ES2338188T3 - Aparato y procedimiento de embalaje. - Google Patents
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Abstract
Aparato (20) para embalar un artículo, que comprende: un sistema de alimentación e impulsión de banda continua para alimentar y hacer avanzar dos partes de banda continua (22, 24) de un material de embalaje flexible de tal manera que las partes de banda continua (22, 24) son generalmente paralelas y opuestas entre sí en una estación receptora de artículos en la cual un artículo que se va a embalar se dispone entre las partes de banda continua opuestas; y un par de dispositivos de sellado laterales (102, 102'') dispuestos respectivamente en lugares estrechamente adyacentes pero separados de los lados opuestos del artículo que se está embalando y espaciados hacia el interior de los bordes longitudinales de las partes de banda continua, siendo los dispositivos de sellado laterales accionables para sellar las partes de banda continua juntas en dichos lugares para formar unos sellados laterales que impiden al artículo desplazarse transversalmente hacia uno u otro borde longitudinal de las partes de banda continua, caracterizado porque los dispositivos de sellado laterales (102, 102'') son ajustables en su posición en la dirección transversal de las partes de banda continua (22, 24) para admitir artículos de diferentes anchuras.
Description
Aparato y procedimiento de embalaje.
La presente invención se refiere a máquinas y
procedimientos para embalar artículos utilizando materiales en
láminas flexibles o semiflexibles en forma de banda continua,
estando dispuesto un objeto entre dos partes de material en láminas
y estando selladas dichas dos partes juntas alrededor de la
periferia del objeto para formar un embalaje que, a continuación,
se separa del resto del material de banda continua.
El embalaje flexible ha sido utilizado durante
mucho tiempo para embalar productos, tales como libros, discos
compactos, cintas de casete y una multitud de otras clases de
artículos para proporcionar protección cuando se expiden o envían
por correo y en algunos casos, para sellar herméticamente los
objetos con respecto al entorno exterior. Se han desarrollado
máquinas para manipular bandas continuas con el objetivo de
automatizar el proceso de embalar objetos en materiales de embalaje
flexibles. Las máquinas de doble banda continua aportan un par de
bandas continuas generalmente en paralelo con una relación entre sí
y que alimentan un producto, o un grupo de productos, entre las
bandas continuas. A continuación, se realizan los sellados
longitudinales o laterales para el cierre hermético de las bandas
continuas juntas a lo largo de sus bordes laterales y se obtienen
similarmente sellados transversales o cruzados antes y después de
los productos embalados, formando, de este modo, un embalaje que
contiene los productos. El embalaje se separa del resto de las
bandas continuas para completar el proceso. Las máquinas de doble
banda continua funcionan de forma similar, exceptuado que una banda
continua única se suministra a la máquina como un pliegue en C o una
banda continua plana se manipula y pliega en una configuración de
pliegue en C, siendo los objetos que se van a embalar insertados
entre las dos partes opuestas de la banda continua plegada en C y
se forma un sellado longitudinal y dos sellados transversales.
Las máquinas de banda continua única suelen
incluir un dispositivo de sellado longitudinal, tal como un par de
cilindros o elementos similares que forman una línea de contacto
entre ellos a través de cuya abertura los bordes longitudinales
suprayacentes de las partes opuestas de la banda continua pasan para
efectuar un sellado longitudinal en un solo lado del embalaje. Las
máquinas de banda continua doble comprenden un dispositivo de
sellado longitudinal similar a través del cual pasan los extremos
opuestos longitudinales de las partes de banda continua para
efectuar un sellado longitudinal opuesto. Los dispositivos de
sellado longitudinal pueden aplicar presión solamente donde se
emplean materiales de sellado en frío o pueden aplicar presión y
calor en el caso de materiales de sellado en caliente. Los
dispositivos de sellado longitudinal están separados en una
distancia que está en correspondencia con la anchura del material de
banda continua. En condiciones normales, esta distancia es fija, de
modo que la máquina es capaz de manipular solamente una anchura de
material.
Suele existir un espacio abierto entre los dos
dispositivos de sellado longitudinal y el objeto que se va a
embalar pasa a través de este espacio. Un problema con dichas
máquinas es que si el objeto que se va a embalar es
considerablemente más estrecho que el espacio entre los dispositivos
de cierre longitudinal, el objeto puede ser capaz de desplazarse
alrededor, dentro del embalaje resultante. Esto es indeseable en
numerosos casos; por ejemplo, el objeto puede ser capaz de
desplazarse a una posición próxima a una esquina del embalaje y de
este modo, ser más susceptible de sufrir daños si el embalaje se cae
sobre la esquina. Por ello, dichas máquinas tienen inconvenientes
cuando se trata de embalar una diversidad de objetos de diferentes
tamaños y/o diferentes formas.
Con las máquinas convencionales, otro problema
que suele surgir es que el objeto embalado no está centrado entre
las dos partes de banda continua en la dirección del espesor del
objeto, es decir, en una dirección normal a las superficies de las
partes de banda continua. Si el objeto se desplaza en la dirección
de espesor hacia una sola parte de banda continua, el resultado
frecuente es que los bordes longitudinales suprayacentes de las
partes de banda continua no están adecuadamente alineados entre sí;
el borde (o ambos bordes en el caso de una máquina de doble banda
continua) de la parte de banda continua hacia la cual se desplaza el
objeto tiende a experimentar una tracción transversal hacia la
línea de centros longitudinal de la parte de banda continua, porque
esta última debe curvarse hacia fuera, en una mayor magnitud que la
otra parte de banda continua. Esto da lugar a que tengan una
apariencia antiestética los bordes del embalaje.
Otro problema que se presenta con numerosos
tipos de máquinas de embalajes flexibles de la clase antes indicada
es que los materiales de banda continua tienden a formar arrugas
como resultado de estar forzados a curvarse y plegarse por el
contorno del objeto que se está embalando. En algunos casos, no se
realiza ningún intento para eliminar la formación de arrugas y el
resultado es que los embalajes que se obtienen presentan un aspecto
antiestético. El problema tiende a empeorar cuando aumenta la altura
o el espesor del objeto embalado, puesto que el material de banda
continua es forzado a curvarse y plegarse en una mayor magnitud.
Además, diferentes tipos de materiales de banda continua se
comportan de forma distinta con respecto a la formación de arrugas.
Por lo tanto, las máquinas convencionales no son idóneas para
embalar una diversidad de objetos de distintos espesores, tamaños y
formas, puesto que una máquina que esté configurada para reducir al
mínimo la formación de arrugas para la configuración de un objeto
y/o un tipo de material de banda continua es posible que no
funcione adecuadamente para una configuración de objeto diferente
y/o material de banda continua distinto.
Algunas máquinas están diseñadas para ser
regulables para distintas anchuras de la banda continua, en un
intento para resolver algunos de los problemas anteriormente
expuestos. Por ejemplo, los dos dispositivos de sellado
longitudinal espaciados, en algunas máquinas, son ajustables en su
posición, de modo que se pueden desplazar más próximos entre sí
cuando se desplaza un material de banda continua más estrecha para
objetos más pequeños o se separan más cuando se desplaza un
material de banda continua más ancha para objetos más grandes. Este
procedimiento, sin embargo, no es admisible porque complica el
diseño de la máquina y se pierde el tiempo empleado en cambiar la
configuración de la máquina que se podría emplear mejor para
producir embalajes. Además, si la gama y número de configuraciones
de objetos son importantes, podría ser necesario conmutar entre
varias anchuras distintas del mismo material de banda continua, lo
que sería incómodo, en particular si las configuraciones de los
objetos se cambiaran con frecuencia.
Teniendo en cuenta las anteriores
consideraciones, se necesita una máquina y un procedimiento de
embalaje más versátiles, capaces de manipular diversas
configuraciones de objetos con una menor necesidad de ajustes del
equipo. También se necesita una máquina para embalar y un
procedimiento para obtener embalajes con formación de arrugas
reducida de los materiales de embalajes flexibles, aún cuando se
realice un cambio en la configuración del objeto y/o tipo de
material de embalaje. Además, existe una necesidad de una máquina
para embalar y de un procedimiento para obtener embalajes que
reduzcan el desplazamiento alrededor del objeto embalado y que
proporcionen una mejor protección de las esquinas; en condiciones
ideales, la máquina y el procedimiento se centrarían
sustancialmente en el objeto embalado en la dirección del espesor,
de tal modo que los bordes longitudinales suprayacentes de partes
de banda continua queden alineados entre sí.
El documento
US-A-2.309.621 da a conocer un
dispositivo de embalaje individual para artículos con forma plana,
en el que una banda continua alargada está plegada a lo largo de su
línea central longitudinal y está sellada a lo largo de tres bordes
alrededor de cada artículo.
El documento
US-A-2.525.651 y el documento
US-A-4.684.025 dan a conocer un
aparato para embalar un artículo, que comprende un sistema de
alimentación e impulsión de banda continua para alimentar y hacer
avanzar dos partes de bandas continuas de un material de embalaje
flexible de tal manera que las partes de banda continua son
generalmente paralelas y opuestas entre sí en una estación receptora
de artículos en la cual un artículo que se va a embalar se dispone
entre las partes de banda continua opuestas, estando previstos
dichos dispositivos de sellado para sellar las bandas continuas
alrededor del artículo antes de que se corten en embalajes
individuales. El aparato de la presente invención es del tipo
general anterior. En el documento
US-A-2.525.651 que da a conocer un
aparato según el preámbulo de la reivindicación 1, el dispositivo de
sellado lateral comprende un rodillo con rebordes que forma un
dibujo de cuadrados o rectángulos en su superficie para aplicar un
disolvente a la superficie de la banda continua alrededor de los
artículos para sellar los bordes de los embalajes.
El aparato de la presente invención según la
reivindicación 1 presenta un par de dispositivos de sellado
laterales respectivamente dispuestos en lugares estrechamente
adyacentes pero separados de los lados opuestos del artículo que se
está embalando y espaciados hacia el interior de los bordes
longitudinales de las partes de banda continua, siendo los
dispositivos de sellado laterales accionables para sellar las partes
de banda continua juntas en dichos lugares para formar sellados
laterales que impiden al artículo desplazarse transversalmente hacia
uno u otro borde longitudinal de las partes de banda continua. Los
dispositivos de sellado laterales se pueden ajustar en posición en
la dirección transversal de las partes de banda continua para
acomodar artículos de diferentes anchuras.
En una forma de realización, el aparato incluye
un par de cilindros que forman una línea de contacto a través de la
cual dos partes de banda continua opuestas pasan con el artículo
dispuesto entre las partes de banda continua. Por lo menos uno de
los cilindros presenta una parte de cilindro elásticamente
deformable que se corresponde con el artículo que pasa a través de
la línea de contacto. El artículo deforma la(s)
parte(s) de cilindro elásticamente deformables a medida que
el artículo pasa a través de la línea de contacto, y la fuerza
antagonista de la(s) parte(s) de cilindro
elásticamente deformables hace que las partes de banda continua se
presionen contra el artículo para su conformación próxima al
contorno del artículo. Las superficies enfrentadas de las partes de
banda continua presentan material de sellado para sellar juntas las
partes de banda continua; se pueden utilizar varios tipos de
materiales de sellado, siendo un material cohesivo una elección
ventajosa debido a su naturaleza propensa a adherirse solamente a
sí mismo y su capacidad para adherirse una a temperatura no
elevada. Las partes de banda continua son selladas juntas alrededor
de la periferia del artículo, con la ayuda de la acción prensadora
de la(s) parte(s) de los cilindros deformables. Las
partes de cilindros elásticamente deformables actúan, de este modo,
para hacer las partes de banda continua tan planas y lisas como lo
permita el contorno del artículo embalado, lo que ayuda a reducir
la formación de arrugas de las partes de banda continua. Las partes
de cilindros elásticamente deformables pueden comprender una espuma,
tal como espuma de poliuretano. En una forma de realización, una
cubierta de espuma rodea un núcleo sustancialmente rígido o eje del
cilindro. La cubierta de espuma puede ser una pluralidad de
segmentos cilíndricos separados dispuestos, extremo a extremo, de
modo que los segmentos sean independientemente deformables o puede
ser una cubierta de espuma continua única. Para centrar
sustancialmente el objeto embalado en la dirección del espesor,
ambos cilindros pueden tener la parte de cilindro elásticamente
deformable.
En un aparato particularmente apto para su
utilización con materiales de bandas continuas más rígidos tales
como cartón o similar, las partes extremas opuestas de los cilindros
son relativamente rígidas. De este modo, el cilindro presenta una
parte central que es relativamente deformable y unas partes extremas
opuestas que son rígidas o relativamente no deformables. Dos de
dichos cilindros están en un acoplamiento del tipo pinzamiento. Las
partes extremas relativamente rígidas forman líneas de contacto
"duras", a través de los cuales pasan los bordes
longitudinales opuestos de las partes de banda continua, de modo que
los sellados de bordes longitudinales se realizan en líneas de
contacto duras. En una forma de realización alternativa
particularmente adecuada para materiales de banda continua menos
rígidos tales como películas de polímeros o similar, uno o ambos
cilindros pueden deformarse de manera elástica por toda la
longitud, es decir, no hay líneas de contacto duras para formar
sellados de bordes longitudinales.
El aparato puede comprender dispositivos de
sellado laterales para realizar sellados cruzados transversales por
delante y por detrás del artículo. Los dispositivos de sellados
laterales pueden ser accionables para desplazarse transversalmente
desde los bordes longitudinales opuestos de las partes de banda
continua hacia el artículo que se va a embalar hasta que los
dispositivos de sellado laterales estén en lugares muy próximos,
pero espaciados desde los lados opuestos del artículo. A
continuación, los dispositivos de sellado laterales producen un
sellado de las partes de banda continua juntas de modo que se impida
al artículo desplazarse transversalmente hacia uno u otro borde
longitudinal de las partes de banda continua. Esto mejora la
protección de los bordes o de las esquinas proporcionada por el
embalaje.
Los dispositivos de sellado laterales, en una
forma de realización, comprenden pares de bolas formando líneas de
contacto entre sí. Un par de bolas está montado sobre un soporte en
un borde longitudinal de las partes de banda continua, de modo que
estas últimas pasen a través de la línea de contacto entre las dos
bolas; el otro par de bolas está similarmente dispuesto en el otro
borde longitudinal de las partes de banda continua. Los soportes
son impulsados hacia el interior y hacia fuera en la dirección
transversal mediante un mecanismo de desplazamiento transversal.
Este mecanismo está controlado para impulsar los dispositivos de
sellado laterales hacia el artículo embalado a medida que avanzan
las partes de banda continua presionando y sellando, de este modo,
las partes de banda continua juntas. El avance hacia el interior de
los dispositivos de sellado laterales se interrumpe cuando están
muy próximos, pero separados, de los bordes laterales del artículo.
En una forma de realización de la invención, la proximidad de los
dispositivos de sellado laterales al artículo se determina sobre la
base del nivel de corriente suministrada a un motor impulsor
eléctrico del mecanismo de desplazamiento transversal. La corriente
necesaria para impulsar el motor aumenta cuando los dispositivos de
sellado laterales se aproximan al artículo y el avance de los
dispositivos se detiene cuando la corriente supera un nivel de
umbral. Como alternativa o de forma adicional, el avance se puede
interrumpir sobre la base de una posición
transversal detectada de los dispositivos de sellado laterales en relación con una anchura predeterminada del artículo.
transversal detectada de los dispositivos de sellado laterales en relación con una anchura predeterminada del artículo.
Los dispositivos de sellado laterales son
retraídos, de nuevo, hacia los bordes laterales longitudinales de
las partes de banda continua a medida que continúa el avance de las
partes de banda continua con el artículo entre ellas. En
consecuencia, se forma un sellado lateral en forma de arco o de
"reloj de arena" a cada lado del artículo, con la parte del
sellado hacia el interior próxima al artículo. De este modo, se
impide que el artículo se desplace transversalmente dentro del
embalaje en una magnitud importante.
Como alternativa, los dispositivos de sellado
laterales se pueden establecer en posiciones fijas a través de toda
la operación del embalaje, de modo que se obtengan sellados
laterales lineales, pudiéndose ajustar las posiciones fijas de los
dispositivos de sellado laterales sobre la base de la anchura del
objeto embalado. Por ejemplo, un operador puede introducir la
anchura del objeto en una memoria asociada en un controlador para
la máquina y los dispositivos de sellado laterales se pueden
desplazar automáticamente mediante mecanismos motrices adecuados a
las posiciones apropiadas sobre la base de la anchura introducida;
como alternativa, la máquina puede incluir un detector para
detectar la anchura del objeto y los dispositivos de sellado
laterales se pueden situar sobre la base de la anchura detectada.
Además, es posible ajustar manualmente las posiciones de los
dispositivos de sellado laterales sobre la base de una anchura
de
objeto conocida, aunque esta forma de realización es menos preferida debido a la exigencia de la intervención humana.
objeto conocida, aunque esta forma de realización es menos preferida debido a la exigencia de la intervención humana.
Otro aspecto de la invención se refiere a
ajustar automáticamente la longitud del material de embalaje, que
se extiende más allá del borde de ataque o flujo debajo del embalaje
y más allá del borde de salida o corriente arriba del embalaje,
como una función de la altura del artículo embalado. En general, a
medida que aumenta la altura del artículo, es deseable aumentar la
longitud de las partes de los bordes de ataque y de salida del
embalaje, en la presente referida como la longitud de aleta; por el
contrario, para artículos de menor altura, se puede acortar la
longitud de aleta. De acuerdo con un aspecto de la invención, el
aparato de embalaje presenta un detector de altura para medir la
altura de los artículos que se van a embalar. El aparato comprende
un sistema de alimentación e impulsión de banda continua para hacer
avanzar las partes de banda continua y un dispositivo de corte para
separar las partes de banda continua para formar embalajes
discretos. Un controlador coordina la operación del dispositivo de
corte y el avance de las partes de banda continua de modo que la
línea de corte, a lo largo de la cual se separan las partes de banda
continua, esté separada de un borde adyacente del artículo en una
distancia separadora que es proporcional a la altura medida del
artículo.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, el
aparato presenta un dispositivo de corte para separar un embalaje
completado desde las partes de banda continua y un sistema de
seguridad provisto de un detector para detectar la presencia de
cualquier objeto extraño en la trayectoria del dispositivo de corte.
El sistema de seguridad es accionable para inhibir el dispositivo
de corte respecto al detector en su función de detección de
cualquier objeto. El detector mide preferentemente el espesor total
de las partes de banda continua junto con cualquier objeto extraño,
si lo hubiere, que esté presente junto al lugar donde el dispositivo
de corte ha de separar las partes de banda continua. Si el espesor
medido supera el espesor predeterminado de las partes de banda
continua en más de una magnitud predeterminada, esto es indicativo
de la presencia de un objeto extraño y el dispositivo de seguridad
inhibe el funcionamiento del dispositivo de corte. Como alternativa,
el detector puede ser un conmutador discreto, tal como un
interruptor de proximidad o un interruptor de láminas asociado con
un elemento que se desplaza contra las partes de banda continua, en
un lugar adyacente al dispositivo de corte; el conmutador discreto
habilita el dispositivo de corte solamente cuando el elemento
alcance una posición que indique que no está presente ningún objeto
extraño que pueda bloquear su movimiento.
El dispositivo de corte puede presentar un
elemento de corte (p.ej., una cuchilla, varilla de cizallamiento,
hoja de corte o elemento similar) que se extiende a través de la
anchura de las partes de banda continua y se hace avanzar para
separar dichas partes de banda continua. Un conjunto de guarda
protectora protege el elemento de corte para impedir el acceso a
dicho elemento de corte cuando está en su posición retraída.
El aparato puede presentar un sistema de montaje
de cambio rápido para el montaje de los cilindros alimentadores de
material de banda continua. El sistema de montaje de cambio rápido
presenta un eje de núcleo configurado para insertarse y acoplarse
con un núcleo de un cilindro alimentador, de modo que el cilindro
alimentador quede restringido para girar con el eje del núcleo. Un
extremo del eje del núcleo presenta una rueda de freno montada para
rotación con el eje. El sistema presenta un receptáculo para recibir
y soportar, de forma giratoria, la rueda de freno y dispone de una
zapata de freno que se solicita contra la rueda de freno por una
abrazadera de tal modo que resiste la rotación del cilindro
alimentador y de este modo, controla la tensión de extracción de la
banda continua. Dicha abrazadera está provista de un cerrojo de
liberación rápida. La abrazadera es regulable para ajustar la
fuerza de fijación y por lo tanto, la tensión de extracción y el
cerrojo se puede abrir y cerrar sin necesidad de cambiar el ajuste.
De este modo, se puede instalar un nuevo cilindro alimentador sin
tener que reajustar la tensión de extracción.
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Una vez descrita la invención en términos
generales, se hará ahora referencia a los dibujos adjuntos, que no
están necesariamente dibujados a escala y en los que:
La Figura 1 es una vista en perspectiva de una
forma de realización para un aparato de embalaje;
la Figura 2 ilustra un objeto en una estación
alimentadora del aparato que se alimenta en una línea de contacto
entre los cilindros opuestos junto con un par de bandas continuas de
material de embalaje;
la Figura 3 ilustra el extremo de salida del
aparato y un embalaje acabado que es objeto de descarga a través de
ella;
la Figura 4 ilustra un embalaje completado caído
sobre una esquina;
la Figura 5 ilustra una disposición de montaje
para un cilindro alimentador de material de embalaje, que representa
un dispositivo de fijación de freno en una posición abierta;
la Figura 6 representa el dispositivo de
fijación de freno en una posición cerrada;
la Figura 7 es una vista en sección transversal
tomada a lo largo de la línea 7-7 de la Figura 3 a
través de los cilindros opuestos del aparato;
la Figura 8 es una vista similar a la fig. 7,
que muestra una disposición alternativa de cilindros opuestos;
la Figura 9 es una vista en perspectiva de una
disposición para obtener sellados laterales según la invención;
la Figura 10 ilustra la disposición de sellado
lateral que forma sellados laterales en el material de embalaje
cuando sale de la línea de contacto de los cilindros opuestos;
la Figura 11 es una vista en sección transversal
a lo largo de la línea 11-11 en la Figura 10;
la Figura 12 es una vista desde arriba de un
embalaje que representa una configuración de sellados laterales que
se pueden realizar según la invención;
la Figura 13 es una vista similar a la Figura 12
que ilustra una configuración alternativa de sellados laterales;
la Figura 14 es una vista en perspectiva de un
dispositivo de corte del aparato;
la Figura 15 es una vista en sección transversal
a través del dispositivo de corte a lo largo de la línea
15-15 de la Figura 14, que ilustra el dispositivo de
corte en una posición abierta;
la Figura 16 es una vista similar a la Figura 15
que ilustra el dispositivo de corte en una posición cerrada para
separar un embalaje del resto de las bandas continuas de material de
embalaje;
la Figura 17 ilustra una vista en perspectiva de
un embalaje realizado según la invención, parcialmente abierto;
la Figura 18 muestra una forma de realización
alternativa de un dispositivo de corte; y
la Figura 19 es una vista en sección transversal
del dispositivo de corte alternativo.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención se describirá a
continuación con más detalle haciendo referencia a los dibujos
adjuntos en los que algunas pero no todas las formas de realización
de la invención se ilustran. En realidad, estas invenciones pueden
materializarse en numerosas formas de realización distintas y no
deben interpretarse como limitativas de las formas de realización
aquí descritas sino más bien en el sentido de que estas formas de
realización se dan a conocer para que esta invención cumpla los
requisitos legales aplicables. Los números similares se refieren a
elementos similares a través de toda ella. En esta memoria
descriptiva, cuando hay dos de los mismos números de referencia,
uno de los cuales tiene una designación con apóstrofo, el número de
referencia sin apóstrofo se refiere a un componente del lado
izquierdo de la línea de centros longitudinal del aparato y el
número de referencia con apóstrofo se refiere a un componente
correspondiente en el lado derecho de la línea de centros
longitudinal, según se ve en la dirección corriente
abajo.
abajo.
Un aparato de embalaje 20 de acuerdo con una
forma de realización de la invención se ilustra en la Figura 1. El
aparato 20 es del tipo de banda continua doble para hacer avanzar
una primera banda continua 22 y una segunda banda continua 24 en
relación opuesta generalmente paralela con un objeto dispuesto entre
las bandas continuas y para sellar las bandas continuas juntas para
capturar el objeto entre ellas. Este aparato presenta un bastidor
formado por una pluralidad de columnas de soporte verticales
espaciadas 26, 28, 30, 32 en un lado de un eje longitudinal del
aparato y una pluralidad correspondiente de columnas de soporte
vertical espaciadas 26', 28', 30', 32' en el lado opuesto del eje
longitudinal. Un elemento cruzado horizontal 26'' está rígidamente
unido entre los extremos superiores de las columnas verticales 26,
26' en el extremo hacia arriba del aparato y un elemento cruzado
horizontal 30'' está conectado de forma rígida entre los extremos
superiores de las columnas verticales 30, 30' cerca del extremo de
una parte de alimentación del producto del aparato. Los elementos
longitudinales 34 están rígidamente unidos entre las columnas de
soporte 26 y 28 y los elementos longitudinales similares 34' están
rígidamente unidos entre las columnas 26' y 28'. Un elemento
longitudinal 36 está rígidamente unido entre los extremos
superiores y las columnas 26 y 30 y un elemento longitudinal 36'
está rígidamente unido entre los extremos superiores de las
columnas 26' y 30'. Un elemento de soporte de mesa alimentadora 38
está rígidamente unido entre las columnas 28 y 30 y un elemento de
soporte de mesa alimentadora similar (no representado) está unido
entre las columnas 28' y 30'. Un elemento longitudinal 40 está
rígidamente unido entre las columnas 30 y 32 en un extremo de
alimentación del aparato y un elemento longitudinal similar (no
representado) está unido entre las columnas 30' y 32'.
Las columnas corriente arriba 26 y 26' soportan
cilindros alimentadores de las bandas continuas 22, 24 según se
describe con más detalle a continuación. La banda continua 22 se
extrae desde su cilindro alimentador y se hace avanzar sobre una
guía 42 soportada entre las columnas 26, 26', luego sobre una guía
44 soportada entre columnas 30, 30' y a continuación, se inserta en
la línea de contacto formada entre un par de cilindros opuestos 50,
52. La banda continua 24 se extrae desde su cilindro alimentador y
se hace avanzar bajo una guía 46 soportada entre columnas 28, 28',
luego bajo una guía soportada entre las columnas 30, 30' y a
continuación, se inserta en la línea de contacto entre cilindros
opuestos 50, 52. Los cilindros 50, 52 presionan las bandas
continuas 22, 24 entre sí, de modo que las bandas continuas se
puedan sellar juntas mediante material de sellado soportado sobre
las superficies enfrentadas de las bandas continuas. Los objetos que
se van a embalar se alimentan en la línea de contacto entre las
bandas continuas 22, 24 por un aparato alimentador 54 soportado en
la parte superior de los elementos de soporte de mesa alimentadora
38.
La Figura 2 representa un objeto O que se
alimenta en la línea de contacto entre los cilindros 50, 52 por el
aparato alimentador 54. Al aparato alimentador puede ser de varias
clases: el aparato ilustrado presenta una correa sinfín 56
impulsada por un dispositivo impulsor adecuado (no representado).
Una pluralidad de empujadores 58 están unidos a la correa a
intervalos regularmente espaciados. Los empujadores 58 sobresalen a
través de una ranura en una mesa de soporte 60 sobre la cual se
colocan los objetos 0 que se van a embalar, con un objeto entre
cada juego de empujadores adyacentes. De este modo, los empujadores
58 empujan los objetos hacia la línea de contacto y los objetos son
alimentados, uno a uno en dicha línea de contacto. El movimiento de
la correa alimentadora 56 puede ser continuo o intermitente y se
puede sincronizar con la operación de los demás elementos del
aparato 20 según se entenderá por los expertos en esta materia. Para
los fines explicados a continuación, un detector de altura 62
situado en la estación alimentadora, inmediatamente corriente arriba
de la línea de contacto, detecta la altura del objeto O que se
alimenta en la línea de contacto.
Haciendo referencia a las Figuras
1-3 y 7, los cilindros opuestos 50, 52 están
montados, de forma giratoria, entre un par de soportes 64, 64'
fijados en el bastidor inmediatamente flujo debajo de las columnas
30, 30'. Según se ilustra en la Figura 7, el cilindro 50 comprende
un eje de centros 68 que presenta cojinetes 70 montados en sus
extremos opuestos, siendo los cojinetes 70 recibidos, de forma
extraíble, en bloques de soporte 72 que definen receptáculos o
ranuras generalmente en forma de U para recibir los cojinetes.
Unidos al eje 68 existe un par de cilindros motrices anulares
generalmente rígidos 74, 74' espaciados en lados opuestos del punto
medio longitudinal del eje; el eje 68 pasa a través de un orificio
central de cada cilindro motriz 74, 74' y está enchavetado, o de
cualquier otro modo fijado, al cilindro motriz, de modo que los
cilindros motrices son obligados a girar con el eje. Los cilindros
motrices 74, 74' están separados entre sí por una distancia
ligeramente menor que la anchura de los embalajes que se están
realizando. Los cilindros motrices 74, 74' pueden ser de diversos
materiales; en una forma de realización, son de aluminio y están
revestidos de poliuretano, de modo que agarran friccionalmente las
bandas continuas 22, 24. Entre los cilindros motrices 74, 74', está
fijada una parte de cilindro elásticamente deformable 76. La parte
de cilindro elásticamente deformable 76 es de forma anular y el eje
se extiende a través del orificio central de la parte del cilindro y
se fija a dicha parte de forma adecuada de modo que la parte del
cilindro 76 sea forzada a girar con el eje. La parte de cilindro
elásticamente deformable 76 puede estar formada por una espuma de
polímero tal como espuma de poliuretano u otro material de espuma
adecuado. El cilindro 50 presenta, además, un engranaje 78 montado
de forma coaxial en el eje 68.
El cilindro 52 es de construcción esencialmente
idéntica a la del cilindro 50, presentando un eje de centros 68,
cojinetes 70, cilindros motrices 74, 74', parte de cilindro
elásticamente deformable 76 y engranajes 78. Los engranajes 78 de
los dos cilindros 50, 52 están acoplados entre sí. El engranaje 78
del cilindro inferior 52 está acoplado también por un engranaje
motriz 80 montado en un eje 82 que está articulado, de forma
giratoria, en los soportes 64, 66. además, una rueda dentada 84
está montada en el eje 82 y es impulsada por una correa motriz 86
que, a su vez, es impulsada por un motor impulsor 88. De este modo,
la operación del motor impulsor 88 impulsa la correa 86 y la rueda
dentada 84, que hace girar el eje 82 y el engranaje motriz 80, que
hace girar los cilindros 50, 52 a través del acoplamiento de sus
engranajes 78.
Según puede observarse, los cilindros motrices
74, 74' están separados ligeramente menos que la anchura de las
bandas continuas 22, 24, de modo que las partes de bordes de las
bandas continuas son comprimidas y agarradas por fricción entre los
pares opuestos de los cilindros motrices según puede observarse en
la Figura 7. La rotación de los cilindros 50, 52 ejerce, de este
modo, tracción sobre las bandas continuas 22, 24 a través del
aparato. Los cilindros motrices 74, 74' forman, además, líneas de
contacto "duras" que presionan firmemente las zonas de bordes
de las bandas continuas juntas para formar sellados longitudinales a
lo largo de los bordes de las bandas continuas. Dependiendo de las
características de los materiales de banda continua, puede
prescindirse de los cilindros motrices 74, 74', tal como se muestra
en la forma de realización alternativa de los cilindros 50a, 52a
representados en la figura 8. Algunos de los materiales de banda
continua pueden ser de tal manera que las partes de cilindros
deformables 76 solas proporcionen suficiente fricción para arrastrar
las bandas continuas a través del aparato sin necesidad de
cilindros motrices 74, 74' y/o es posible que no haya necesidad de
utilizar sellados de bordes longitudinales. Más en particular, con
materiales de banda continua más rígidos tales como cartón o
similar, es ventajoso para formar sellados de bordes longitudinales,
y en esta situación el aparato incluye unos cilindros motrices 74,
74'; sin embargo, con materiales de menor rigidez tales como
películas de polímero o similar, puede prescindirse de sellados de
bordes longitudinales, y por tanto, los cilindros motrices pueden
omitirse y toda la longitud de los cilindros 50, 52 puede estar
formada mediante unas partes de cilindros elásticamente deformables
tal como se muestra en la figura 8. Asimismo, un experto en la
materia reconocerá que una disposición de accionamiento separada
para hacer avanzar las bandas continuas puede estar prevista de tal
modo que los cilindros 50, 52 no sirvan para hacer avanzar las
bandas continuas, en cuyo caso los cilindros motrices 74, 74' en
los ejes 68 podrían omitirse y los cilindros 50, 52 podrían ser de
rueda libre en lugar de accionados de manera giratoria.
Las funciones primarias de los cilindros 50, 52
son: (1) presionar las bandas continuas 22, 24 sobre el área
completa del objeto que se va a embalar así como en zonas
periféricas que rodean el perímetro del objeto, de modo que las
bandas continuas se conformen estrechamente con los contornos del
objeto y las bandas continuas estén relativamente libres de arrugas
y de modo que las bandas continuas se adhieran juntas en las zonas
periféricas y (2) centrar sustancialmente el objeto embalado O
entre las bandas continuas en la dirección del espesor, de modo que
las dos bandas continuas sean forzadas por el espesor del objeto
para curvarse hacia fuera en aproximadamente la misma magnitud,
dando lugar, de este modo, a que los bordes longitudinales
superpuestos encima de las bandas continuas estén sustancialmente
alineados entre sí. Las bandas continuas son adheridas o selladas
juntas mediante un material de sellado transportado por las
superficies enfrentadas de las bandas continuas.
Ventajosamente, el material de sellado comprende
un elemento cohesivo, que se adhiere fácilmente a sí mismo mediante
aplicación de presión, pero que tiende a no adherirse a otras
superficies. De este modo, las bandas continuas no se pegan al
objeto que se va a embalar ni a los componentes del aparato 20 con
los cuales las bandas continuas entran en contacto cuando pasan a
través del aparato. El material de sellado se puede aplicar a una
banda continua prefabricada por cualquiera de diversas técnicas o
bien, el material de sellado se puede coextruir con la banda
continua durante la fabricación de esta última.
La magnitud de la fuerza de compresión que las
partes de cilindros deformables 76 ejercen sobre las bandas
continuas depende de varios factores, incluyendo la compresibilidad
relativa de las partes de cilindros y el espesor total de las
bandas continuas y del objeto que atraviesan. La compresibilidad de
las partes de cilindros 76 se puede controlar seleccionando
adecuadamente el material del que se fabrican las partes de
cilindros. Por ejemplo, en el caso de una espuma de polímeros, la
compresibilidad relativa suele ser una función de la densidad de la
espuma; espumas más densas son relativamente menos compresibles (y
de este modo, ejercen una mayor presión) que las espumas menos
densas. La espuma de poliuretano que presenta una densidad de 16 a
32 Kg/m^{3} (1 a 2 lb/pie^{3}) se ha encontrado adecuada para
diversos materiales de embalaje, pero podrían utilizarse espumas
con otros valores de la densidad. Es deseable para las partes de
cilindros deformables 76 dimensionarse con un diámetro tal que
cuando los cilindros 50, 52 estén en un acoplamiento de tipo
pinzamiento, las partes de cilindros 76 sean parcialmente
comprimidas donde se acoplan entre sí para ejercer presión sobre
las bandas continuas en las zonas periféricas que rodean al objeto
embalado a medida que las bandas continuas pasan a través del
mismo. Además, es posible tal como se indica mediante una línea de
trazos en la figura 8, para la parte de cilindro elásticamente
deformable, de uno o ambos cilindros, conformarse como una
pluralidad de segmentos dispuestos, extremo a extremo, de modo que
cada segmento sea deformable con independencia de los demás
segmentos.
Los cilindros 50, 52 que presentan diferentes
características se pueden utilizar para materiales de banda
continua distintos. Por ejemplo, cilindros que proporcionan una
mayor presión (v.g., espuma más densa) pueden ser deseables con
materiales de bandas continuas más rígidos o relativamente más
rígidos, tales como cartulina, mientras que los cilindros que
proporcionan menos presión (v.g., espuma menos densa) pueden ser
deseables con materiales relativamente más flexibles, tales como
película de polímeros. De forma alternativa o adicional, cilindros
que presenten un espaciado diferente entre los cilindros motrices
duros 74, 74' pueden ser deseables para uso con materiales de banda
continua de anchura distinta o pueden ser deseables cilindros con
carencia completa de los cilindros motrices de alta dureza. Para
facilitar el intercambio de cilindros 50, 52 de un tipo por
cilindros de otro tipo, los cilindros 50, 52 están libremente
montados en los bloques 72 según se ilustra en la Figura 7. Los
cojinetes 70 del cilindro superior 50 son presionados hacia abajo en
el interior de los receptáculos en forma de U en los bloques de
montaje 72 por un par de abrazaderas de liberación rápida 90. Al
liberar las abrazaderas 90, el cilindro superior 50 se puede liberar
por elevación desde los bloques de montaje 72. El cilindro inferior
52 se puede sacar por elevación, a continuación, desde sus bloques
de montaje 72. Los cilindros de sustitución se instalan invirtiendo
el orden de este procedimiento. De este modo, la operación de
cambiar los cilindros es muy rápida.
Una vez que el objeto O pasa a través de la
línea de contacto entre los cilindros 50, 52, el objeto alcanza la
estación de sellado lateral, donde los sellados laterales se forman
para impedir que el objeto se desplace lateralmente dentro del
embalaje. Si el objeto tuviera que desplazarse demasiado próximo a
un lado del embalaje, el objeto podría resultar dañado en el caso
de que el embalaje sufriera una caída sobre una esquina del
embalaje. Aunque los cilindros 50, 52 presionan las bandas
continuas juntas en zonas periféricas que rodean al objeto
embalado, se apreciará que, en particular, con materiales de bandas
continuas más rígidos, los cilindros no pueden presionar ni sellar
las bandas continuas con firmeza juntas en la proximidad de los
lados opuestos del objeto, en particular, si el objeto presenta un
espesor sustancial (v.g., un libro). En consecuencia, los sellados
laterales se realizan próximos al objeto para impedir su
desplazamiento lateral. Las Figuras 9 a 13 ilustran la estructura y
operación de la disposición de sellado lateral del aparato y la
Figura 9 ilustra la disposición de sellado lateral 100. La
disposición de sellado lateral 100 comprende dos dispositivos de
sellado laterales 102, 102' dispuestos en lados opuestos del eje
longitudinal del aparato 20. Cada dispositivos de sellado lateral
es accionable para presionar las bandas continuas 22, 24 juntas y es
desplazable en sentido transversal hacia la línea de centros
longitudinal y hacia fuera alejándose de la línea de centros
longitudinal. En la disposición de sellado lateral ilustrada, cada
dispositivos de sellado lateral comprende un par de bolas de
rodillos 106 dispuestas para formar una línea de contacto a través
de la cual pasan las bandas continuas 22, 24. Cada bola 106 está
retenida, de forma cautiva, en una carcasa 108 de modo que la bola
pueda girar libremente en todas direcciones y la bola se puede
presionar en el interior de la carcasa contra la fuerza antagonista
de un muelle, que solicita la bola hacia la bola opuesta del
par.
El movimiento transversal de los dispositivos de
sellado laterales 102, 102' se efectúa mediante un mecanismo de
desplazamiento transversal. Un mecanismo de desplazamiento
transversal separado se podría utilizar para cada dispositivos de
sellado lateral. Sin embargo, en la forma de realización ilustrada,
los dos dispositivos de sellado laterales se desplazan
transversalmente hacia el interior y hacia fuera en sincronismo
mutuo mediante un mecanismo de desplazamiento transversal único. A
este fin, cada carcasa de bolas de rodillos 108 está montada sobre
un carro. Los dos carros 110, 110' que transportan las bolas 106 que
están en contacto con la banda continua 24 están fijados a una
correa sinfín 112 que se extiende transversalmente desde un lado del
aparato al otro. La correa 112 es impulsada por un motor 114
accionable para impulsar la correa, de forma alternativa, en una
dirección o en la dirección opuesta, tal como un motor paso a paso
eléctrico reversible. La correa forma un bucle alrededor de una
polea motriz 116 en un lado de la línea de centros longitudinal y
una polea loca 118 en el otro lado de la línea de centros. El carro
110 está fijado a una parte flujo debajo de la correa 112, mientras
que el carro 110' está fijado a una parte corriente arriba de la
correa. En consecuencia, cuando el motor 114 gira en un sentido
para hacer que el carro 110 se desplace transversalmente hacia la
línea de centros longitudinal, el carro 110' se desplaza también
transversalmente hacia el interior y a la inversa, ambos carros se
desplazan hacia fuera cuando el motor gira en el sentido
opuesto.
Los dos carros 120, 120' que transportan las
bolas de rodillos que entran en contacto con la banda continua 22
están respectivamente fijados a los correspondientes carros 110,
110' mediante ménsulas de soporte 122, 122' de modo que el carro
120 es forzado a desplazarse con el carro 110 y el carro 120' es
forzado a desplazarse con el carro 110'. Las ménsulas de soporte
122, 122' tienen generalmente forma en C con un canal profundo para
admitir las bandas continuas 22, 24 de modo que los dispositivos de
sellado laterales 102, 102' se puedan desplazar hacia el interior
cerca del objeto que se va a embalar, según se ilustra en la Figura
11.
El movimiento hacia la parte interior y hacia
fuera de los dispositivos de sellado laterales 102, 102' está
sincronizado con el avance del objeto O a través de la línea de
contacto entre los cilindros 50, 52. Como se entenderá por los
expertos en esta materia, un controlador central C (Figura 10) puede
estar unido con el motor impulsor principal 88 para los cilindros
50, 52 y con el motor 114 para los dispositivos de sellado
laterales así como con el aparato alimentador 54 y con los
codificadores y/o otros dispositivos de realimentación de
posiciones adecuadas o sensores asociados con cada uno de estos
dispositivos, de modo que el controlador pueda determinar cuando
activar el motor de los dispositivos de sellado laterales 114 para
impulsar los dispositivos de sellado laterales 102, 102' hacia el
interior, de modo que se realicen sellados laterales que aproximen
los bordes laterales opuestos del objeto que se va a embalar.
Los dispositivos de sellado laterales se pueden
desplazar primero hacia el interior y luego hacia fuera, mientras
que las bandas continuas 22, 24 y el objeto O están siendo
avanzados, lo que da lugar a que se formen los sellados laterales
que comienzan cerca de los bordes longitudinales opuestos de las
bandas continuas, inclinados hacia el objeto que se va a embalar y
luego, de nuevo hacia los bordes longitudinales. El movimiento hacia
el interior de los dispositivos de sellado laterales se detiene
cuando los dispositivos de sellado laterales se desplazan dentro de
una estrecha proximidad hacia el objeto. Esta estrecha proximidad se
puede detectar de diversas maneras. Por ejemplo, el motor 114 puede
estar provisto de un codificador para proporcionar una indicación
de la distancia en que han avanzado los dispositivos de sellado
laterales que se pueden utilizar en conjunción con una anchura de
objeto conocida para determinar la distancia en que están los
dispositivos de sellado laterales con respecto a los bordes del
objeto. Como alternativa, la corriente eléctrica suministrada al
motor 114 puede ser controlada; cuando los dispositivos de sellado
laterales llegan a la proximidad del objeto, se incrementa la
resistencia a su movimiento hacia el interior adicional por la
divergencia de las bandas continuas por encima y por debajo del
objeto y la mayor resistencia significa mayor intensidad de
corriente que debe alimentarse al motor. De este modo, cuando la
intensidad de corriente supera un umbral predeterminado que indica
la estrecha proximidad al objeto, se detiene el movimiento de los
dispositivos de sellado laterales. Después de una magnitud de
avance predeterminada de las bandas continuas, los dispositivos de
sellado laterales son retraídos de nuevo a sus puntos de partida
cerca de los bordes de las bandas continuas. Dependiendo de la
velocidad de avance de las bandas continuas relativas a la de los
dispositivos de sellado laterales, se pueden obtener sellados
laterales de contornos diferentes. Las Figuras 12 y 13 ilustran dos
posibles contornos de sellados laterales 124, 124' que se pueden
obtener. Los sellados laterales juntos describen una forma
generalmente en forma de "reloj de arena".
Como alternativa, según se indicó con
anterioridad, los sellados laterales pueden ser, en cambio, lineales
en la dirección longitudinal. Para esta finalidad, los dispositivos
de sellado laterales se pueden desplazar a los lugares adecuados y
mantenerse allí a través de la operación de embalaje, siendo
cambiados dichos lugares solamente cuando cambie la anchura de los
objetos embalados. Los dispositivos de sellado laterales podrían
ser manualmente ajustables en su posición o podrían ser impulsados
automáticamente a las posiciones adecuadas mediante un mecanismo
impulsor adecuado tal como fue ya descrito. El posicionamiento de
los dispositivos de sellado laterales se podría controlar en
respuesta a una anchura detectada del objeto embalado utilizando un
controlador adecuado y un detector de anchuras o la anchura de los
objetos se podría introducir por un operador a través de un teclado
o dispositivo similar. Todas estas variantes caen dentro del
concepto general de conformación de sellados laterales que están
espaciados hacia el interior de los bordes longitudinales de la
banda continua y están próximos a los bordes laterales del objeto
embalado para impedir un desplazamiento lateral importante del
objeto dentro del embalaje.
Corriente abajo de la disposición de sellado
lateral 100 está situado un dispositivo de sellado y corte 130 que
forma sellados cruzados a lo largo del borde de salida de un
embalaje y a lo largo del borde de ataque del embalaje adyacente y
separa las bandas continuas a lo largo de una línea entre los dos
sellados cruzados cortando, de este modo, las bandas continuas en
embalajes discretos. Las Figuras 14 a 16 ilustran el dispositivo de
sellado y corte y su forma de funcionamiento. El dispositivo
presenta una placa base 132 que está fijamente montada al bastidor
del aparato 20. Un par de varillas de guía paralelas 134, 134' están
fijadas a la placa 132 en lados opuestos de la línea de centros
longitudinal del aparato. Una barra de sellado generalmente
estacionaria 136, que presenta aberturas para recibir las varillas
de guía, está montada en las varillas de guía adyacentes al lado de
la placa 132 frente a las bandas continuas. La barra 136 está unida
a la varilla de un resorte neumático 138 montado en el lado opuesto
de la placa 132. El resorte neumático 138 permite a la barra 136
"ceder" ligeramente cuando se está realizando una operación de
sellado y corte, pero la barra 136 sufre solamente un ligero
movimiento y de este modo, es generalmente estacionaria.
Un conjunto de sellado y corte de movimiento
alternativo 140 está montado, de forma deslizable, en las varillas
de guía 134, 134' de modo que sea móvil hacia y alejándose de la
barra de sellado generalmente estacionaria 136. El conjunto de
sellado y corte 140 está unido a las varillas de un par de cilindros
142, 142' espaciados en lados opuestos de la línea de centros
longitudinal del aparato. La retracción de los vástagos de cilindros
144,144' hace que el conjunto de sellado y corte 140 se desplace
hacia la barra de sellado generalmente estacionaria 136 y se
acoplen las bandas continuas 22, 24 entre ellas según se representa
en la Figura 16; la extensión de las varillas hace que el conjunto
de sellado y corte se desplace alejándose de la barra de sellado 136
según se representa en la Figura 15.
El conjunto de sellado y corte 140 comprende una
barra 146 que presenta un canal formado en ella. Una cuchilla u
hoja de corte 148 se recibe en el canal y se fija en su posición
relativa con la barra 146 mediante elementos de sujeción 150 que
pasan a través de aberturas en la barra y en la cuchilla. También
recibida en el canal en la barra 146 existe una placa de guarda
protectora y sellado móvil 152 que se puede desplazar en un alcance
limitado de movimiento en la dirección en la que tiene su movimiento
alternativo el conjunto de sellado y corte 140. La placa de sellado
y guarda protectora móvil 152 presenta aberturas 154 que son
alargadas en la dirección del movimiento alternativo y los
elementos de sujeción 150 para fijar la cuchilla 148 pasan a través
de las aberturas 154. Cuando el conjunto de sellado y corte 140 está
en su posición retraída tal como se representa en la Figura 15, la
placa de guarda protectora y sellado 152 está relativamente más
próxima a la barra de sellado 136 y se extiende más allá del borde
de la cuchilla 148 para impedir, de este modo, un contacto
inadvertido con el borde de la cuchilla 148. La placa de guarda
protectora y sellado 152 permanecerá en su posición relativa a la
cuchilla durante el avance del conjunto de sellado y corte 140 hasta
que la placa 152 entra en contacto con las bandas continuas contra
la barra de sellado generalmente estacionaria 136. A continuación,
el conjunto de sellado y corte 140 sigue avanzando para hacer que
la cuchilla 148 separe las bandas continuas según se representa en
la Figura 16 (presentando la barra de sellado generalmente
estacionaria 136 un rebaje para recibir el borde de la cuchilla) y
la placa de guarda protectora y sellado 152 alcanza el límite de su
desplazamiento relativo a la cuchilla 148 lo mismo que la cuchilla
corta a través de la anchura completa de las bandas continuas y a
continuación, es solicitada contra la barra de sellado generalmente
estacionaria 136. Una superficie de sellado 156, en la placa de
guarda protectora y sellado 152 coopera con una superficie en la
barra de sellado 136 para formar un sellado cruzado 158 (Figura 16)
en el lado flujo debajo de la línea a lo largo de la cual se cortan
las bandas continuas. Al mismo tiempo, una superficie de sellado 160
en la barra de sellado 136 coopera con una superficie en la barra
146 para formar un sellado cruzado 162 corriente arriba de la línea
de corte. El conjunto de sellado y corte 140 se retrae, a
continuación, extendiendo los vástagos de los cilindros 144, 144' y
el conjunto de sellado y corte 140 vuelve a su posición inicial; la
placa de guarda protectora y sellado 152 se extiende en relación
con la cuchilla cuando se retrae el conjunto. Las superficies de
sellado 156, 160 se pueden estriar o de cualquier otro modo
contornear en la forma deseada.
El dispositivo de sellado y corte 130 presenta,
además, un conjunto de guarda protectora adicional 170
inmediatamente corriente abajo del lugar de corte para impedir que
alguien inserte una mano u otro objeto en el dispositivo de corte
durante una operación de corte. El conjunto de guarda protectora 170
presenta una guarda protectora 172 montada, de forma deslizable,
sobre un par de varillas de guía 176, 176' espaciadas en lados
opuestos de la línea de corte longitudinal del aparato. La guarda
protectora 172 está unida a los vástagos de un par de cilindros
neumáticos 176, 176' fijados al bastidor del aparato. Inmediatamente
antes de que el dispositivo de corte sea accionado para separar las
bandas continuas, los cilindros 176, 176' son activados para
desplazar la guarda protectora 172 a una posición que bloquee la
abertura entre las partes estacionarias y con movimiento
alternativo del dispositivo de corte. La guarda protectora 172 se
desplaza hasta que esté próxima al embalaje que acaba de salir del
dispositivo de corte y a continuación, el dispositivo de corte corta
el embalaje a partir del resto de las bandas continuas.
En lugar de una cuchilla u hoja de corte, el
dispositivo de corte puede utilizar otras clases de elementos de
corte. Por ejemplo, se podría utilizar una disposición de barras de
cizallamiento que funciona sobre un principio similar a las
tijeras.
Corriente abajo del dispositivo de corte 130
existe un dispositivo de alimentación de salida 180 para desplazar
los embalajes completados alejándolos del dispositivo de corte. Se
puede utilizar cualquier tipo adecuado de dispositivo de
alimentación de salida, o se puede omitir dicho dispositivo en el
caso de un aparato que produzca embalajes, uno a uno, para su
extracción manual. El dispositivo de alimentación de salida 180
ilustrado es un transportador que comprende una correa sinfín ancha
182 que forma bucles alrededor de un rodillo loco situado corriente
arriba 184 y un rodillo motriz situado corriente abajo 186. El
rodillo motriz 186 se impulsa por una correa 188 que, a su vez, es
impulsada por el motor impulsor principal 88 a través de una caja de
engranajes y el conjunto de polea impulsora. De este modo, el
dispositivo de alimentación de salida 180 y los cilindros 50, 52
son impulsados en sincronización entre sí, puesto que son impulsados
por el mismo motor 88.
Una forma de realización alternativa de un
dispositivo de sellado y corte 230 se ilustra en las Figuras 18 y
19. El dispositivo presenta un conjunto de sellado y corte 232
situado adyacente a la banda continua 24 y una barra de sellado 234
adyacente a la otra banda continua 22. El conjunto de sellado y
corte 232 y la barra de sellado 234 se desplazan entre sí para
separar y sellar las bandas continuas. El conjunto 232 presenta una
cuchilla 236 que se recibe en un rebaje en la barra de sellado 234
durante una operación de corte. Una guarda protectora pivotante 238
está montada adyacente al conjunto de sellado y corte 232 en su
posición retraída o "inicial", de modo que la guarda
protectora impida que la cuchilla pueda entrar en contacto
inadvertido con su medio de contacto. La guarda protectora está en
contacto con la barra 240 en la que está montada la cuchilla de
modo que se mantenga a la guarda protectora en su posición de
protección (según se representa en líneas continuas en la Figura
19) cuando la barra 240 se retrae a su posición inicial. Una segunda
guarda protectora 248 está situada en el lado opuesto (corriente
abajo) de la cuchilla 236; las dos guardas 238, 242 juntas
encierran de forma sustancial y completa la cuchilla en la posición
retraída de la barra 240. La guarda protectora 242 realiza un
movimiento alternativo proporcionado por un par de cilindros
neumáticos 244, 244'. Al comienzo de una operación de corte, la
guarda protectora 242 es elevada hasta que las bandas continuas son
presionadas entre la guarda protectora 242 y la barra 234. Sensores
de posición, asociados con los cilindros 244, 244' determinan el
espesor del material entre la guarda protectora 242 y la barra de
sellado 234; si el espesor es sustancialmente mayor que el espesor
previsto de las bandas continuas combinadas, lo que representa una
indicación de que un objeto extraño está presente y el dispositivo
de corte 230 está inhabilitado. Sin embargo, si el espesor
determinado coincide con el espesor de banda continua previsto, el
conjunto de sellado y corte 232 se acciona para desplazarse hacia
la barra de sellado 234; a medida que se desplaza la barra 240, la
guarda protectora pivotante 238 es pivotada por un muelle o elemento
similar, de modo que la barra 240 pueda liberar la guarda y la
cuchilla pueda retraerse de nuevo a su posición de partida, lo que
desplaza la guarda protectora 238 de nuevo a su posición de
protección y la guarda 242 es retraída de nuevo a su posición
inicial para completar la operación de corte. Los sellados cruzados
se obtienen en las bandas continuas cooperando la superficie de
sellado sobre la barra de sellado 234 y la barra 240 así como la
guarda 242. Más en particular, una superficie 246 en la barra de
sellado 234 coopera con una superficie 248 en la barra 240 para
formar un sellado cruzado corriente arriba de la línea de corte a
lo largo de la cual se separan las bandas continuas. La guarda
protectora 242 es solicitada por la barra 240 para presionar las
bandas continuas contra una superficie 250 en la barra de sellado
234 para formar un sellado cruzado situado corriente abajo de la
línea de corte. Las superficies 246, 250 se pueden estriar o de
cualquier otro modo contornearse en la forma deseada.
El aparato 20 puede presentar otras
características únicas adicionales. Según fue indicado, un detector
de altura 62 (Figura 2) detecta la altura de un objeto que se
alimenta en la línea de contacto entre los cilindros 50, 52. La
altura medida del objeto se puede utilizar por el controlador
central C (Figura 10) para establecer la "longitud de aleta"
del embalaje. Por "longitud de aleta" se entiende la distancia
d, en la dirección longitudinal, entre el borde del objeto embalado
y el borde del embalaje, según se representa en la Figura 16. En
general, es deseable aumentar la longitud de aleta d a medida que
aumenta la altura del objeto. El controlador controla la longitud
de aleta haciendo avanzar las bandas continuas en una distancia
relativamente mayor o menor (aquí referida como la distancia de
índice) entre operaciones de corte. La distancia de índice será
también función de la longitud de los objetos que se van a embalar.
La longitud del objeto se puede suministrar como una entrada al
controlador. En general, la longitud total del embalaje, que es
igual a la distancia de índice es el resultado de sumar la longitud
del objeto más dos veces la longitud de aleta d. De este modo, dada
la longitud del objeto y la altura del objeto medida, el
controlador puede determinar la distancia de índice adecuada para
conseguir la longitud de aleta deseada. Como alternativa, la altura
del objeto embalado se puede introducir en el controlador por un
operador en lugar de ser medida por un detector o la longitud del
embalaje necesaria o distancia del índice para conseguir la
longitud de aleta deseada se puede calcular por anticipado y se
puede introducir al controlador.
Cuando se realiza el embalaje de algunos tipos
de objetos, tales como libros con tapas duras, la protección del
objeto durante la expedición es de gran importancia, con el fin de
que el objeto llegue a su destino en buen estado. Por ejemplo,
sería indeseable que un libro de tapas duras de alto coste resultase
dañado por caerse sobre una esquina. La presente invención
proporciona los medios para hacer que los embalajes, que pretenden
mejorar la protección, impidan dichas ocurrencias. Esto se realiza,
en parte, por los sellados laterales 124, 124'. Según se ilustra en
la Figura 4, los sellados laterales mantienen el objeto embalado
centrado en el embalaje en lugar de desplazarse a la proximidad de
un borde del embalaje. Si el embalaje sufriera una caída sobre una
esquina, según se representa, mientras el objeto está próximo a la
esquina, podría derivarse daños para el objeto. Con el objeto
embalado de acuerdo con la invención, sin embargo, el objeto
permanece separado del borde del embalaje, de modo que el embalaje
asume la parte más importante del impacto.
La protección mejorada se facilita, además, por
la rigidez del embalaje mejorado. Esto es de especial importancia
cuando se utilizan materiales de banda continua relativamente
rígidos, tales como cartulina. Se ha descubierto que las zonas de
esquina de un embalaje, que tenga sellados laterales según la
invención, son más rígidas en relación con un embalaje idéntico que
no tenga dichos sellados laterales.
Otra característica del aparato 20 guarda
relación con el montaje de los cilindros alimentadores de bandas
continuas. En general, es deseable impartir alguna resistencia al
giro de los cilindros alimentadores, de modo que exista una tensión
de extracción relativamente uniforme en las bandas continuas y de
modo que, no se produzca ninguna línea de contacto por los
cilindros al girar continuamente cuando no se hacen avanzar las
bandas continuas. La tensión de extracción puede afectar a la
calidad de los embalajes y por ello, es deseable que la tensión se
mantenga en o cerca de un nivel óptimo, que puede depender de las
características de los materiales de bandas continuas y de otros
factores. Puesto que la tensión óptima tiende a variar con
diferentes materiales de bandas continuas, es deseable que la
tensión sea fácilmente ajustable. La disposición de montaje de los
cilindros alimentadores de banda continua, representada en las
Figuras 5 y 6, realiza estos deseos. La disposición de montaje para
la banda continua 22 está representada y la disposición para la otra
banda continua es similar. La disposición de montaje presenta un
eje 260 para inserción a través del núcleo hueco del cilindro
alimentador. Un tapón extraíble 262 recibe un extremo del eje y se
inserta en un extremo del núcleo del cilindro alimentador de modo
que agarre por fricción el núcleo; el tapón 262 se acopla con el
eje de modo que el tapón y el eje giren como una unidad y además, el
cilindro alimentador gire también con el eje y el tapón en virtud
del acoplamiento por fricción del tapón en el núcleo. Un tapón
similar 264 está montado en el eje cerca de su extremo opuesto para
acoplarse por fricción con el otro extremo del núcleo. El extremo
del eje, que se extiende más allá del tapón 262, está retenido, de
forma liberable, en una disposición de cojinetes 266 fijada a la
columna de soporte 26'. La disposición de cojinetes 266 comprende un
soporte de cuna para el extremo del eje, de modo que el eje tenga
una rotación libre y un elemento de cerrojo 268 que pivota entre
una posición cerrada que impide que el eje salga por elevación desde
el soporte y una posición abierta que permite que el eje sea
retirado por elevación. La Figura 5 representa el elemento de
cerrojo en la posición cerrada y se mantiene en la posición cerrada
por un cerrojo de liberación rápida 270.
Una rueda de freno 272 está montada en el
extremo opuesto del eje. La rueda de freno está retenida, de forma
liberable, en una disposición de abrazadera 274 fijada a la columna
de soporte 26. La disposición de abrazadera 274 comprende un
soporte o receptáculo para recibir la rueda de freno de modo que
pueda girar y un elemento de abrazadera 276 que pivota entre una
posición cerrada y una posición abierta. La superficie del elemento
de abrazadera 276 situada frente a la rueda de freno soporta una
zapata de freno 278 de material de fricción adecuado. En la
posición cerrada del elemento de abrazadera 276, la zapata de freno
278 se acopla con la rueda de freno. El elemento de fijación se
mantiene cerrado por un cerro de liberación rápida 280 que presenta
un cerrojo 282 fijado al soporte de tipo cuna y un gancho 284
fijado al elemento de abrazadera 276. La fuerza de fijación de la
disposición de abrazadera es regulable para ajustar la magnitud del
frenado por fricción del cilindro alimentador y por lo tanto, la
tensión de la banda continua. Para esta finalidad, el gancho 284 es
regulable en su posición por un mando de ajuste 286 unido a un eje
roscado que está acoplado en un orificio roscado (no representado);
al gancho le está impedido girar con el eje por una carcasa en el
elemento de abrazadera en el que está montado el gancho. Al girar
el mando en una dirección hace que el gancho se desplaza más próximo
al cerrojo 282 de modo que se genere menos fuerza de fijación
cuando el cerrojo 280 está cerrado; al girar el botón de mando en
el otro sentido se aumenta la fuerza de fijación.
Para cambiar un cilindro alimentador, los
cerrojos de liberación rápida 270, 280 son abiertos y el cilindro y
el eje 268 se sacan por elevación fuera de sus receptáculos. El
tapón 262 se retira desde el eje y el eje se retira, a su vez, del
núcleo del cilindro alimentador, insertándose el eje en un nuevo
cilindro alimentador y el tapón 262 siendo sustituido y de este
modo, el cilindro y el eje se hacen descender a sus receptáculos.
Los cerrojos 270, 280 son a continuación cerrados para completar la
operación. En una forma de realización preferida, el ajuste del
botón de mando 286 no se perturba por el procedimiento de cambio de
cilindros. De este modo, la magnitud del frenado por fricción debe
permanecer constante.
Numerosas modificaciones y otras formas de
realización de la invención aquí descritas serán evidentes para un
experto en la materia a las que pertenecen estas invenciones, que
presentan la ventaja de las enseñanzas impartidas en las
descripciones anteriores y los dibujos adjuntos. Por ejemplo, aunque
solamente se ilustra y describe un aparato de bandas continuas
dobles 20, se reconocerá por las personas expertas en esta materia
que la presente invención es igualmente aplicable a un aparato que
crea un embalaje a partir de una banda continua única que se
proporciona en forma de pliegue en C o se manipula para estar en una
forma de pliegue en C de modo que existan dos partes de banda
continua en relación opuesta paralela, que son selladas juntas con
el objeto embalado entre ellas.
Además, en el aparato ilustrado 20 ambos
cilindros 50 y 52 presentan partes elásticamente deformables. Sin
embargo, solamente uno de los cilindros puede comprender una parte
de cilindro deformable, mientras que el otro cilindro puede ser
sustancialmente indeformable. El que ambos cilindros sean
deformables resulta ventajoso por cuanto que los cilindros tienden
a centrar el objeto embalado con respecto a las bandas continuas en
la dirección del espesor y de este modo, cada una de las bandas
continuas se pliega y curva para admitir efectivamente la mitad del
espesor del objeto. Si solamente un cilindro fuera deformable, la
banda continua adyacente al cilindro indeformable tendería a
mantenerse plana y la otra banda continua sería forzada a plegarse y
curvarse para admitir el espesor completo del objeto.
Además, los dispositivos de sellado laterales
102, 102' se ilustran y describen como comprendiendo bolas de
rodillos retenidas en carros que están unidos por medios mecánicos
entre sí, pero otros tipos de dispositivos de sellado laterales se
podrían utilizar a este respecto; cual dispositivo capaz de situarse
próximo al objeto embalado y capaz de presionar las bandas
continuas juntas para formar sellados laterales que impidan el
desplazamiento lateral del objeto, pueden ser también adecuados.
Por ejemplo, se podrían utilizar ruedas o rodillos en lugar de
bolas, los carros se podrían enlazar por medios magnéticos en lugar
de mecánicos, se podrían utilizar dispositivos accionadores
distintos de motores eléctricos (v.g., cilindros de fluidos,
dispositivos de bolas de tipo roscado, etc.) para desplazar los
dispositivos de sellado laterales, etc.
Claims (15)
1. Aparato (20) para embalar un artículo, que
comprende:
un sistema de alimentación e impulsión de banda
continua para alimentar y hacer avanzar dos partes de banda
continua (22, 24) de un material de embalaje flexible de tal manera
que las partes de banda continua (22, 24) son generalmente
paralelas y opuestas entre sí en una estación receptora de artículos
en la cual un artículo que se va a embalar se dispone entre las
partes de banda continua opuestas; y
un par de dispositivos de sellado laterales
(102, 102') dispuestos respectivamente en lugares estrechamente
adyacentes pero separados de los lados opuestos del artículo que se
está embalando y espaciados hacia el interior de los bordes
longitudinales de las partes de banda continua, siendo los
dispositivos de sellado laterales accionables para sellar las
partes de banda continua juntas en dichos lugares para formar unos
sellados laterales que impiden al artículo desplazarse
transversalmente hacia uno u otro borde longitudinal de las partes
de banda continua, caracterizado porque los dispositivos de
sellado laterales (102, 102') son ajustables en su posición en la
dirección transversal de las partes de banda continua (22, 24) para
admitir artículos de diferentes anchuras.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Aparato según la reivindicación 1, en el que
cada dispositivo de sellado lateral comprende un par de elementos
de contacto opuestos para presionar juntas las partes de banda
continua.
3. Aparato según la reivindicación 2, en el que
los elementos de contacto comprenden unas bolas (106) montadas en
el cilindro libremente a lo largo de las partes de banda continua
(22, 24).
4. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que cada uno de los dispositivos
de sellado laterales (102, 102') se desplaza transversalmente hacia
dentro y hacia fuera por un dispositivo de desplazamiento
transversal.
5. Aparato según la reivindicación 4, en el que
el dispositivo de desplazamiento transversal es accionable para
detectar cuando los elementos de contacto de cada dispositivo de
sellado lateral están dispuestos estrechamente adyacentes, pero
separados, respecto al artículo que se está embalando.
6. Aparato según la reivindicación 4 ó 5, en el
que el dispositivo de desplazamiento transversal comprende un motor
eléctrico (112) para desplazar los elementos de contacto hacia
dentro y hacia fuera, y el dispositivo de desplazamiento
transversal es accionable para controlar la corriente suministrada
al motor eléctrico y para detener el desplazamiento hacia el
interior de los elementos de contacto, cuando la intensidad de la
corriente alcanza o supera un valor de umbral predeterminado.
7. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 4 a 6, en el que el dispositivo de desplazamiento
transversal controla la posición transversal de los elementos de
contacto.
\vskip1.000000\baselineskip
8. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el sistema de alimentación de
banda continua presenta:
un par de cilindros opuestos (50, 52) que forman
una línea de contacto entre los mismos, estando dispuesto el
sistema de alimentación de banda continua para suministrar un par de
partes de banda continua opuestas generalmente paralelas (22, 24)
de material de embalaje flexible en la línea de contacto, de tal
modo que cuando un artículo que se va a embalar se coloca entre las
partes de banda continua se haga pasar a través de la línea de
contacto, junto con las partes de banda continua (22, 24),
presentando las superficies enfrentadas de las partes de banda
continua un material de sellado para sellar las partes de banda
continua juntas; y
en el que por lo menos uno de los cilindros (50,
52) incluye una parte de cilindro elásticamente deformable (76) que
está deformada por el artículo que pasa a través del huego,
tendiendo la parte del cilindro deformable elásticamente (76) a
volver a su forma no deformada ejerciendo, de este modo, presión
sobre las partes de banda continua (22, 24) para una conformación
estrecha con el artículo.
\vskip1.000000\baselineskip
9. Procedimiento para embalar un artículo
mediante la utilización del aparato según la reivindicación 1, que
comprende las etapas siguientes:
hacer avanzar un par de partes de banda continua
(22, 24) de material de embalaje flexible continuo en una relación
opuesta generalmente paralela, presentando las partes de banda
continua material de sellado en sus superficies enfrentadas que
permiten la adherencia entre sí de las partes de banda continua;
colocar un artículo entre las partes de banda
continua opuestas, estando separados los bordes laterales opuestos
del artículo de los bordes longitudinales correspondientes de las
partes de banda continua; y
sellar las partes de banda continua entre sí en
lugares separados transversalmente hacia el interior de los bordes
longitudinales de las partes de banda continua y separadas y
estrechamente adyacentes a los bordes laterales opuestos del
artículo, para fijar sustancialmente el artículo en una posición
transversal e impedir que el artículo se desplace hacia uno u otro
borde longitudinal de las partes de banda continua (22, 24).
\vskip1.000000\baselineskip
10. Procedimiento según la reivindicación 9, en
el que la etapa de sellado comprende la formación de unos primeros
y segundos sellados no contiguos (124, 124') respectivamente
adyacentes a los bordes laterales opuestos del artículo y en el que
cada uno de entre el primer y segundo sellados se forma presionando
las partes de banda continua entre un par de elementos de contacto,
al mismo tiempo que hacen avanzar longitudinalmente las partes de
banda continua (22, 24).
11. Procedimiento según la reivindicación 9 ó
10, en el que la etapa de sellado comprende la formación de un
primer sellado que se extiende desde la proximidad a un borde
longitudinal de las partes de banda continua hasta uno de dichos
lugares adyacentes al artículo, y formar un segundo sellado que se
extiende desde la proximidad al otro borde longitudinal de las
partes de banda continua hasta el otro de dichos lugares adyacentes
al artículo.
12. Procedimiento según la reivindicación 10 u
11, en el que cada uno de entre el primer y segundo sellados se
forma para tener un perfil generalmente convexo hacia el
artículo.
13. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 12, en el que cada uno de entre el primer y
segundo sellados se forma presionando las partes de banda continua
entre un par de elementos de contacto y avanzando longitudinalmente
las partes de banda continua mientras se atraviesan los elementos de
contacto transversalmente hacia el artículo.
14. Procedimiento según la reivindicación 13, en
el que el desplazamiento transversal de los elementos de contacto
hacia el interior se para en respuesta a la detección de la
proximidad del elemento de contacto al artículo.
15. Procedimiento según la reivindicación 13 ó
14, en el que los elementos de contacto son desplazados
transversalmente por un motor eléctrico y la etapa de detectar la
proximidad de los elementos de contacto al artículo comprende al
menos, en parte, la detección de cuando una corriente suministrada
al motor es igual o supera un nivel de umbral predeterminado.
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