionan unos contra otros; en la estación C, se precalientan los rebordes de los tubos 21, los cuales se sueldan en la posición D con las secciones tubulares 13a y 13b por medio de inducción de calor a alta frecuencia; en la estación E pueden aplicarse membranas de seguridad identificativas (no representadas) sobre las aberturas de admisión en el interior de los rebordes 21 y también, por ejemplo, podría utilizarse esta estación E para la refrigeración de los rebordes 21 soldados; en la estación F pueden enroscarse los cierres de los tubos 22, que, en la estación G pueden volver a atornillarse, por ejemplo, para obtener una precisión de momento de giro de 35 Ncm; finalmente, en la estación H los tubos 23 ya listos se retiran o se separan de los mandriles 19 del plato giratorio 20 para, por ejemplo, transportarlos a una cinta transportadora 24 continua.

La cinta transportadora 24 representada en la figura 5 está compuesta por dos correas dentadas 25a y 25b con engranaje interior, dispuestas en paralelo provistas de prismas de transporte 26. Los prismas de transporte 26 constan de dos prismas parciales 26a y 26b que están fijados juntos sobre las correas dentadas 25a y 25b, las cuales hacen las veces de cintas transportadoras. Cada una de las correas dentadas 25a y 25b está tensada y guiada por una polea de arrastre dentada 27a o 27b y una polea de reenvío (no representada) de posición libre. Las poleas de arrastre 27a y 27b están dispuestas sobre un eje de transmisión 28 común y están colocadas en paralelo sobre dicho eje de transmisión 28 en el ángulo y la fase determinados por un dispositivo de desplazamiento 29. Al desplazarse la posición angular de las poleas de arrastre se produce un desplazamiento lineal de las dos correas dentadas 25a y 25b, consiguiéndose así de un modo muy simple y rápido adaptar los prismas de transporte 26 a los diámetros de tubo que se hayan seleccionado. De este modo, resulta muy sencillo configurar siempre a la misma altura el eje geométrico de todos los tubos 23 para todos los diámetros de tubo. La disposición de los prismas de transporte 26 se corresponde con la separación de los mandriles 19 del presente ejemplo, por lo que es de 95 mm. Puesto que en este caso se preven seis mandriles 19, la distribución de rebordes 21 y de cierres de tubo 22 también se efectúa de seis en seis, aunque también sería posible adaptarlo a cuatro, ocho u otras cantidades.

En la cinta transportadora 24 representada en la figura 4, los tubos 23 pueden atravesar, por ejemplo, cuatro zonas distintas de control y de extracción, que, por ejemplo, se encuentran en la zona 30 a lo largo de una parte o de toda la extensión del tramo superior de la cinta transportadora 24. Las cuatro zonas de control o extracción pueden ser, por ejemplo: un primer control para detectar tubos sin cerrar; un segundo control de calidad estadístico; un tercer control para detectar tubos desechables, y un cuarto control para detectar tubos correctos (utilizables). En el control de calidad estadístico pueden extraerse tubos de muestra automáticamente cada cierto intervalo temporal determinado libremente. Los tubos de muestra 23 o los defectuosos 23' pueden expulsarse al final de la cinta transportadora 24.

En el extremo de la zona lineal de la cinta transportadora 24, hay dispuesto un dispositivo de recolección 31 con, por ejemplo, seis prismas de absorción 32 giratorios a través de los cuales pueden colocarse sin dejar espacios vacíos los tubos correctos (sin defectos) 23, por ejemplo, en bandejas 34.

Con este sistema de cuatro pasos que incluye la extracción selectiva de tubos 23 con distintas finalidades en lugares distintos de la cinta transportadora 24, es posible separar los tubos correctos 23 de los no satisfactorios 23' en función de la tipología o las características de dichos tubos 23 y sin necesidad de intervención manual.

Los seis prismas de absorción 32 de la zona 31 (figura 4) están dispuestos a la misma distancia entre sí que los primas de transporte 26. Por medio del control individual del movimiento giratorio de los seis prismas de absorción 32 pueden recogerse sin espacios vacíos todos los tubos 23 transportados en la cinta transportadora 24 en función de unos criterios definidos y determinados libremente, por ejemplo, que sólo se recojan los tubos 23 que carezcan de todo defecto.

Una posibilidad de control consiste en registrar los parámetros de procesamiento y producción relacionados con un tubo 23 que se producen efectivamente al atravesarse las distintas estaciones de trabajo de la A a la H, para luego supervisar todos los tubos 23 transportados sobre la cinta transportadora 24 en función de dichos parámetros. El resultado puede aplicarse con precisión a los tubos 23 supervisados en cada caso. Para dicho control se utiliza el archivo histórico temporal creado para cada tubo 23, al que se asignan todos los parámetros de producción esenciales (por ejemplo, en un registro de datos de producción) y, de acuerdo con los criterios de separación configurados, se separan o se recogen los tubos 23' defectuosos en un punto determinado. Durante la recopilación puede determinarse, por ejemplo, si la temperatura de soldadura o el precalentamiento alcanzaron el valor previsto o si éste fue insuficiente. Si no se alcanzó el valor previsto y, por tanto, se fabricaron tubos 23' defectuosos, éstos deberán retirarse. También puede detectarse un cierre 22 defectuoso en un tubo 23. Los tubos 23 defectuosos o incompletos se retiran en un punto determinado. Mediante el método de control aquí expuesto se garantiza que sólo lleguen hasta el dispositivo de recolección 31 tubos 23 completamente libres de defectos.

El transporte de tubos representado en la figura 4 desde los mandriles 19 del plato giratorio 20 a la cinta transportadora continua 24 tiene lugar en una zona de depósito 33 o en una estación de depósito para los seis mandriles 19 (que forman una unidad) del plato giratorio 20. Los tubos pueden retirarse de los mandriles 19, por ejemplo, mediante pinzas de extracción no representadas y depositarse en los prismas de transporte 26 utilizando un soporte giratorio 32'. Un movimiento giratorio del soporte 32' sincronizado con un movimiento de avance de la cinta transportadora 24 se ocupa de transferir los tubos 23 de forma continua, descargándolos en una unidad (en este caso, seis) y depositándolos sobre la cinta transportadora 24.

La selección de los tubos 23 según la calidad determinada por los criterios descritos anteriormente se produce en la zona siguiente 30 de la cinta transportadora 24 (véase la figura 4).

En dicha zona 30 se recogen sólo los tubos 23 que no presentan defectos en unidades (en este caso, unidades de seis) mediante el dispositivo de recolección 31 y, después de completarse una unidad entera, es decir, seis tubos 23 sin defectos en este caso, se transportan juntos a bandejas especiales 34.

El dispositivo de recolección 31 presenta seis estaciones con seis soportes giratorios 32A, 32B, 32C, 32D, 32E y 32F provistos de prismas de absorción. En la figura 6 se representa de forma simplificada un solo soporte 32A con un prisma de absorción. Todos los soportes 32 con prismas de absorción están colocados en paralelo sobre la cinta transportadora 24. En la posición de transferencia o toma con respecto a la cinta transportadora 24, cada soporte 32 presenta un prisma de absorción con una cavidad que en posición de reposo (véase la figura 6) está orientada hacia arriba. Cuando un tubo 23 indicado como apto se aproxima a la estación 32A sobre la cinta transportadora 24 en el prisma de transporte 26A con una velocidad rectilínea V1, se produce el giro del prisma de absorción del soporte 32A con una velocidad circular U1 y con la fuerza de absorción aplicada a los orificios 35 se recoge el tubo 23 mediante el prisma de absorción del soporte 32A. Para garantizar una toma del tubo 23 sin defectos, se sincroniza la velocidad circular U1 al máximo posible con la velocidad rectilínea V1 o se elige de forma que sea igual a ésta. Los orificios 35 del soporte 32, que desembocan en la cavidad de éste, están conectados a una fuente de absorción no representada gracias a la cual se extrae el tubo 23 del prisma de transporte 26A.

En el momento representado en el ejemplo de realización de la figura 4, también se ha extraído el siguiente tubo apto (sin defectos) 23 del prisma de transporte 26B en la estación 32B mediante el soporte 32B.

En caso de que, conforme a la selección efectuada, se aproxime al siguiente soporte libre 32C un tubo 23' indicado como no apto en el interior del prisma de transporte 26C, el soporte 32C no gira quedando el tubo defectuoso 23' sobre la cinta transportadora 24 hasta el final, lugar en el que se desecha o se expulsa.

Si el siguiente tubo 23 que transporta la cinta transportadora 24 en el prisma de transporte 26D vuelve a ser apto, se gira el soporte 32C con su prisma de absorción, recoge el tubo 23 y lo gira hacia arriba, quedando un tercer tubo 23 sin defectos en la posición 32C. Se repite la misma operación hasta que un cuarto tubo 23 sin defectos se transfiere del prisma de transporte 26A' a la posición 32D, un quinto tubo pasa del prisma de transporte 26B' a la posición 32E y un sexto tubo pasa del prisma de transporte 26D' a la posición 32F, es decir, hasta que hay seis tubos 23 sin defectos en todas las estaciones 32A-32F del dispositivo de recolección 31. Los prismas de transporte 26E y 26F que se representan vacíos atraviesan el dispositivo de recolección 31 sin que se active ninguno de los soportes giratorios 32. En ese momento se transportan los seis tubos 23 colocados en las estaciones 32A-32F juntos y sin que queden espacios vacíos en una bandeja 34, por ejemplo, mediante un distribuidor 36 común y solamente insinuado. A continuación, la bandeja 34 se desplaza para la recepción de la siguiente unidad de tubos 23 sin defectos. Con ello se garantiza que se depositan automáticamente en la bandeja 34 sólo los tubos 23 considerados como aptos.

El dispositivo de recolección 31 también puede utilizarse para "rellenar espacios vacíos" en cualquier sistema de transporte o de almacenamiento de tubos.

Cuando la bandeja 34 está llena, se traslada como tal, por ejemplo, mediante cintas transportadoras de cualquier estación de llenado, en la que los tubos 23 dispuestos en la bandeja 34 se rellenan con un producto determinado. El llenado también se puede llevar a cabo cuando ya se han retirado los tubos 23 de la bandeja 34. Es evidente que gracias al invento se reduce significativamente el número de operaciones necesarias a la par que se automatizan, excluyendo la necesidad del trabajo manual.

Claims

1. Instalación para la fabricación y el embalaje de tubos (23) compuestos por un cuerpo tubular (13a, b) que comprende como mínimo una hoja plástica y un reborde (21) conectada por un extremo y provisto de un cuello roscado y un capuchón de cierre (22) aplicado, que se transportan sobre una cinta transportadora a una estación de embalaje en la que se embalan en unidades mayores, caracterizada por el hecho de que la cinta laminar (4), que posee dos o más bandas, se corta mediante una o varias cuchillas divisoras (5) en bandas individuales (6a, b), las cuales se sueldan en niveles paralelos para transformarlas en tubos continuos (11a, b) y se reducen a la longitud de tubo deseada por medio de cuchillas transversales (12a, b), tras lo cual se reúnen las secciones tubulares (13a, b) en un grupo de transporte mayor y juntas se transportan sobre un plato giratorio (20) que presenta un número correspondiente de mandriles (19) y a través del cual dichas secciones atraviesan juntas y por pasos diversas estaciones (A-H) para la aplicación del reborde (21) con el cuello roscado y el capuchón de cierre (22), tras lo cual los tubos ya listos (23) se depositan en una cinta transportadora (24) que posee como mínimo dos correas dentadas (25a y 25b) dispuestas en paralelo entre sí con prismas de transporte (26a y 26b) cuya separación se corresponde con la de los mandriles (19) del plato giratorio (20), y se hacen pasar por zonas de control para la supervisión de los tubos (23) recogiéndose los tubos (23) sin defectos de la cinta transportadora (24) mediante prismas de absorción (32) situados a la misma distancia que los prismas de transporte (26) y depositándolos sin espacios vacíos en una bandeja (34).

2. Instalación según la reivindicación 1 caracterizada por el hecho de que el rodillo (3) de la hoja de laminado está situado perpendicularmente a los cuerpos tubulares (13a, b) que van a fabricarse y cuyas bandas individuales (6a, b) se giran 90º para la formación de los cuerpos tubulares (13a, b).

3. Instalación según las reivindicaciones 1 y 2 caracterizada por el hecho de que las bandas individuales (6a, b) se sueldan la una sobre la otra para obtener tubos continuos (11a, b).

4. Instalación según las reivindicaciones 1 y 2 caracterizada por el hecho de que las bandas individuales (6a, b) se sueldan la una junto a la otra para obtener tubos continuos (11a, b).

5. Instalación según las reivindicaciones de la 1 a la 4 caracterizada por el hecho de que los tubos no utilizables (23') se retiran de la instalación por medio de la cinta transportadora (24).

6. Instalación según las reivindicaciones de la 1 a la 5 caracterizada por el hecho de que la cinta transportadora (24) está compuesta por dos correas dentadas (25a y 25b) con prismas de transporte (26a y 26b) colocadas en paralelo y desplazables por fases.

7. Instalación según las reivindicaciones de la 1 a la 6 caracterizada por el hecho de que cada bandeja (34) presenta una rejilla adaptada a los diámetros de los tubos (23).

8. Instalación según las reivindicaciones de la 1 a la 7 caracterizada por el hecho de que se preve una estación de recolección (31) con varias estaciones.