ES2331423T3 - Unidad para empaquetar articulos que contienen un producto de infusion. - Google Patents
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Abstract
Unidad (100) para empaquetar artículos (1) que contienen un producto de infusión, del tipo que comprende al menos una estación operativa de apilado (8) para apilar los artículos (1) de manera de formar al menos una pila (1a, 1b) de artículos (1), un dispositivo (9) para manipular los artículos (1) que guía y controla la pila (1a, 1b) de artículos (1) a medida que es introducida dentro del paquete (11) tipo bolsita; la unidad estando caracterizada por el hecho que el dispositivo de manipulación (9) comprende elementos de guía (10, 17) que comprenden un canal vertical (13) que se compone de un elemento hueco (14) situado en correspondencia de la estación de apilado (8) y que tiene una sección interna que define por lo menos un área (15, 16) para el tránsito de los artículos (1); dicho dispositivo de manipulación (9) definiendo superficies que permiten que el mismo paquete (11) tipo bolsita sea formado alrededor del elemento hueco (14).
Description
Unidad para empaquetar artículos que contienen
un producto de infusión.
La presente invención se refiere a una unidad
para empaquetar artículos que contienen un producto de infusión.
En particular, la presente invención se emplea
ventajosamente para empaquetar grupos apilados de obleas monouso de
papel de filtro que contienen cargas o cantidades dosificadas de un
producto de infusión tal como, té, café de cebada, manzanilla y
similares, preferentemente café molido, en paquetes tipo bolsita a
los cuales esta descripción se referirá expresamente sin por ello
restringir el alcance de la invención.
Normalmente, una máquina automática para
realizar obleas de papel de filtro, que contienen dosis de un
producto de infusión, comprende una línea de producción que tiene
una pluralidad de estaciones operativas situadas en sucesión
recíproca a lo largo de la misma y al final de la cual se divide una
tira continua de obleas, lo que equivale a decir dos bandas
superpuestas de papel de filtro soldadas térmicamente entre sí, las
cuales tienen intercaladas, a intervalos constantes, una pluralidad
de cargas de producto de infusión, en correspondencia de una
estación de corte en obleas individuales monouso separadas del
material de desperdicio.
Después de la estación de corte, la máquina para
preparar obleas tiene una estación final de salida provista de
medios de toma y emplazamiento adecuados para tomar las obleas, de
una en una, y ponerlas sobre transportadores que las transportan
hacia dispositivos de empaquetado los cuales las envuelven en
respectivas sobreenvolturas cerradas térmicamente. En otra
solución, a la cual esta invención se refiere específicamente, la
estación de salida comprende medios de transporte para hacer
avanzar los grupos de obleas, preferentemente apiladas, hacia
unidades de empaquetado donde los grupos de obleas son tomados y
alimentados por complejos dispositivos mecánicos dentro de
conjuntos de formación que los empaquetan en envases tales como, por
ejemplo, paquetes tipo bolsita.
En otros términos, el envasado de grupos de
obleas exige medios transportadores para manipular y mover las
obleas desde la máquina que las produce hasta unidades de embolsado
que, en algunos casos, pueden estar ubicadas a una cierta distancia
de la misma máquina productora.
Un ejemplo de dicha máquina está descrito en el
documento WO 99/37542. Este documento describe una máquina para la
producción de paquetes de infusión apilados en transportadores
movidos hacia un medio de transferencia, donde las pilas de
paquetes son transferidas dentro de cámaras de transferencia que
mueven las pilas hasta que queden arriba de contenedores con la
boca abierta, dentro de los cuales se depositan los paquetes.
Una estructura de este tipo exhibe notables
desventajas debido no sólo a la presencia de los medios
transportadores necesarios para transportar las obleas agrupadas
hasta las unidades de empaquetado, lo cual aumenta enormemente las
dimensiones generales de la máquina preparadora de obleas donde
están instalados, sino también y sobre todo a la complejidad de los
componentes mecánicos estructurales de las mismas unidades de
empaquetado.
Otras dificultades importantes se deben a la
manipulación y emplazamiento de las pilas de obleas puesto que las
obleas se alimentan por gravedad dentro de las bolsitas de manera no
controlada lo cual conduce a su colocación dentro de las bolsitas
dispuestas de modo incorrecto.
El objetivo de la presente invención es el de
proporcionar una máquina empaquetadora de obleas que no presente
las desventajas mencionadas con anterioridad.
Por consiguiente, esta invención proporciona una
unidad de conformidad con la reivindicación 1.
Las características técnicas de la presente
invención, con referencia a los objetivos señalados, están descritas
claramente en las reivindicaciones que están más adelante y sus
ventajas se ponen de manifiesto a partir de la descripción
detallada que sigue, que hace referencia a los dibujos anexos que
ilustran una realización preferida de la presente invención
provista a título puramente ejemplificador sin restringir el alcance
del concepto inventivo, y en los cuales:
- La figura 1 es una vista frontal, parcialmente
en sección transversal y con algunas partes omitidas por motivos de
claridad, de una realización preferida de la unidad para empaquetar
artículos que contienen un producto de infusión integrada en una
máquina que produce los artículos;
- la figura 2 es una vista en planta de la
unidad de la figura 1;
- la figura 3 es una vista lateral esquemática
de la unidad de empaquetado de la figura 1 en diferentes posiciones
operativas;
- la figura 4 es una vista lateral de un detalle
de la unidad ilustrada en la figura 3;
- la figura 5 es una vista amplificada de un
detalle de la unidad de la figura 3;
\newpage
- la figura 6 es un corte transversal a través
de un plano horizontal de una parte de la unidad de empaquetado
según la presente invención;
- la figura 7 es una vista en perspectiva de un
detalle de la figura 6;
- la figura 8 muestra una vista en perspectiva
de un paquete tipo bolsita terminado hecho con la unidad de
empaquetado según la presente invención; y
- las figuras de 9 a 14 exhiben
esquemáticamente, en respectivas vistas en perspectiva, una sucesión
de operaciones realizadas por partes de la unidad de empaquetado
según la presente invención.
Con referencia a los dibujos anexos, en
particular a las figuras 1 y 2, el número 100 denota una unidad de
empaquetado, en su conjunto, según la presente invención que está
instalada en una máquina para preparar artículos, especialmente
obleas (1) de papel de filtro que contienen café molido y que es
adecuada para empaquetar las obleas en grupos dentro de paquetes
tipo bolsita.
La oblea (1), en esta realización no restrictiva
de la invención, es del tipo muy conocido, que comprende dos
segmentos (2 y 3) de material filtrante dispuestos enfrentados y
unidos entre sí con una soldadura alrededor de los bordes después de
haber ubicado, para formar la oblea (1), una carga (4) sobre la
superficie de uno de los segmen-
tos.
tos.
La máquina para preparar obleas, denotada en su
conjunto con el número 5 en las figuras 1 y 2, es del tipo que
comprende una pluralidad de estaciones operativas situadas en
sucesión recíproca a lo largo de una línea de producción (A) que se
extiende en una dirección substancialmente horizontal. Más
exactamente, la máquina (5) comprende: una pluralidad de estaciones
operativas para disponer las obleas (1) en su configuración final,
que se compone de al menos una tira continua (S) obtenida
superponiendo dos bandas de material filtrante con cargas (4) de un
producto de infusión, intercalado y distribuido a intervalos
constantes; una estación operativa (6) donde las dos bandas
superpuestas se sueldan entre sí para formar la tira (S), y donde,
posteriormente, la misma tira (S) se corta al menos en el área que
circunda cada carga (4) para realizar obleas (1) individuales; y
una estación (7) para separar las obleas (1) individuales del
material de desperdicio o recortes (S1) de la misma tira (S).
La estación de separación (7) comprende un
elemento empujador (7a), situado después de la estación denotada
con 6 y adecuado para empujar las obleas (1) individuales
verticalmente debajo del plano de alimentación (50).
La estación de separación (7) también comprende
una unidad (7b) para expulsar los recortes de desperdicio (S1)
hacia una posición después del empujador (7a) con respecto a la
línea de producción (A).
Como se puede ver en las figuras de 1 a 4, la
unidad (100) comprende un estación operativa de apilado (8) para
componer pilas (1a, 1b) con las obleas (1) realizadas por la máquina
(5), y un dispositivo de manipulación (9) para guiar cada pila (1a,
1b) de obleas (1) formada dentro de un contenedor (11) tipo
bolsita.
El dispositivo (9) comprende medios (10, 17)
para guiar las obleas (1) apiladas a lo largo de una sección (Z)
del trayecto de alimentación vertical hacia un extremo (11a) del
paquete (11) ubicado en correspondencia del extremo inferior (9a)
del mismo dispositivo (9).
Como se puede apreciar claramente en las figuras
de 8 a 12, la sección denotada con Z está dispuesta paralela al eje
de apilado (Z1) de las obleas (1) en correspondencia de la estación
denotada con 8.
Durante el uso, dicho dispositivo (9) (figuras 3
y 4), aparte de guiar las pilas (1a, 1b) de obleas (1) en su
descenso del paquete (11) tipo bolsa también define superficies para
formar el mismo paquete.
Como se puede ver en las figuras 1 y 2, la
estación denotada con 8 también incluye medios (12) para transportar
y emplazar las pilas (1a, 1b) de obleas (1) sobre dicho dispositivo
(9).
Preferentemente, los medios de transporte (12)
se componen de un cubo tipo carro (12a) móvil recíprocamente a lo
largo de un trayecto horizontal (T) dispuesto transversal a la
dirección de la línea A (figuras 1 y 2 y figuras de 10 a 12) o,
alternativamente, cintas transportadoras combinadas con guías y
empujadores capaces de transportar la pila o las pilas (1a y 1b) a
empaquetar.
Como se puede observar en las figuras de 1 a 4,
los medios de guía y descenso controlado (10, 17) comprenden un
canal vertical (13) que se compone de un elemento hueco (14) situado
cerca de la estación de apilado (8) (lo que equivale a decir, en
correspondencia del costado o frente de la misma estación (8)), el
canal (13) teniendo una sección interna que define al menos un área
(15, 16) para el tránsito de las obleas (1); y un elemento de
empuje/acompañamiento (17) situado arriba del elemento hueco (14) y
móvil verticalmente a lo largo del canal (13) de modo de guiar y
empujar las obleas (1), que interfieren con el canal (13), dentro
del paquete (11) tipo bolsita.
El elemento empujador (17) se mueve entre una
posición no operativa, donde el elemento (17) está lejos de la
abertura de entrada en correspondencia de la parte superior del
elemento hueco (14) (figuras 1, 2 y 3), y una operativa, posición
de guía y empuje de las obleas donde el elemento (17) se desplaza
por el interior del canal (13) para ubicar las obleas (1) dentro
del paquete (11) tipo bolsita.
En la práctica, el elemento empujador (17) es
apto para acompañar las obleas (1) y empujarlas por todo el
recorrido hasta dentro del paquete (11) tipo bolsita.
Como se puede apreciar mejor en la figura 6,
puesto que substancialmente la forma de cada oblea (1) es la de un
disco, con un diámetro definido (D1), el perfil del corte
transversal del canal (13) del elemento hueco (14) define por lo
menos dos zonas circulares adyacentes (15 y 16), con una forma tipo
binocular para permitir el descenso simultáneo guiado de dos pilas
(1a y 1b) yuxtapuestas de obleas (1).
La figura 6 también muestra que las dos zonas
circulares (15 y 16) de acceso de las pilas (1a y 1b) de obleas (1)
tienen un diámetro (D) que es menor que el diámetro (D1) de las
obleas (1) de modo de controlar las obleas (1) con mayor eficiencia
a medida que se las empuja hacia abajo a lo largo del canal
(13).
Obviamente, para poder controlar correctamente
la bajada, el diámetro (D) de las zonas (15 y 16) es apenas un poco
menor que el diámetro (D1) de las obleas (1), teniendo en cuenta el
anillo externo (1c) de la oblea (1) (que circunda la porción
central definida por la carga de café (4)) formado por las bandas
superpuestas de papel filtrante que son flexibles y, por lo tanto,
fácilmente deformables cuando se empujan las pilas (1a y 1b) dentro
del canal (13) pero creando la justa interferencia (como se puede
ver en la vista de detalles de la figura 5) para impedirle a las
obleas (1) caer de manera incontrolada por el canal (13).
Como se puede apreciar en las figuras 6 y 7, el
elemento hueco (14) está provisto de un conducto longitudinal (18)
para transportar un fluido o gas inerte (por ejemplo, nitrógeno)
ubicado centralmente entre las dos zonas circulares (15 y 16), y
que desemboca en al menos una abertura de fondo (19) a través de la
cual el mismo fluido es alimentado dentro del elemento hueco (14);
de este modo, el fluido inerte es soplado sobre las obleas (1) para
impedir dañar las obleas (1) mientras descienden dentro del paquete
(11) (flechas F19 de la figura 7).
Para una mejor y más uniforme distribución del
fluido, el conducto longitudinal (18) desemboca en al menos dos
aberturas opuestas (19 y 20), una para cada una de las zonas
circulares (15 y 16). El flujo del fluido es dirigido de abajo
hacia arriba en el canal (13).
Por otro lado, cada zona circular (15, 16) tiene
acanaladuras radiales (60) alrededor de su circunferencia que se
extienden por toda la longitud de las zonas circulares (15 y 16)
para permitir la salida del aire en la dirección opuesta a la
dirección descendente de movimiento de las pilas (1a, 1b) hacia el
paquete (11).
El otro componente del dispositivo (9) es dicho
elemento de empuje/acompañamiento (17) que está provisto de una
cabeza chata (17a) apta para entrar en contacto con las obleas (1)
de modo de empujar hacia abajo y guiar las obleas por las zonas
circulares (15 y 16). La cabeza (17a) preferentemente es del tipo
bilobulada para poder empujar simultáneamente dos pilas (1a y 1b)
de obleas (1) (figura 2).
Además, la cabeza (17a) está asociada con una
varilla vertical (21) que se desliza a lo largo de guías (22)
asociadas con una columna vertical (23) situada arriba del elemento
hueco (14).
Preferentemente la varilla (21) es movida por un
motor de velocidad variable (24) (por ejemplo, un motor sin
escobillas) ubicado en correspondencia del extremo superior de la
columna (23) (ver la figura 3) que la desplaza entre dichas
posiciones no operativa y operativa.
En el extremo inferior (9a) del elemento hueco
(14), hay un dispositivo de soldadura y corte (25) adecuado para
cerrar la abertura de entrada (11a) del paquete (11) tipo bolsita y
para formar, al mismo tiempo, la base (11b) del próximo paquete
(11) que se está formando alrededor del elemento hueco (14) (figura
4 y figura 8).
A continuación se brinda una descripción de la
modalidad de funcionamiento de la unidad de empaquetado (100) según
la presente invención.
Una vez realizadas las pilas (1a, 1b) de obleas
(1) en la estación de apilado (8), las mismas pilas (1a y 1b) (que
definen la cantidad final y la disposición de alojamiento dentro del
paquete (11)) son transferidas a lo largo del trayecto (T) hacia el
dispositivo denotado con 9.
Después de lo cual, el par de pilas (1a y 1b)
son empujadas hacia abajo de manera guiada a lo largo del canal
vertical (13) por el elemento (17) (flecha F17C de las figuras 3 y
4) hasta que las mismas pilas (1a y 1b) estén totalmente dentro del
paquete (11) tipo bolsita.
Una vez situadas dentro del paquete (11) las
pilas (1a, 1b), el elemento de empuje/acompañamiento (17) puede
retroceder, moviéndose hacia arriba (flecha F17B de la figura 4) y
es posible soldar el extremo superior (11a) del paquete (11) tipo
bolsita.
\newpage
Una unidad de empaquetado estructurada como se
ha descrito arriba, por lo tanto, logra dichos objetivos gracias a
dos sencillos elementos de emplazamiento y control de la bajada de
las obleas, que permiten un emplazamiento preciso y seguro de las
obleas, todo en una estructura extremadamente compacta.
La solución según la presente invención ofrece
varias ventajas tales como, por ejemplo, una reducción del espacio
necesario para el tránsito entre el área donde se preparan las
obleas y el área donde se empaquetan, permitiendo integrar la
estación de empaquetado dentro de la máquina para preparar obleas,
una reducción general de la cantidad de estaciones y partes
operativas que componen la estación de empaquetado, bajando así el
costo de producción de la máquina en su conjunto, permitiendo
obtener, al mismo tiempo, velocidades operativas más elevadas.
Asimismo, la unidad de empaquetado según la presente invención
permite aumentar significativamente las velocidades de empaquetado
que se pueden lograr porque las pilas de obleas son empujadas hacia
abajo dentro de las bolsitas a una velocidad más elevada que
aquella que se puede lograr sólo mediante la fuerza de gravedad.
Se debe entender que la invención como se acaba
de describir puede ser modificada o adaptada de varias maneras sin
por ello apartarse del alcance del concepto inventivo. Asimismo,
todos los detalles pueden ser reemplazados por elementos
técnicamente equivalentes.
Claims (10)
1. Unidad (100) para empaquetar artículos (1)
que contienen un producto de infusión, del tipo que comprende al
menos una estación operativa de apilado (8) para apilar los
artículos (1) de manera de formar al menos una pila (1a, 1b) de
artículos (1), un dispositivo (9) para manipular los artículos (1)
que guía y controla la pila (1a, 1b) de artículos (1) a medida que
es introducida dentro del paquete (11) tipo bolsita; la unidad
estando caracterizada por el hecho que el dispositivo de
manipulación (9) comprende elementos de guía (10, 17) que
comprenden un canal vertical (13) que se compone de un elemento
hueco (14) situado en correspondencia de la estación de apilado (8)
y que tiene una sección interna que define por lo menos un área (15,
16) para el tránsito de los artículos (1); dicho dispositivo de
manipulación (9) definiendo superficies que permiten que el mismo
paquete (11) tipo bolsita sea formado alrededor del elemento hueco
(14).
2. Unidad según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho que los elementos de guía (10, 17)
del dispositivo de manipulación (9) comprenden un elemento de
empuje/acompañamiento (17) de artículos (1) situado arriba del
elemento hueco (14) y móvil de modo alternado por el canal (13) de
modo de mover los artículos (1) hacia y dentro del paquete
(11).
3. Unidad según la reivindicación 1 o 2,
caracterizada por el hecho que el dispositivo de manipulación
(9) comprende en correspondencia de un extremo inferior del
elemento hueco (14) un dispositivo de soldadura y corte (25) apto
para cerrar una abertura de entrada del paquete tipo bolsita que se
está formando alrededor del elemento hueco (14).
4. Unidad según una cualquiera de las
precedentes reivindicaciones de 1 a 3, caracterizada por el
hecho que la estación de apilado (8) además comprende medios (12)
para transportar y emplazar la pila (1a, 1b) de artículos sobre el
dispositivo de manipulación (9), dichos medios de transporte (12)
siendo definidos por al menos un cubo tipo carro (12a) adecuado
para sostener la pila (1a, 1b) y móvil de modo alternado en una
dirección horizontal.
5. Unidad según una cualquiera de las
precedentes reivindicaciones de 2 a 4, caracterizada por el
hecho que el elemento de empuje/acompañamiento (17) puede moverse
entre una posición en la cual el elemento (17) está lejos del
extremo superior del elemento hueco (14), y una posición operativa,
en la cual el elemento (17) se desliza por el interior del canal
(13) de modo de introducir la pila (1a, 1b) de artículos (1) dentro
del paquete (11) tipo bolsita.
6. Unidad según una cualquiera de las
precedentes reivindicaciones de 2 a 5, caracterizada por el
hecho que el elemento de empuje/acompañamiento (1) está provisto de
una cabeza chata (17a) apta para entrar en contacto con los
artículos (1) de manera de empujar y guiar los artículos (1) en su
descenso por la zona (15, 16); la cabeza (17a) estando asociada con
una varilla vertical (21) que se desliza a lo largo de guías (22)
asociadas con un columna vertical (23) situada arriba del elemento
hueco (14); la varilla (21) siendo movida por un motor de velocidad
variable (24) situado en correspondencia del extremo superior de la
columna (23).
7. Unidad según una cualquiera de las
precedentes reivindicaciones de 2 a 6, caracterizada por el
hecho que la forma de cada artículo (1) es tipo disco; el canal (13)
teniendo dos zonas (15 y 16), cada una con un perfil en sección
transversal de forma circular, de modo de permitir el descenso
simultáneo guiado de dos pilas (1a y 1b) yuxtapuestas de artículos
(1).
8. Unidad según las reivindicaciones 2 y 7,
caracterizada por el hecho que el elemento hueco (14) está
provisto de un conducto longitudinal (18) para transportar un
fluido, el conducto (18) estando ubicado centralmente entre las dos
zonas circulares (15 y 16) del elemento hueco (14) y que desemboca
dentro de al menos una abertura de fondo (19) a través de la cual
el mismo fluido es alimentado dentro del canal (13) y es soplado
sobre las obleas (1).
9. Unidad según la reivindicación 8,
caracterizada por el hecho que el fluido es un gas inerte,
preferiblemente nitrógeno.
10. Unidad según la reivindicación 8 o 9,
caracterizada por el hecho que las zonas circulares (15 y 16)
del elemento hueco (14) tienen acanaladuras radiales (60) que se
extienden longitudinalmente por toda la longitud de las mismas zonas
circulares (15 y 16).
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