ES2289247T3 - Procedimiento y maquina de formacion integrada de copas no desmoldables. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de fabricación de copas no desmoldables mediante formación integrada que comprende utillajes de tratamiento sucesivos (7, 11, 13) de al menos una lámina de material de envasado (1, 2), presentando estos utillajes una apertura de conformación variable en funcionamiento (7h, 7b; 11h, 11b; 13h, 13b), caracterizado porque consiste en prever un corte preliminar (6) de la lámina de envasado (1, 2) en tramos de acuerdo con una geometría apropiada para los utillajes de tratamiento, cortándose cada tramo del material de acuerdo con un paso de material muy poco superior a la longitud de material necesaria para el tratamiento de formación o de fabricación del opérculo sin tener en cuenta la apertura de los utillajes y después en colocar sucesivamente los tramos (4, 4a, 4b, 4'') para desplazarlos hacia delante de manera separada de acuerdo con un paso de máquina (P1), siendo el paso de máquina muy poco superior a la mayor longitud del utillaje (7b, 11b, 13b) en posición abierta de transferencia.
Description
Procedimiento y máquina de formación integrada
de copas no desmoldables.
La invención se refiere a un procedimiento de
fabricación de copas no desmoldables mediante formación integrada
sin pérdida notable de material y a la máquina que pone en práctica
dicho procedimiento.
Para fabricar copas, en particular copas de
productos alimentarios u otros, una técnica tradicional, ilustrada
en la figura 1, utiliza la formación integrada. Esto consiste en
prever el tratamiento, por ejemplo de una lámina plástica
termoformable 1, por ciclo, por puesto y por grupo de copas. La
lámina, enrollada alrededor de una bobina 3, se desenrolla
longitudinalmente de acuerdo con una banda continua y se trata de
forma sucesiva en diferentes puestos, equipados respectivamente:
con medios de calentamiento de la lámina 5, con moldes de formación
7 de las copas 8, con medios de dosificación 9 del contenido de las
copas, con utillajes de soldadura 11 de la lámina del opérculo 2 y
de recorte final 13 por copa unitaria o por pack de copas.
El tratamiento continúa en desplazamiento
longitudinal gracias a un dispositivo de avance 15. A la salida se
dispone un transportador de recepción 16. Los medios de avance
permiten pasar, al final de cada ciclo de máquina, de una o varias
hileras transversales R de copas por paso a otra, desplazando hacia
delante una longitud de desenrollado de la bobina correspondiente a
un paso llamado paso de máquina P1.
El paso de máquina P1 coincide en este caso con
el paso de la lámina plástica P2, llamado paso de material, que
corresponde a la longitud de la zona de la lámina plástica en el
sentido del avance, necesario en los tratamientos de las diferentes
operaciones en los diferentes puestos.
Sin embargo las copas pueden presentar formas
cada vez más variadas, en particular con importantes destalonados.
Como consecuencia de esto las copas no son desmoldables sin abrir
los moldes a la derecha del puesto de formación y, opcionalmente,
no pueden liberarse a la derecha de otros puestos de utillaje
(soldadura o recorte), particularmente cada vez que un
"cuello" de la copa en la parte superior es de tamaño inferior
al del "vientre" de la copa.
De este modo, al final del tratamiento, los
moldes, u opcionalmente, los contra-electrodos de
soldadura o las matrices, en conformación cerrada en posición de
trabajo (para la formación, soldadura o corte final) con un volumen
7h, se abren longitudinalmente pasando en posición de transferencia
de un puesto a otro con un volumen 7b; del mismo modo, los
utillajes de soldadura y de recorte, en conformación cerrada en
posición de trabajo, con un volumen respectivo 11h y 13h, se abren
en posición de transferencia con un volumen longitudinal 11b y 13b.
Para evitar las interferencias entre utillajes, o entre utillajes y
las impresiones formadas, debe preverse un espacio longitudinal E
suficiente entre las hileras R de copas.
Estando los pasos de máquina P1 y de plástico P2
directamente en función del espacio E, como consecuencia de esto
resulta una importante pérdida de material termoformable y de
material del opérculo entre las hileras de copas, debido a que la
parte de las láminas correspondiente a los espacios E, no se
utilizará para hacer las copas.
Para remediar este despilfarro, se ha propuesto
utilizar dos máquinas, una primera máquina para formar y recortar
las copas y después una segunda máquina de llenado. Esta técnica
presenta al menos dos inconvenientes principales:
- -
- al no ser continuos los modos de carga entre las dos máquinas, -al suceder las copas individuales a una banda de material continuo-, se produce necesariamente una ruptura de la carga incluso si las máquinas están integradas;
- -
- un sistema de opérculos pre-recortados es poco económico; el pre-recorte necesita materiales del opérculo más costosos y una logística compleja y costosa, con el empleo de medios específicos de almacenamiento y fin de almacenamiento en los almacenes de suministro dedicados, que hacen intervenir dispositivos automáticos complejos y delicados o una mano de obra continua y obligatoria.
Otra solución consiste en estirar periódicamente
la lámina, de modo que el espacio E obtenido tenga un grosor de
materia sensiblemente inferior, lo que limita, aún más, la cantidad
de materia termoformable perdida. Este procedimiento es delicado de
poner en práctica. Además, este procedimiento no reduce las pérdidas
de material del opérculo cuando este está presente,
convencionalmente, enrollando longitudinalmente o aumenta
sensiblemente los costes, de material de opérculo y de logística,
cuando se presenta en forma de opérculos recortados previamente.
La presente invención pretende suprimir
totalmente las pérdidas de materia de formación y/o de fabricación
del opérculo entre dos hileras o la mayor parte de estas pérdidas,
mientras conserva las ventajas de la termoformación integrada. Para
hacer esto, se procede a un corte de la lámina en tramos y a una
colocación adecuada de estos tramos con respecto a los sucesivos
utillajes.
Más exactamente, la invención se refiere a un
procedimiento de fabricación de copas no desmoldables mediante
formación integrada que comprende utillajes de tratamiento sucesivos
de al menos una lámina de material de envasado, presentando estos
utillajes una apertura de conformación variable en funcionamiento,
consistiendo el procedimiento en prever un corte preliminar de la
lámina de envasado en tramos de acuerdo con una geometría apropiada
para los utillajes de tratamiento, cortándose cada tramo del
material de acuerdo con un paso de material regulado para ser muy
poco superior a la longitud de material necesaria para el
tratamiento de formación o de fabricación del opérculo sin tener en
cuenta la apertura de los utillajes y después en colocar de forma
sucesiva los tramos para hacerles avanzar de manera separada de
acuerdo con una paso de máquina, siendo el paso de máquina muy poco
superior a la mayor longitud de utillaje en posición de
transferencia abierta.
La expresión "muy poco superior" se
introduce para justificar las tolerancias a prever, para asegurarse
de disponer de material suficiente para realizar el envasado y de
juego suficiente para el funcionamiento de los utillajes.
La formación puede realizarse con calor, a
partir de material de termoformación, o en frío.
La invención también se refiere a la formación y
a la fabricación de opérculos integrada de las copas mediante
recorte de la lámina de formación y/o de fabricación del opérculo de
acuerdo con una geometría semejante. La ganancia de materia
corresponde, en los dos casos, sensiblemente al espacio de materia
entre dos hileras de copas de la técnica anterior, ya que de
acuerdo con la presente invención se utiliza casi la totalidad de
materia incluida, opcionalmente, por debajo de los "vientres"
si el tamaño del "cuello" de las copas lo permite.
En estas condiciones, se conservan las ventajas
de la formación integrada, particularmente con un proceso que
permite la carga continua de una o varias hileras de copas por ciclo
en cada uno de los puestos de la máquina, mientras se suprimen
todas las pérdidas, o al menos gran parte de las pérdidas, de
materiales de formación y del opérculo.
La invención también se refiere a una máquina
que pone en práctica el procedimiento. Esta máquina comprende
medios de corte en tramos de al menos una lámina de material de
formación y/o de fabricación del opérculo suministrada(s) a
partir de al menos una bobina, teniendo cada tramo una longitud de
acuerdo con una dirección de tratamiento igual a un paso de
material, definiendo los medios de depósito regular de cada tramo a
una distancia constante un espacio entre los tramos y medios de
transporte de estos tramos a diferentes puestos de tratamiento, a
razón de tantos tramos como hileras de copas a fabricar por paso de
máquina, comprendiendo estos puestos, sucesivamente de acuerdo con
una dirección de tratamiento, al menos utillajes de formación, de
dosificación, de soldadura y de recorte final de las copas, pudiendo
estos utillajes pasar de una conformación cerrada a abierta en
posición de trabajo o de transferencia de un puesto a otro, estando
el paso de material regulado para ser muy poco superior a la
longitud de material necesaria para la formación o para la
fabricación del opérculo sin tener en cuenta la apertura de los
utillajes y siendo el paso de máquina muy poco superior a la mayor
longitud de utillaje en conformación abierta.
De acuerdo con realizaciones particulares:
- -
- el material de envasado es el material de formación de las copas y/o el material del opérculo, de acuerdo con una geometría semejante a la ajustada para la formación, para suprimir las pérdidas de material de formación y/o del opérculo entre dos hileras de copas a tratar;
- -
- cada paso de máquina trata, según sea necesario, de 1 a varias hileras de copas a fabricar a la vez, por ejemplo 2, 3, 4 o más, permitiendo la carga continua de una o varias hileras de copas por ciclo en cada uno de los puestos de la máquina;
- -
- los medios de transporte de los tramos de material de formación están constituidos ventajosamente por una cadena con púas;
- -
- los medios de corte de los tramos están constituidos por una matriz de soporte de la lámina asociada a al menos una cuchilla o moleta arrastrada por medios de desplazamiento de forma perpendicular a la lámina de formación;
- -
- la perforación de los tramos de la lámina se realiza con medios prensadores que se combinan con los medios de corte, en este caso los medios de corte tienen un gálibo limitado por la presencia de los medios de transporte para no interferir con estos medios de transporte, o sea separados de estos medios, estando entonces el recorrido de los medios de corte limitado por las necesidades del corte;
- -
- ventajosamente se prevén medios de pre-recorte de la lámina de formación en combinación con los medios de corte en el caso de un gálibo limitado, para formar pre-recortes del extremo en la lámina en el paso anterior al paso de corte, actuando los medios de pre-recorte sobre todo el grosor de la lámina para obtener un recorte completo de la lámina en el paso de corte;
- -
- cuando el paso de máquina trata dos hileras de copas, puede preverse una única bobina de suministro de lámina de formación y un único medio de corte, el medio de corte avanza medio paso de máquina después del recorte del primer tramo de cada paso y la bobina avanza un paso de plástico aumentado en medio paso de máquina durante la parada de la cadena y después la herramienta de corte retrocede medio paso de máquina y la bobina retrocede un espacio entre tramos, durante el avance de la cadena, en tiempo solapado;
- -
- como alternativa, en este mismo caso de tratamiento de dos hileras de copas con una única bobina de suministro de lámina de formación y un único medio de corte, el medio de corte retrocede medio paso de máquina después del recorte del primer tramo de cada paso y la bobina retrocede un espacio entre tramos, durante la parada de la cadena y después la herramienta de corte avanza medio paso de máquina y la bobina avanza un paso de plástico aumentado en medio paso de máquina, durante el avance de la cadena, en tiempo solapado;
- -
- cuando el paso de ciclo corresponde a n hileras de copas, pueden preverse una única bobina de suministro y un único medio de corte que funcionan como anteriormente, o bien medios de suministro de láminas de formación y medios de corte de estas láminas en tramos, desfasados el valor P1/n;
- -
- el material del opérculo, se suministra en banda a partir de una bobina y después se recorta en tramos de tamaños semejantes a los de los tramos del material de formación; además del aspecto económico, dicho suministro presenta la ventaja, con respecto al suministro convencional en trozos pre-recortados y suministrados a partir de un almacén de almacenamiento, de permitir una esterilización antes o después del corte de los tramos mediante radiación (ultravioleta, de tipo flash, infrarroja, etc.) o mediante tratamiento químico continuo, aunque es muy difícil esterilizar inmediatamente antes de la soldadura de los opérculos unitarios del estado de la técnica;
- -
- los medios de pre-recorte del material del opérculo semejantes a los medios de pre-recorte de la lámina de formación forman tramos de material del opérculo que se pre-sueldan por puntos sobre los tramos de material deformable, para arrastrar los tramos de material del opérculo hasta el puesto de soldadura y realizar la fabricación de opérculos de las copas;
- -
- como alternativa, los medios de recorte dividen previamente la lámina de fabricación del opérculo en tantas bandas como hileras de copas a tratar simultáneamente y después medios de torsión y de avance lateral conducen las bandas a correderas de colocación para que los medios de recorte corten las bandas en tramos sobre cada tramo de lámina deformable; esta solución es particularmente conveniente cuando el paso de máquina trata al menos 2 hileras de copas por paso;
- -
- la formación puede realizarse con calor, a partir de material termoformable, o en frío, mediante deformación de una lámina de metal, por ejemplo mediante perforación de una lámina de aluminio.
Otras ventajas y características de la invención
aparecerán con la lectura de la siguiente descripción, relativa a
ejemplos de realización no limitantes y con referencia a las figuras
adjuntas que representan, respectivamente:
- la figura 1, una vista esquemática superior de
una máquina de termoformación integrada para copas no desmoldables,
de acuerdo con el estado de la técnica (comentado anteriormente en
este documento);
- las figuras 2a a 2g, vistas frontales de
ejemplos no excluyentes de copas no desmoldables;
- la figura 3, una vista esquemática superior y
parcialmente lateral de una máquina de termoformación integrada de
acuerdo con la invención, con una hilera de copas tratada por
ciclo;
- la figura 4, una vista esquemática superior y
parcialmente lateral de la máquina de acuerdo con la figura
anterior, adaptada al tratamiento de dos hileras de copas por
ciclo;
- las figuras 5a a 5e, en vistas esquemáticas
superiores y laterales, el funcionamiento de los medios de corte de
lámina termodeformable de una máquina de acuerdo con la invención,
en el caso de una única bobina y de una única hilera por ciclo;
- las figuras 6a, 6b y 6c, en vista esquemática
frontal, tres fases de perforación de la lámina termoformable;
- las figuras 7a a 7e, en vistas esquemáticas
superiores y laterales, cinco fases de funcionamiento de los medios
de corte de láminas termoformables con dos bobinas de suministro,
para una máquina adaptada al depósito y tratamiento de dos tramos
por paso de máquina;
- las figuras 8a a 8f, en vistas esquemáticas
superiores y laterales, seis fases de funcionamiento de los medios
de corte de lámina termoformable con bobina de suministro única,
para una máquina de acuerdo con la invención adaptada al depósito
de dos tramos por paso de máquina;
- las figuras 9a a 9e, en vistas esquemáticas
superiores y laterales, cinco fases de realización de las
operaciones de recorte y de depósito del material del opérculo, en
el caso de una bobina única para la soldadura de un tramo de
opérculo por paso de máquina;
- las figuras 10a a 10c, en vistas superiores,
laterales y de corte, tres fases de las operaciones de recorte y de
depósito del material del opérculo de acuerdo con una variante de
realización, en el caso de una bobina única para la soldadura de
dos tramos de opérculo por paso de máquina;
\newpage
- las figuras 11a a 11c, vistas esquemáticas
superiores de recorte final de la máquina de acuerdo con la figura
anterior, adaptada respectivamente al recorte unitario de una copa,
al recorte de packs de 2 copas y de 3 copas; y
- las figuras 12a y 12b, vistas en el plano
esquemáticas para ilustrar la ganancia de material obtenido con el
procedimiento de acuerdo con la invención con respecto a la técnica
anterior.
Los signos de referencia iguales designan, en
las figuras, elementos iguales o correspondientes.
En referencia a las figuras 2a a 2g, las copas
no desmoldables, respectivamente 8a a 8f, pueden presentar formas
variadas y complejas y pueden estar recubiertas por una decoración
D: cilíndrica de diámetro variable (figura 2d) o de cuello K
troncocilíndrico (figura 2a) con partes con rosca (figura 2f),
cúbica con opcionalmente una parte central hueca (figura 2e) o bien
incluso esférica con una decoración D (figura 2b), esférica sin
decoración (figura 2g) o cónica (figura 2c) o cualquier otra forma
moldeable. Las copas se cierran mediante un opérculo O_{p}
soldado en el cuello C. De este modo se ve que podemos realizar
pasos de rosca y que también pueden depositarse decoraciones
laterales, siendo el procedimiento de la invención compatible con
dispositivos de decoración con banda introducidos en el molde antes
de la formación.
Los importantes destalonados unidos a la mayor
parte de estas formas, en particular cada vez que un cuello K de la
copa es de tamaño inferior al del "vientre" V_{e} de la copa
no les hacen desmoldables a la derecha del puesto de formación y
opcionalmente no liberables a la derecha de otros puestos de
utillaje (soldadura o recorte).
Parta fabricar estos puestos de acuerdo con la
invención, como se ilustra en la figura 3, se suministra una lámina
termoformable 1 a partir de una bobina 3 y después se recorta en
tramos 4 mediante medios de corte 6. Los tramos se arrastran
mediante una cadena de transporte 10 con púas 12 y después se tratan
en puestos sucesivos con las diferentes herramientas de la
termoformación integrada: cajas de calor 5 de la lámina y moldes de
termoformación 7 de las copas 8 (con moldes,
contra-moldes y punzones), el dosificador 9 del
contenido de las copas, el puesto de fabricación del opérculo
equipado con electrodos de soldadura 11 de la lámina del opérculo 2
y el puesto de recorte final provisto de herramientas de recorte 13
de las copas por unidad o pack. El tratamiento es de cadencia
continua y permite pasar en cada fin de ciclo de tratamiento de una
hilera de copas 8 a otra. En este primer ejemplo, las herramientas
de termoformación integrada tratan las copas a razón de una hilera
R por ciclo y de 6 copas por hilera.
De acuerdo con la invención, esta máquina tiene
en particular los medios de corte 6 de la lámina 1 en tramos
rectangulares 4, cadena arriba de los puestos de tratamiento. La
forma de rectángulo puede sustituirse ventajosamente por otras
formas, por ejemplo: paralelogramo, trapecio, etc., para adaptarse a
casos particulares. En el caso de un tratamiento de la máquina por
hilera única de copas por ciclo, el paso de plástico P2 es igual a
P1 - E. De este modo se economiza la materia plástica
correspondiente al espacio E en el marco del procedimiento
convencional ilustrado en la figura 1.
En cada ciclo, se realiza un tratamiento en cada
uno de los puestos por los moldes 7 y las herramientas de soldadura
11 y de recorte final 13 para que pasen de la conformación de
trabajo, con un volumen mínimo 7h, 11h y 13h, a la conformación
abierta en posición de transferencia de un puesto a otro, con un
volumen máximo respectivo 7b, 11b y 13b.
El paso P1 del ciclo de funcionamiento de la
máquina y de los medios de corte 6 apenas es superior al de las
aperturas de los medios de tratamiento que presenta, en posición de
transferencia, el mayor volumen longitudinal de acuerdo con la
dirección general F de la máquina de transporte, en los sucesivo en
este documento apertura máxima. En este ejemplo, la longitud P2 de
cada tramo de material termoformable es de 60 mm, lo que corresponde
sensiblemente a la mayor longitud de los utillajes en posición
cerrada de trabajo, y el paso de máquina P1 se regula apenas
superior a la apertura máxima de las herramientas de tratamiento (la
del desmoldeado de las copas en el ejemplo), que es de 100 mm, lo
que corresponde a la longitud máxima de los utillajes en posición
de trabajo (60 mm) aumentada en las dos
semi-aperturas (dos veces 20 mm) de los
semi-utillajes de la apertura máxima.
En algunas configuraciones de copas, es posible
hablar de "pérdidas negativas" realizadas por la invención,
frente a las pérdidas de materia sufridas con el empleo de los
medios de la técnica anterior. En efecto, los bordes de materia que
se perdían irremediablemente debido a estas configuraciones, se
recuperan para formar otras copas en los siguientes tramos
realizados en el marco de la presente invención, la ganancia de
materia realizada de este modo se ilustrará con más detalle en
referencia a la figura 12.
Por supuesto, puede aplicarse el mismo
procedimiento para realizar copas con o sin decoración.
La máquina puede adaptarse ventajosamente al
tratamiento de varias hileras de copas por ciclo de
funcionamiento.
Se ha observado que, en el caso de un
tratamiento de la máquina con hilera única de copas por ciclo, el
paso de máquina P1 es igual a P2 + E, siendo P2 el paso de plástico
o, denominado anteriormente paso de material y E el espacio entre
dos tramos de material. Más generalmente, en el caso de un
tratamiento con n hileras de copas, el paso de máquina es igual a
n(P2 + E).
\newpage
En el ejemplo ilustrado por la figura 4 en vista
superior (y parcialmente lateral para los moldes 7 y las
herramientas 11, 13), el paso de máquina P1 corresponde a dos
hileras R de copas 8, es decir P1 es entonces igual a dos veces el
paso de material aumentado en el espacio E, es decir que P1 = (P2 +
E) + (P2 + E).
Los moldes y herramientas de tratamiento 7', 9',
11' y 13', se doblan en cada puesto. Entonces el desplazamiento de
los tramos arrastrados se dobla y es, por ejemplo, de valor apenas
superior a la apertura máxima doblada 7'b de los utillajes de
volúmenes 7'b, 9'b, 11'b y 13'b.
El funcionamiento de los medios de corte inicial
de la lámina termoformable 1 en tramos 4 se ilustra en las figuras
5a a 5e, siguiendo cinco fases y, mediante una vista frontal, en las
figuras 6a a 6c, de los medios de perforación.
Los medios de corte 6 de la lámina de material 1
están constituidos por la guillotina 17, una cizalla o una moleta,
asociada a un yunque, una o dos contra-cuchillas o
una matriz de soporte 19.
La fase de referencia (figura 5a) representa el
fin de un ciclo anterior. La guillotina 17 está constituida por la
matriz 19, soporte de la lámina 1, y por cuchillas de corte 18, 21
arrastradas por los medios de desplazamiento de forma perpendicular
a la lámina de termoformación.
Los medios de depósito de los tramos recortados,
tales como los medios prensadores 23, están unidos a la cuchilla en
el ejemplo ilustrado, pero también pueden ser independientes en
otros ejemplos de realización. Como variante, pueden preverse otros
medios de depósito y de colocación, tales como carros con ventosas,
rampas o correderas.
En fase de preparación (figura 5b), la lámina se
desplaza hacia delante (flecha H) mediante los medios de arrastre
con rotación 30 de la bobina 3. La guillotina también posee
cuchillas de pre-corte 21 de la lámina, que actúan
cadena arriba de ésta. La función de estás cuchillas de
pre-recorte es realizar recortes en zonas de la
lámina que sirven para la perforación, para evitar interferencias
entre la cuchilla principal y la cadena con púas.
En fase de recorte (figura 5c) cada tramo 4 se
recorta mediante desplazamiento vertical (flecha F1) de la cuchilla
principal 18 y de las cuchillas de pre-recorte 21
(flecha F2). Las cuchillas de pre-recorte 21,
controladas de forma independiente de la cuchilla 18 en el ejemplo
(pero las cuchillas pueden ser de control único en otros ejemplos),
se prevén para formar dos recortes del extremo 22 en la lámina en el
paso precedente al paso de corte del tramo 4. Estos
pre-recortes actúan sobre todo el grosor de la
lámina para obtener un recorte completo de la lámina en el paso de
corte.
La colocación de los tramos 4 se realiza
mediante combinación con los medios prensadores de depósito, en este
ejemplo de realización. Los medios de depósito también pueden
servir como medios de colocación, tales como pinzas o rampas
móviles.
La fase de perforación se ilustra de forma más
precisa en la figura 5d. La prensa 23 arrastra (flecha F3, figura
5d) el tramo 4 recortado contra la cadena de transporte 10 y
agujerea el tramo a través de las púas 12. Para que no interfieran
con las púas, la cuchilla 18 y la prensa 23 se calibran
transversalmente para que no interfieran con las púas 12.
Las figuras 6a a 6c muestran, en vista frontal,
la prensa 23 y la cadena 10 provista de sus púas 12, durante tres
fases de funcionamiento. En la figura 6a, el tramo 4 se presenta
frente a las púas 12 de la cadena 10. A continuación, se acciona la
prensa 23 para empujar (flechas F3) el tramo sobre las púas 12 que
atraviesan el material plástico y van a alojarse en las ranuras de
liberación 23a de la prensa 23 (figura 6b). Después la prensa 23 se
acciona para que vuelva a subir al nivel inicial (flecha F4, figura
6c).
Como alternativa, los medios de prensa se
separan de la cuchilla y entonces el recorrido de los medios de
corte se limita a las necesidades del corte completo del tramo. Las
bandas de pre-corte pueden suprimirse entonces.
Durante la fase de reinicialización, ilustrada
en la figura 5e, la guillotina 17 vuelve a subir (flecha F4) y la
cadena avanza (flecha F) un paso P1 apenas superior a 100 mm (100 +
\varepsilon).
Las figuras 7a a 7e muestran, de manera análoga
a las figuras 5a a 5e, las cinco fases de funcionamiento de medios
de corte doblados para dos láminas termoformables de una máquina
adaptada al depósito de dos tramos por paso de máquina.
En este ejemplo, se prevén dos bobinas de
suministro 3a y 3b, arrastradas por medios 30a, 30b para suministrar
dos láminas de material termoformable, respectivamente 1a y 1b, dos
herramientas de corte y de depósito 17a y 17b, que comprenden
respectivamente las matrices de soporte 19a y 19b, las cuchillas 18a
y 18b y las prensas 23a y 23b. También se prevén púas de arrastre
12 de los tramos, respectivamente 4a y 4b. Las láminas y los medios
de corte se superponen sin contacto y desfasados de acuerdo con la
dirección de desplazamiento F un medio paso de máquina P1/2 para
respetar el paso de máquina P1 (figura 7e) del ejemplo, muy
ligeramente superior a 200 mm (200 + \varepsilon).
Como variante, las figuras 8a a 8f ilustran, en
vistas esquemáticas superiores y laterales, seis fases de
funcionamiento de los medios de corte de lámina termoformable para
una máquina adaptada al corte y al depósito de dos tramos por paso
de máquina, pero con bobina de suministro única.
La figura 8a muestra un estado de referencia
correspondiente al final de un ciclo anterior, permitiendo el
recorte de dos tramos 4a y 4b con una única herramienta de corte y
de depósito, una guillotina 17 que comprende la cuchilla 18, la
prensa 23 y la matriz 19.
En fase de preparación del primer corte, la
lámina deformable se hace avanzar de acuerdo con la flecha F de un
paso de plástico P2 de 60 mm (figura 8b). Después, en la fase de
corte (figura 8c), la cuchilla 18 y la prensa 23 se desplazan
verticalmente en posición baja (flecha V), descendiendo la prensa al
nivel de las cadenas de arrastre para el depósito. De este modo se
corta y se deposita un tramo 4a.
En la siguiente fase del preparación del segundo
corte (figura 8d), el conjunto de cuchilla - prensa vuelve a subir
a posición alta (flecha V' opuesta a la flecha V) y la herramienta
de corte y de depósito 17 se desplaza hacia delante siguiendo la
flecha H medio paso de máquina P1/2 para que la banda 18 se anticipe
al borde cortado del tramo 4a en medio paso de máquina P1 (figura
8e). El tramo 4a y la posición anterior de la herramienta de corte
aparecen entonces en líneas punteadas.
La lámina se desplaza hacia delante, mediante el
control de los medios de arrastre 30 de la bobina 3, un paso de
plástico P2 aumentado en medio paso de máquina P1/2 (o P1 - E).
Entonces el tramo 4b se corta (figura 8f) y se
deposita mediante el descenso respectivo de la cuchilla 18 y de la
prensa 2 (flecha V). Durante el avance de la cadena, por lo tanto en
tiempo solapado (0,5 s en el ejemplo), a continuación el conjunto
cuchilla-prensa vuelve a subir, la herramienta de
corte se desplaza hacia atrás (flecha H' opuesta a la flecha H)
medio paso P1/2 y la bobina plástica retrocede una distancia igual
al espacio E, para volver al estado de referencia de la figura
8a.
También es posible, de forma inversa, hacer
retroceder la herramienta de corte medio paso P1/2 después del
recorte del primer tramo de cada paso y hacer retroceder la bobina
un espacio E, durante la parada de la cadena y después desplazar
hacia delante la herramienta de corte medio paso P1/2 y la bobina un
paso de plástico P2 aumentado en medio paso de máquina P1/2,
durante el avance de la cadena (en tiempo solapado).
En otra variante, la herramienta de corte está
equipada con dos cuchillas para recortar dos tramos adyacentes.
Estos tramos se colocan mediante correderas o rampas inclinadas que
transportan cada tramo desde la posición "alta" de corte a la
posición "baja" de perforación mediante deslizamiento. Por
ejemplo, si el espacio E entre tramos es de 40 mm, los medios de
deslizamiento colocan el primer tramo de 20 mm en el sentido del
avance de la lámina plástica, mientras que el segundo tramo se
desliza 20 mm en sentido opuesto.
En otra variante, la herramienta de corte de los
tramos está equipada con tantas cuchillas como tramos a recortar,
es decir como hileras de copas por paso, y cada tramo se conduce a
su posición y después se deposita sobre el medio de avance (por
ejemplo cadena con púas) mediante la utilización de tantos platos de
colocación (por ejemplo platos con ventosa).
De acuerdo con un aspecto de la invención, el
material del opérculo puede recortarse ventajosamente también en
tramos, de acuerdo con una geometría idéntica o semejante a la
utilizada en el recorte en tramos de la lámina de formación con
medios de corte equivalentes. Dicho recorte permite también suprimir
las pérdidas de material del opérculo entre dos hileras de
copas.
Las figuras 9a a 9e ilustran, en vistas
esquemáticas superiores y laterales, cinco fases de realización de
las operaciones de recorte y de depósito del material del opérculo
en tramos 4'.
La figura de referencia 9a muestra una bobina 25
de suministro de material del opérculo 2 acoplada a una herramienta
de recorte 17, semejante a las herramientas de recorte anteriores.
La bobina 25 se dispone entre el puesto de dosificación de las
copas 8 formadas a partir de los tramos 4, que comprende el
dosificador volumétrico 9, y el puesto de soldadura, que comprende
una prensa de soldadura 11 compuesta por un travesaño superior 11s
de soporte de los electrodos 14 y por un travesaño inferior 11i
soporte del contra-electrodo.
En la fase de preparación (figura 9b), la lámina
del opérculo avanza por debajo de la cuchilla de corte 18 de la
herramienta 17 un paso de opérculo P3 y las copas 8 se desplazan
hacia delante un paso de máquina P1.
Después, en la fase de corte (figura 9c), la
lámina del opérculo 2 se recorta en tramo 4', mediante el descenso
de la cuchilla 18, depositándose el tramo sobre el material de
termoformación mediante el descenso de la prensa 23 de la
herramienta de corte 17. El travesaño inferior 11i vuelve a subir
(flecha V) en la misma fase para preparar la fase de empotramiento
mediante soldadura durante la siguiente fase.
En referencia a la figura 9d, la colocación de
los tramos del opérculo se realiza mediante un
pre-empotramiento con medios de soldadura (no se
representan) con puntos 27 de los tramos 4' de material del opérculo
sobre tramos de material plástico 4. Los puntos de soldadura se
sitúan en las zonas de restos del material del opérculo no
utilizado denominadas de forma convencional la rejilla, en el caso
de un recorte en rejilla, o las estrellas, en el caso de un recorte
sin rejilla para redondear los ángulos de los cuellos. Esta
pre-soldadura sirve para arrastrar los tramos de
material del opérculo colocados correctamente hasta el puesto de
soldadura de las copas.
Después se inicia el empotramiento propiamente
dicho mediante el cierre de la prensa de soldadura mediante
desplazamiento horizontal (flechas H1 y H2) de las paredes laterales
11l del travesaño inferior 11i y descenso (flecha V') del travesaño
superior 11s. Los electrodos llevados previamente a alta temperatura
(por ejemplo a 200ºC), causan la fusión de una laca contenida en el
opérculo o de materiales autosoldables, por ejemplo polietileno
sobre polietileno.
La fase final (figura 9e) consiste en volver a
subir la banda de corte 18 y la prensa 23 (flecha V) de la
herramienta de corte 17 y en abrir la prensa de soldadura 11
mediante desplazamiento del travesaño superior 11s (flecha V), de
las paredes 11l (flechas H'1 y H'2) y del travesaño inferior 11i
(flecha V'). Entonces el puesto de soldadura vuelve a la
conformación de referencia (figura 9a).
En otros ejemplos, el sistema de recorte del
material del opérculo puede comprender tantas bobinas como hileras
de copas a tratar, o una única bobina para varias hileras con un
recorte (y colocación) sucesivo o simultáneo (con transporte en
posición) como para el material deformable.
Como variante, las operaciones de recorte y de
depósito se dirigen lateralmente de acuerdo con las figuras 10a a
10c en el marco de un tratamiento de las copas en hileras de dos.
Esta variante es particularmente conveniente cuando la máquina
permite tratar simultáneamente varias hileras de copas para aumentar
su capacidad.
En referencia a la figura 10a, el puesto de
soldadura del material del opérculo está compuesto por una prensa
de soldadura 11', compuesta por un travesaño superior 11's y por un
travesaño inferior 11'i, que forman un utillaje doble.
La bobina de suministro 25 de la lámina del
opérculo 2 se dispone de modo que su eje X'X sea paralelo a la
dirección de desplazamiento F de la cadena de transporte 10. De este
modo la lámina se desenrolla paralelamente a las hileras R de copas
8. Un sistema con cuchilla 29 permite dividir la lámina 2
longitudinalmente. La multiplicación de este sistema con cuchilla
permite, más generalmente, dividir la lámina del opérculo en tantos
tramos como hileras de copas a tratar.
Las dos bandas formadas 2a y 2b se disponen por
encima de los tramos 4 de material deformable mediante los medios
de avance lateral y se recortan mediante una herramienta de corte 17
con cuchilla 18 sobre una contra-cuchilla 33 para
formar los tramos del opérculo 4'. Las guías de separación, formadas
por los rodillos T1 a T4 en el ejemplo ilustrado, permiten separar
las bandas después de la torsión.
La figura 10b ilustra la colocación de las
bandas de material del opérculo 2a y 2b. Durante el avance de las
hileras R de copas del paso de máquina P1 (flechas F), o al comienzo
de la parada de las copas, los medios de avance lateral, en forma
de rodillos T5 y T6, empujan las bandas transversalmente (flechas T)
con respecto a la dirección de avance de las copas para dirigirlas
hacia los tramos de formación. Los medios de guía formados mediante
las correderas 31 y 32 colocan los tramos del opérculo 4' frente a
los tramos 4 de hileras de copas correspondientes.
Después de que se cortan las bandas del opérculo
en tramos 4' mediante la herramienta de corte (figura 10c), la
presa de soldadura 11 se cierra para proceder a la soldadura de los
tramos del opérculo (flechas H'1, H'2, V y V') y se realiza la
dosificación de los productos en el puesto de dosificación 9. En
este ejemplo no limitante, las bandas se sueldan directamente sobre
los tramos plásticos 4. Al finalizar esta fase, se realiza una
vuelta a la conformación ilustrada mediante la figura 10a.
Por otro lado, el recorte final permite obtener
ventajosamente, en particular en el caso de un tratamiento con
múltiples hileras, copas unitarias o unidas en packs, como se
ilustra en las figuras 11a a 11c. El recorte se realiza mediante
herramientas con cuchillas colocadas para formar copas únicas 8
(figura 11a) packs 35 de 2 copas 8 (figura 11b) o packs 37 de 3
copas (figura 11c) de acuerdo con los ejemplos ilustrados.
Por supuesto, no es indispensable tener
solamente una única bobina en el caso de paso con múltiples hileras:
también pueden disponerse en un mandril, o en varios mandriles,
tantas bobinas como hileras pero eso, además del inconveniente de
multiplicar las bobinas, puede complicar los dispositivos de
sincronía de los diseños contenidos sobre la cara visible de los
opérculos, si estos deben centrarse sobre las copas.
Finalmente, en las figuras 12a y 12b, se ha
ilustrado esquemáticamente la ganancia de materia obtenido con el
procedimiento de fabricación de acuerdo con la invención para la
fabricación de una copa 8g, del tipo que se ilustra en la figura 2g
por ejemplo. De acuerdo con la técnica anterior, es preciso utilizar
un tramo de material de longitud igual al paso P2 (aa) (de la
técnica anterior) que es particularmente más largo que el vientre
Ve de la copa 8g para permitir la apertura de los utillajes. En
comparación, de acuerdo con la invención, basta con un tramo de
material de longitud igual al paso P2 particularmente inferior a P2
(aa), lo que corresponde a una ganancia de materia G1 + G2 igual al
espacio E mencionado anteriormente.
Además, como se ilustra más particularmente
mediante la figura 12b, el paso P2 del tramo de plástico puede
ajustarse, en algunos casos, de manera que sea sensiblemente igual a
la longitud del cuello C y por lo tanto sensiblemente menos largo
que el vientre Ve de la copa 8g: entonces se puede hablar de
pérdidas negativas, m_{1} + m_{2}, entre la longitud del tramo
de plástico y la del vientre Ve, con respecto a la longitud del
tramo en el caso de la figura 12a.
\newpage
La invención no se limita a los ejemplos de
realización descritos y representados. Son posibles numerosas
variantes y medios de puesta en práctica equivalentes sin salir de
la invención, en referencia por ejemplo a los medios de transporte
de los tramos: es posible utilizar un sistema de pinzas unidas a una
cadena, a un cordón, a barras o equivalente.
Por otro lado, en el caso de copas realizadas a
partir de una lámina deformable en frío, por ejemplo una lámina de
aluminio, el sistema de termoformación se sustituye con un sistema
de deformación del metal mediante perforación mecánica con,
opcionalmente, una presión de gas o de líquido.
Claims (20)
1. Procedimiento de fabricación de copas no
desmoldables mediante formación integrada que comprende utillajes
de tratamiento sucesivos (7, 11, 13) de al menos una lámina de
material de envasado (1, 2), presentando estos utillajes una
apertura de conformación variable en funcionamiento (7h, 7b; 11h,
11b; 13h, 13b), caracterizado porque consiste en prever un
corte preliminar (6) de la lámina de envasado (1, 2) en tramos de
acuerdo con una geometría apropiada para los utillajes de
tratamiento, cortándose cada tramo del material de acuerdo con un
paso de material muy poco superior a la longitud de material
necesaria para el tratamiento de formación o de fabricación del
opérculo sin tener en cuenta la apertura de los utillajes y después
en colocar sucesivamente los tramos (4, 4a, 4b, 4') para
desplazarlos hacia delante de manera separada de acuerdo con un paso
de máquina (P1), siendo el paso de máquina muy poco superior a la
mayor longitud del utillaje (7b, 11b, 13b) en posición abierta de
transferencia.
2. Procedimiento de fabricación de acuerdo con
la reivindicación anterior, en el que el material de la lámina de
envasado es un material de formación (1).
3. Procedimiento de fabricación de acuerdo con
la reivindicación 1, en el que el material de la lámina de envasado
es un material de fabricación del opérculo (2).
4. Procedimiento de fabricación de acuerdo con
la reivindicación 1, en el que las láminas de envasado son de
material de formación (1) y de material de fabricación del opérculo
(2) de las copas (8), los tramos de las láminas de formación y de
fabricación del opérculo se recortan de acuerdo con una geometría
semejante.
5. Máquina de formación integrada para la puesta
en práctica del procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende
medios de corte (6) en tramos de al menos una lámina de material de
formación y/o de fabricación del opérculo (1, 2)
suministrada(s) a partir de al menos una bobina (3, 3a, 3b),
teniendo cada tramo una longitud de acuerdo con una dirección de
tratamiento igual a un paso de material (P2), medios de depósito
regular (23, 33) de cada tramo (4, 4a, 4b, 4') a una distancia
constante (E) que definen un espacio entre los tramos y medios de
transporte (10) de estos tramos a diferentes puestos de
tratamiento, a razón de tantos tramos como hileras (R) de copas (8)
a fabricar por paso de máquina (P1), comprendiendo estos puestos
sucesivamente de acuerdo con una dirección de tratamiento (F), al
menos utillajes de formación (7), de dosificación (9), de soldadura
(11) y de recorte final (13) de las copas (8), pudiendo estos
utillajes pasar de una conformación cerrada (7h, 11h, 13h) a abierta
(7b, 11b, 13b) en posición de trabajo o de transferencia de un
puesto a otro, estando el paso de material (P2) regulado para ser
muy poco superior a la longitud de material necesaria para la
formación o para la fabricación del opérculo sin tener en cuenta la
apertura de los utillajes y siendo el paso de máquina (P1) entre dos
tramos muy poco superior a la mayor longitud del utillaje en
conformación abierta.
6. Máquina de formación integrada de acuerdo con
la reivindicación anterior, en la que los tramos de material de
formación y de material de fabricación del opérculo se recortan de
acuerdo con una geometría semejante.
7. Máquina de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 5 y 6, en la que cada paso de máquina trata una o
varias hileras de copas a fabricar a la vez, permitiendo la carga
continua de una o varias hileras de copas por ciclo en cada uno de
los puestos de la máquina.
8. Máquina de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 7, en la que los medios de corte (6) están
constituidos por una guillotina (17) compuesta por una matriz (19)
de soporte de la lámina (1, 2), asociada a al menos una cuchilla
(18) arrastrada por medios de desplazamiento que permiten cortar la
lámina de formación o de fabricación del opérculo.
9. Máquina de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 8, en la que los medios de transporte del
material de formación recortado en tramos (4) están constituidos por
una cadena (10) con púas (12).
10. Máquina de acuerdo con la reivindicación
anterior, en la que los medios de depósito de los tramos (4)
constan de medios prensadores (23) que se combinan con los medios de
corte (6), teniendo entonces los medios de corte un gálibo limitado
por la presencia de los medios de transporte (12) para no interferir
con los medios de transporte con púas.
11. Máquina de acuerdo con la reivindicación 9,
en la que los medios de pre-recorte (21) de la
lámina de formación (1) se prevén en combinación con los medios de
corte (18, 23) para formar pre-recortes del extremo
(22) en la lámina en el paso anterior al paso de corte, actuando
los medios de pre-recorte sobre todo el grosor de
la lámina para obtener un recorte completo de la lámina en el paso
de corte.
12. Máquina de acuerdo con la reivindicación 9,
en la que los medios de depósito de los tramos (4) constan de
medios prensadores (23) separados de los medios de corte,
limitándose entonces el recorrido de los medios de corte (17) a las
necesidades del corte.
13. Máquina de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 12, en la que, cuando el paso de máquina trata
dos hileras (R) de copas (8), se prevé una única bobina de
suministro (3) de la lámina de formación y un único medio de corte
(17), el medio de corte avanza medio paso de máquina (P1/2) después
del recorte del primer tramo de cada paso y la bobina (3) avanza un
paso de plástico (P2) aumentado en medio paso de máquina (P1/2)
durante la parada de la cadena, y después la herramienta de corte
retrocede medio paso de máquina (P1/2) y la bobina retrocede el
espacio (E) entre tramos, durante el avance de la cadena, en tiempo
solapado.
14. Máquina de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 12, en la que, cuando el paso de máquina trata
dos hileras (R) de copas (8), se prevé una única bobina de
suministro (3) de la lámina de formación y un único medio de corte
(17), el medio de corte retrocede medio paso de máquina (P1/2)
después del recorte del primer tramo de cada paso y la bobina (3)
retrocede un espacio (E) entre tramos, durante la parada de la
cadena, y después la herramienta de corte avanza medio paso de
máquina (P1/2) y la bobina avanza un paso de plástico (P2)
aumentado en medio paso de máquina (P1/2), durante el avance de la
cadena, en tiempo solapado.
15. Máquina de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 12, en la que, cuando el paso de máquina trata
n hileras (R) de copas (8), se prevén tantos medios de suministro
(3a, 3b) de láminas de formación (1a, 1b) y medios de corte de
estas láminas (6a, 6b) en tramos (4a, 4b), estando estos medios de
corte desfasados en un valor P1/n.
16. Máquina de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 8, en la que se prevén medios de
pre-soldadura por puntos (27) de los tramos (4') de
material del opérculo sobre los tramos (4) de material de formación
para arrastrar los tramos de material del opérculo hasta el puesto
de soldadura (11) y realizar la fabricación del opérculo de las
copas (8).
17. Máquina de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 8, en la que medios de recorte (29) dividen la
lámina del opérculo en tantas bandas (2a, 2b) como hileras (R) de
copas a tratar simultáneamente y después medios de torsión (T1 a
T4) y de avance lateral (T5, T6) conducen las bandas a correderas
(31, 32) de colocación para que los medios de recorte (17) corten
las bandas en tramos (4') sobre cada tramo (4) de lámina deformable
(1).
18. Máquina de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 8, en la que la banda de material del opérculo
se esteriliza antes o después de cortarla en tramos.
19. Máquina de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 8, en la que la formación se realiza con
calor, a partir de al menos una lámina de termoformación.
20. Máquina de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 8, en la que la formación se realiza en frío
mediante deformación de una lámina de metal.
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