ES2347076T3

ES2347076T3 - Dispositivo de obturacion y metodo para producir envases de un producto de alimentacion vertible.

Info

Publication number: ES2347076T3
Application number: ES06744782T
Authority: ES
Inventors: Valentin S. Nemkov; Nikolay Madzharov; Gerhard Gnad
Original assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Current assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 2006-05-29
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2010-10-25
Anticipated expiration: 2026-05-29
Also published as: US20090090088A1; BRPI0621666A2; CN101448624B; JP5101606B2; JP2009538791A; KR101328311B1; ATE470558T1; US8844250B2; EP2021162B1; PL2021162T3; KR20090018169A; BRPI0621666B1; WO2007138372A8; DE602006014883D1; CN101448624A; EP2021162A1; WO2007138372A1; MX2008014938A; HK1132962A1

Abstract

Un dispositivo de obturación (1) para producir envases obturados (2) a partir de un tubo (3) de material de envasado en lámina suministrado a lo largo de una trayectoria (A) y llenado de forma continua con un producto de alimentación vertible, comprendiendo dicho dispositivo (1): - un bastidor de soporte (6); - al menos un par de mandíbulas opuestas (12, 13) que se pueden mover cíclicamente con respecto al bastidor (6) y a lo largo de una trayectoria (A) para agarrar dicho tubo (3) de material de envasado fuertemente en secciones equidistantemente separadas; - medios de obturación ultrasónicos (29) portados por una primera (12) de dichas mandíbulas (12, 13) para obturar dicho tubo (3) de material de envasado en dichas secciones transversales; y - medios de potencia electromagnéticos (50) para suministrar energía eléctrica a dichos medios de obturación (29), comprendiendo dichos medios de potencia (50) al menos un devanado primario (56) fijado a dicho bastidor (6) a lo largo de dicha trayectoria (A) y que se puede conectar a una fuente de energía eléctrica; y un devanado secundario (63) portado por dicha primera mandíbula (12), que alimenta dichos medios de obturación (29) y que recibe energía eléctrica por inducción electromagnética de un devanado primario (56) cuando dicha primera mandíbula (12) se desplaza pasado el devanado primario (56); caracterizado por comprender medios transformadores (70) alimentados por dicha fuente de energía eléctrica con un primer valor de voltaje, y que alimentan dicho devanado primario (56) con un segundo valor de voltaje menor que dicho primer valor de voltaje; y porque dicho devanado secundario (63) recibe, en uso, la energía eléctrica por inducción electromagnética procedente del devanado primario (56) con un tercer valor de voltaje mayor que el segundo valor de voltaje.

Description

Dispositivo de obturación y método para producir envases obturados de un producto de alimentación vertible.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un dispositivo y método de obturación para producir envases obturados de un producto de alimentación vertible.

Técnica anterior

Como se conoce, muchos productos de alimentación vertibles, tales como zumo de frutas, leche pasteurizada o UHT (tratada a ultra elevada temperatura) leche, vino, salsa de tomate, etc., se venden en envases fabricados de un material de envasado presurizado.

Un ejemplo típico de este tipo de envase es el envase con forma paralelepipédica para productos de alimentación líquidos o vertibles conocido como Tetra Brik Aseptic (marca registrada), que está fabricado doblando y obturando un material de envasado en tira estratificado.

El material de envasado tiene una estructura de múltiples capas que comprende una capa base para dar rigidez y resistencia, que puede estar definida por una capa de material fibroso, por ejemplo, papel o material de polipropileno cargado de mineral; y un cierto número de capas de material plástico obturable con calor, por ejemplo, una película de polietileno, que cubre ambos lados de la capa base.

En el caso de envases aséptico para productos de almacenamiento prolongado, tales como leche UHT, el material de envasado también comprende una capa de material barrera al agua y al gas, por ejemplo, una lámina de aluminio o una película de etil-vinil-alcohol (EVOH), que está superpuesta en una capa de material plástico obturable con calor, y está a su vez cubierta con otra capa de material plástico obturable con calor formando la cara interna del envase eventualmente en contacto con el producto de alimentación.

Como se conoce, por ejemplo del documento WO 2006/048441, los envases de este tipo son producidos en máquinas de envasado totalmente automáticas, en las cuales se forma un tubo continuo a partir de un material de envasado suministrado en lámina continua. Más concretamente, la lámina continua de material de envasado se desenrolla de un carrete y se suministra a través de una cámara aséptica sobre la máquina de envasado, en la que es esterilizada, por ejemplo aplicando un agente de esterilización tal como peróxido de hidrógeno, que posteriormente se evapora calentando y/o sometiendo al material de envasado a una radiación de longitud de onda e intensidad apropiada; y la lámina continua se mantiene en un ambiente cerrado, estéril y es doblada para formar un cilindro y obturada longitudinalmente para formar un tubo continuo de manera conocida.

El tubo de material de envasado, que en efecto forma una extensión de la cámara aséptica, es suministrado en una dirección vertical, se rellena con el producto de alimentación esterilizado o procesado estéril, y se suministra a través de un dispositivo de obturación para formar los envases individuales. Más concretamente, en el dispositivo de obturación, el tubo es obturado en un cierto número de secciones transversales separadas equidistantemente para formar paquetes con forma de almohada conectados entre sí mediante bandas de obturación transversales, es decir, que se extienden perpendicularmente a la dirección de desplazamiento del tubo. Los paquetes con forma de almohada son separados uno de otros cortando las bandas de obturación transversales, y son transportados a una estación de doblado en la que son doblados mecánicamente hasta formar los respectivos envases terminados con forma paralelepipédica.

Se conocen máquinas de envasado, como se han descrito por ejemplo en la Patente europeo EP-B-0887265, que comprende dos transportadores de cadena que definen respectivas trayectorias sinfín y fijadas con un respectivo número de mandíbulas de obturación. Las dos trayectorias tiene respectivas ramificaciones que se enfrentan sustancialmente y son paralelas entre sí, y entre las cuales el tubo de material de envasado es suministrado de manera que las mandíbulas del otro transportador a lo largo de dichas ramificaciones de las respectivas trayectorias, agarra el tubo en un cierto número de secciones transversales sucesivas y obtura y corta los envases.

Se conocen también máquinas de envasado que comprenden sólo dos pares de mandíbulas, que actúan alternativamente en el tubo del material de envasado para agarrar y obturar, por ejemplo, obturar con calor a lo largo de un cierto número de secciones transversales separadas equidistantemente.

Cuando la operación de obturación se completa, un cortador, portado por ejemplo por una de las mandíbulas de cada par, se activa, e interactúa con el tubo de material de envasado para cortarlo a lo largo de la línea central de la sección transversal que acaba de ser obturada, y separar así un paquete con forma de almohada del extremo inferior del tubo de material de envasado. El extremo inferior que está siendo obturado transversalmente, las mandíbulas relativas al llegar a la posición de punto muerto, puede ser abierto para evitar la interferencia con la parte superior del tubo. Al mismo tiempo, el otro par de mandíbulas, operadas exactamente de la misma manera, se mueven hacia abajo desde la posición de punto muerto, y repite el anterior proceso de agarre/formación, obturación y corte.

En ambos tipos de máquinas de envasado, la parte de tubo agarrada entre cada par de mandíbulas es típicamente obturada por medio de calentamiento portados en una de las mandíbulas, y que funden localmente las capas de material plástico obturadas por calor agarradas fuertemente entre las mandíbulas.

Para reducir el tiempo empelado en fundir el material de envasado localmente, y incrementar así la producción de envases, son ampliamente empelados medios de calentamiento comprende dispositivos de obturación ultrasónicos.

Como se ha descrito, por ejemplo, en el documento EP-B-615907, tales dispositivos comprenden sustancialmente un generador de vibraciones mecánicas o sonotrodo, y un yunque, que está fijado a las respectivas mandíbulas en cada par, y cooperan entre sí para calentar el material de envasado mediante vibración ultrasónica.

Más concretamente, un sonotrodo es una herramienta de obturación que vibra mediante uno de más discos de material piezoeléctrico. Los discos son alimentados con corriente alterna, y generan una vibración mecánica, cuya energía está relacionada con el valor de la alimentación de voltaje o corriente eléctrica efectiva.

Más concretamente, para corregir y completar la obturación, el sonotrodo debe ser alimentado con de un voltaje particularmente elevado, por ejemplo de aproximadamente mil voltios.

Pudiéndose mover con las relativas mandíbulas, los sonotrodos pueden ser accionados eléctricamente mediante una fuente de energía eléctrica fijada en una posición dada a lo largo de la trayectoria del tubo de material de envasado.

En otras palabras, la energía eléctrica debe ser transferida desde una fuente fija a un dispositivo de usuario en movimiento a lo largo de una posición de la trayectoria recorrida por el dispositivo de usuario.

Esto se puede realizar de manera conocida equipando las mandíbulas que soportan los sonotrodos con escobillas, preferiblemente fabricadas con carbón, que, a lo largo de una parte predeterminada de la trayectoria recorrida por las escobillas, que se deslizan a lo largo de respectivas barras de suministrar de energía de cobre fijadas al bastidor de la máquina de envasado.

El desgaste rápido de las escobillas y el contacto inestable entre las escobillas y las barras de suministro de energía son las principales desventajas de este método, y que lo cual tiende a empeorar a medida de la velocidad de producción aumenta.

La energía eléctrica se transfiere desde una unidad de transmisión, fijada al bastidor de la máquina de envasado, a una unidad de recepción ajustada en una de las mandíbulas de un par relativo.

La unidad de transmisión tiene un núcleo magnético colocado con un devanado primario conectado a la fuente de energía eléctrica, a la vez que la unidad de recepción tiene una fuente de energía eléctrica integrada con el cuerpo de la mandíbula relativa y colocada con un devanado secundario conectado al sonotrodo relativo.

Más concretamente, la fuente de energía eléctrica es un generador de voltaje, que alimenta el devanado primario para generar en él una corriente eléctrica y campo magnético asociado que, cuando la unidad de recepción se desplaza pasada la unidad de transmisión, induce corriente ecléctica en el devanado secundario para alimentar el electrodo.

Al no haber contacto entre las unidades de recepción y transmisión, el método anterior resuelve el problema del desgaste.

Por otra parte, los sistemas de transferencia de energía eléctrica de inducción no son satisfactorios ya que, para corregir, la obturación completa, el sonotrodo debería ser alimentado con un voltaje excepcionalmente elevado, que tendría que ser transferido por inducción desde el devanado primario al devanado secundario.

Dado que, en las condiciones de funcionamiento, el ambiente entre los devanados primario y secundario está húmedo y contaminado con sustancias conductoras, tal transferencia implica un elevado riesgo de descargas eléctricas en los devanados primario y secundario, haciendo de este modo posible el daño y el perjuicio del funcionamiento de la máquina de envasado.

El Solicitante ha encontrado que esto es particularmente así en el caso de que el devanado primario, que tiene amplias superficies expuestas, reduzca los efectos del la distribución de corriente eléctrica no homogénea (conocido como "efecto superficial"), y es por tanto difícil de aislar.

Los sistemas de transferencia de inducción son también no satisfactorios debido a que la energía eléctrica suministrada por la fuente de voltaje es suministrada al devanado primario ampliamente en forma de voltaje y en un menor grado en forma de corriente eléctrica, mientras que la corriente eléctrica inducida en el devanado secundario y, por tanto, el voltaje que suministra el electrodo son proporcionales al flujo de corriente eléctrica en el devanado primario.

El documento JP-A-2002359902 expone un sistema de distribución de energía de inducción que puede evitar el problema de un vehículo de carga ligero evitando que la energía sea transmitida a otro vehículo en una posición más alejada que la posición del vehículo de carga ligero de un bucle primario. El sistema de distribución de potencia de inducción tiene un dispositivo de suministro de energía de corriente alterna, que suministra corrientes prácticamente sinusoidales, habiendo establecido la frecuencia y el voltaje a las rutas del conductor primario establecidas a lo largo de una pluralidad de pistas para coches de motor eléctrico con un voltaje de funcionamiento. Una pluralidad de coches de motor eléctrico que se desplazan a lo largo de las pistas respectivamente han recogido bobinas y condensadores de sintonización, que recogen la energía almacenadas en los condensadores de salida, las cargas de salida que han sido conducidas por las energías almacenadas en los condensadores de salida, y conmutadores que pueden cortocircuitar eléctricamente y recoger bobinas y cortar los condensadores de sintonización procedentes de los circuitos de resonancia.

El documento JP-A-2002272134 expone un dispositivo de alimentación sin contacto de potencia de elevada frecuencia. El dispositivo está equipado con una fuente de potencia de alta frecuencia para generar potencia de alta frecuencia, el conductor primario para convertir la potencia de alta frecuencia generada por la fuente de potencia a flujo magnético, una bobina de recepción de potencia que genera una fuerza electromotriz inducida y suministra la fuerza electromotriz a la carga, un circuito de detección de resistencia para detectar el componente de resistencia de la carga, y una parte de control de frecuencia para controlar la frecuencia de potencia de levada frecuencia generada por la fuente de potencia de acuerdo con la componente de resistencia detectada por el circuito de detección. El factor de potencia de elevada frecuencia producido desde la fuente de potencia se puede hacer próximo o igual a1, y aumenta la eficiencia de potencia consumida en la carga con respecto a la potencia aparente que suministra la fuente de potencia.

El documento WO-A-00/64662 expone un conjunto de mandíbula de obturación que tiene un condensador montado en el mismo y una mandíbula de obturación que incluye un inductor de obturación formado con cable de Litz. De este modo, el conjunto de mandíbula de obturación incluye el conducto de depósito para la mandíbula de obturación. La mandíbula de obturación está montada en un chasis de mandíbula de obturación que, a su vez, está montado en un carro dispuesto para moverse por de la pista. La mandíbula de obturación empela un transformador de separación de aire que incluye un devanado de transformador principal montado en una superficie fija y un devanado de transformados secundario montado en el chasis de la mandíbula de obturación. Cuando el carro de mandíbula se mueve por la pista, el devanado de transformador secundario se aproxima al devanado de transformador primario, con lo cual un corriente es inducida en el inductor de obturación de la mandíbula de obturación.

Exposición de la invención

Es un objeto de la presente invención proporcionar un dispositivo de obturación para producir envases sellados de un producto de alimentación vertible, diseñado para asegurar la obturación completa y correcta de los envases, a la vez que proporciona una solución sencilla y de bajo coste a las desventajas anteriormente mencionadas típicamente asociadas con los dispositivos de obturación conocidos.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un dispositivo de obturación para producir envases obturados de un producto de alimentación vertible, comprendiendo dicho dispositivo de obtura-
ción:

- un bastidor de soporte

- al menos un par de mandíbulas opuestas que se pueden mover cíclicamente con respecto a dicho bastidor y a lo largo de parte de la trayectoria para agarrar fuertemente un tubo de material de envasado en secciones transversales separadas de manera equidistante;

- medios de obturación ultrasónicos portados por una primera de dichas mandíbulas para obturar dicho tubo de material de envasado en dichas secciones transversales; y

- medios de potencia electromagnéticos para suministrar energía eléctrica a dichos medios de obturación, comprendiendo dichos medios de potencia al menos un devanado primario fijado a dicho batido a lo largo de dicha trayectoria y que se puede conectar a una fuente de energía eléctrica; y un devanado secundario portado por dicha primera mandíbula, medios de suministro y obturación, y recibir energía eléctrica por indicción electromagnética desde dicho devanado primario cuando dicha primera mandíbula se desplaza pasado el devanado primario;

y caracterizado por comprender medios de transformación suministrados por dicha fuente de energía eléctrica con un primer voltaje, y alimentar dicho devanado primario con un segundo valor de voltaje menor que dicho primeo valor de voltaje y porque dicho devanado secundario recibe durante el uso la energía eléctrica por inducción electromagnética desde dicho devanados primario con un valor de voltaje más elevado que dicho segundo valor de voltaje.

La presente invención se refiere también a un método de obturación para producir envases obturados a partir de un tubo de material de envasado en lámina suministrado a lo largo de una trayectoria y rellenar de forma continua con un producto de alimentación vertible; comprendiendo el método las etapas de:

- mover un par de mandíbulas opuestas con respecto a un bastidor de soporte y a lo largo de parte de dicha trayectoria para agarrar dicho tubo de material de envasado fuertemente en secciones transversales separadas de forma equidistante;

- obturar dicho tubo de material de envasado en dichas secciones transversales por medio de medios de obturación ultrasónicos;

- suministrar energía eléctrica a dichos medios de obturación por medio de medios de potencia, comprendiendo dichos medios de potencia al menos un devanado primario fijado a dicho bastidor a lo largo de dicha trayectoria y que se pueden conectar a una fuente de energía eléctrica; y un devanado secundario portado por dicha primera mandíbula, que alimenta dichos medios de obturación, y que recibe la energía eléctrica por inducción desde dicho devanado primario cuando la primera mandíbula se desplaza pasado el devanado primario;

y estando caracterizado por comprender la etapa de alimentar medios de transformación, por medio de dicha fuente de energía eléctrica, con un primer valor de voltaje, y alimentar dicho devanado primario, por medio de dichos medios transformadores, con un segundo valor de voltaje más bajo que el primer valor del voltaje

Recibiendo dicho devanado secundario energía por inducción electromagnética desde dicho devanado primario con un tercer valor de voltaje mayor que dicho segundo valor de voltaje.

Breve descripción de los dibujos

Una realización preferida no limitativa de la presente invención se describirá a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la Figura 1 muestra una vista en perspectiva, con partes retiradas para más claridad, de un dispositivo de obturación de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención;

la Figura 2 muestra una vista lateral esquemática del dispositivo de obturación de la Figura 1;

la Figura 3 muestra una vista en perspectiva a escala mayor de parte del dispositivo de obturación de la Figura 1;

la Figura 4 muestra una vista en perspectiva en escala más grande de un detalle de la Figura 3;

la Figura 5 muestra una sección a mayor escala a lo largo de la línea V-V de la Figura 4;

la Figura 6 muestra un diagrama de circuito de un detalle del dispositivo de obturación de la Figura 1-3.

Mejor modo de realizar la invención

El número 1 en las Figuras 1 y 2 indica en conjunto un dispositivo de obturación para producir de forma continua envases obturados 1 de un producto de alimentación vertible, tal como leche UHT pasteurizada, zumo de frutas, vino, etc. a partir de un tubo 3 de material de envasado.

El tubo 3 se forma de manera conocida aguas arriba del dispositivo 1 doblando longitudinalmente y obturando una lámina continua de material de hoja obturable con calor y se rellena con el producto de alimentación esterilizado o procesado estéril para el envasado.

El dispositivo 1 comprende un bastidor 6 (Figuras 1 y 3), definido por dos lados 7a, 7b y por dos paredes transversales paralelas 8a, 8b fijadas rígidamente entre los lados 7a, 7b para definir, con los lados 7a, 7b, una cavidad 9; y dos transportadores de cadena 10, 11 encajados en el bastidor 6 y que tiene respectivas mandíbulas 12, 13 (sólo se muestra un par en la Figura 1) que cooperan entre sí para interactuar con el tubo 3 de material de envasado suministrado a lo largo de una trayectoria vertical A, a través de la cavidad 9.

Haciendo particular referencia a la Figura 2, los transportadores 10, 11 definen respectivas trayectoria sinfín P, Q a lo largo de las cuales las mandíbulas 12, 13 son alimentadas, y que se extiende respectivamente alrededor de las paredes 8a, 8b del bastidor 6.

El transportador 10 comprende una cadena articulara 15 que se extiende a lo largo de la trayectoria P; y dos ruedas de accionamiento 16 que engranan con ambos lados de la cadena 15 en el extremo inferior de la trayectoria P. Las mandíbulas 12 son una parte integral, y definen enlaces alternantes de la cadena 15, y están conectados entre sí de manera articulada por pares de barras 17.

Más concretamente (Figura 3), cada mandíbula 12 comprende un cuerpo principal 20, que está adargado en un dirección B (mostrada en las Figuras 4 y 5) perpendicular a la trayectoria A y a los lados 7a, 7b y tiene respectivos alargamientos extremos 21, 22, desde cada uno de los cuales sobresalen un primer y un segundo pasadores 23, 24 que tiene ejes C, D separados y paralelos a la dirección B. Las barras 17 pivotan en los pasadores 23, 24 de las mandíbulas 12 para conectar los pasadores 23 de una mandíbula 12 con los pasadores 24 de la mandíbula adyacente 12.

De la misma manera, el transportador 11 (Figuras 1 y 2) comprende una cadena articulada 24 que se extiende a lo largo de la trayectoria Q; y dos ruedas de accionamiento 26 que se engranan con la cadena 25 en el extremo inferior de la trayectoria Q. La cadena 25 está definida por un cierto número de mandíbulas 13 conectadas entre sí de manera articulada, y sólo descrita con detalle en la medida que difieren de las mandíbulas 12 como se requiere para un entendimiento más claro de la presente invención. Las partes de las mandíbulas 12 idénticas o que corresponden a partes de las mandíbulas 12 descritas están indicadas utilizando los mismos números de referencia. Brevemente, cada mandíbula 13 comprende un cuerpo principal 20 que conecta los pares adyacentes de las mandíbulas 13.

Las mandíbulas 12 y 13 están encajadas respectivamente con un generador de vibración mecánico o sonotrodo 29, y un yunque 32 (ambos mostrados esquemáticamente en la Figura 2), que se pueden mover, transversalmente a la trayectoria A, entre una configuración cerrada y una configuración abierta en la que agarran firmemente el tubo de obturación 2 en una sección transversal relativa para obturar los
envases 2.

El sonotrodo 29 es una herramienta de obturación que es hecha vibrar por uno o más discos de material piezoeléctrico. Como se ha descrito con detalle más adelante, los discos son alimentados con voltaje alterno, y generan una vibración mecánica, cuya energía está relacionada con el valor de suministro de voltaje efectivo.

Las mandíbulas 12 y 13 (figuras 1 y 3) también comprenden respectivos dispositivos 33 para controlar el volumen de envases 2 cuando se obturan los envases. Cada dispositivo 33, conocido por ejemplo del documento EP-B-0887265 y por tanto no descrito con detalle, comprende sustancialmente una media valva 34 articulada al cuerpo principal 20, alrededor de un eje paralelo a los ejes C, D, mediante dos ménsulas de soporte integrales con la media valva 34.

Como se muestra en la Figura 1, cada media valva 34 coopera en la parte delantera con una media valva complementaria 34 para formar una cavidad con forma sustancialmente paralelepipédica para alojar un envase 2 que está siendo formado. Cada dispositivo 33 comprende también un rodillo seguidor de leva 36 encajado para girar loco en una ménsula de soporte a su vez colocada integralmente en la parte trasera de la media valva relativa 34.

Los rodillos seguidores de leva 36 de las mandíbulas 12 y 13 cooperan con las respectivas levas 38 encajadas en las paredes 8a y 8b del bastidor 6, y sólo una asociada con el transportador 11 se muestra en la Figura 1.

El movimiento de las mandíbulas 12 y 13 es controlado por respectivos pares de levas 40, 41 colocados en las paredes 8a, 8b del bastidor 6 y que cooperan con los respectivos pares de cilindros seguidores de levas 42, 43 (Figura 3) fijados a los acoplamientos extremos 21, 22 de las mandíbulas 12, 13. Los rodillos 42, 43 de cada par son coaxiales respectivamente con los pasadores 24, 23 y están desplazados axialmente entre sí, de manera que pueden cooperar con la respectiva leva 40, 41.

Más concretamente, dos pares de levas 40, 41 (figuras 1 y 2) están colocados en la pared 8a, y cooperan con respectivos pares de rodillos 42, 43 de las mandíbulas 13. De manera similar, dos pares de levas 40, 41 están colocados en la pared 8b y cooperan con respectivos pares de rodillos 42, 43 de las mandí-
bulas 12.

Las levas 40, 41 tienen respectivas partes sustancialmente con forma de U 40a, 41a que se extienden alrededor de los bordes superiores de respectivas paredes 8a, 8b para definir partes de retorno, opuestas a las respectivas ruedas de accionamiento 16, 26, para las respectivas cadenas 15, 25 de los transportadores 10, 11; y respectivas partes 40b, 41b que se extiende a lo largo de respectivas paredes 8a, 8b, dentro de la cavidad 9. Las partes 40a, 41a definen partes P_{1}, Q_{1}, a lo largo de las cuales las mandíbulas 12 y 13 se mueven hacia e impactan con el tubo 3 del material de envasado; y las partes 40b, 41b definen partes sustancialmente paralelas, enfrentadas P_{2}, Q_{2} de las dos trayectorias P, Q, a lo largo de las cuales las mandíbulas 12 y 13 se mantiene en contacto bajo presión para formar los envases limitados por las obturaciones 2 es las respectivas bandas de obturación transversales sustancialmente planas 44. De este modo se forma una tira continua, que comprende un cierto número de partes de recipiente con forma paralelepipédica 45 conectadas entre si por bandas transversales 44, que son cortadas a lo largo de la trayectoria P o aguas abajo del dispositivo 1 para formar los envases 2.

Las levas 40, 41 liberan las cadenas relativas 15, 25 en las respectivas partes P_{3}, Q_{3} de las trayectorias P, Q en la salida de las respectivas ruedas de accionamiento 16, 26.

A lo largo de las partes P3, Q3, las cadenas 15, 25 cooperan con respectivos pares de tensores 46 para mantener las cadenas 15, 25 suficientemente tensas para asegurar el contacto entre los rodillo 42, 43 de las mandíbulas 12, 13 y las levas relativas 40, 41.

Haciendo referencia particular a las Figuras 3, 4 y 5 el dispositivo 1 comprende también una unidad de potencia electromagnética 50 para suministrar el energía eléctrica al sonotrodo 29 de cada mandíbula 12 a lo largo de las parte P_{2} de cada trayectoria P.

La unidad de potencia 50 comprende sustancialmente medios de transmisión 51 conectados a una fuente de energía eléctrica fija (no mostrada), por ejemplo, un generador de voltaje alterno, y colocada integralmente en el bastidor 6; y medios de recepción 52 fijados a las mandíbulas 12 y que reciben energía eléctrica por inducción electromagnética desde los medios de transmisión 51 cuando las mandíbulas se desplazan pasados los medios de transmi-
sión 51.

Más concretamente, los medios de transmisión 51 comprende dos unidades de transmisión enfrentadas 53 fijadas a los respectivos lados 7a, 7b dentro de la cavidad 9, y que se extiende simétricamente sobre los lados opuestos de la trayectoria A y la parte P_{2} de la trayectoria P de las mandíbulas 12.

Haciendo referencia a la Figura 4, cada unidad de transmisión 53 está alargada en una dirección paralela a la trayectoria A y la parte P2 de la trayectoria P, y comprende sustancialmente una ménsula de soporte de plástico 54; un núcleo magnético fijo 55; y un devanado primario preferiblemente de cobre 56 conectado a la fuente de energía eléctrica fija.

El núcleo fijo 55 está definido por una placa rectangular alargada en la dirección de la trayectoria A y fijada a la ménsula 54 de manera que sobresalga de la ménsula 54 hacia la cavidad 9.

El núcleo fijo 55 está fabricado de un material magnetodieléctrico y comprende una parte de base con forma paralelepipédica 57, desde la cual sobresale un cierto número, en el ejemplo mostrado cuatro, de salientes paralelos 58 en la dirección B hacia las mandíbulas 12 (Figura 5).

El devanado primario 56 comprende dos placas de conducción alargadas 59 fijadas a y que sobresalen de los respectivos salientes centrales 58 del núcleo fijo 55 de manera que se forma una extensión de salientes 58 hacia dentro de la cavidad 9.

Los medios de recepción 532 comprenden dos conjuntos de unidades de recepción 60 fijadas alternativamente a los acoplamientos 21, 22 de las respectivas mandíbulas 12, 13 y que interactúan con las respectivas unidades de transmisión 53.

Cada unidad de recepción 60 (Figuras 3 y 4) sobresale de un alargamiento relativo 21, 22 de una mandíbula relativa 12, 13 y sustancialmente comprende una ménsula de soporte 61, un núcleo magnético desplazable 62; y un devanado secundario 63 preferiblemente definido por un cable que comprende un cierto número de hilos aislados para reducir los efectos de la distribución de corriente eléctrica no uniforme o "efecto superficial", que recibe energía eléctrica por inducción electromagnética desde el devanado primario 56 cuando la unidad de recepción 60 se desplaza pasada la unidad de transmisión relativa 53.

En el ejemplo mostrado, el núcleo móvil 62 está definido por un cuerpo, que está preferiblemente hecho de ferrita u otro material magnetodieléctrico, sobresale del alargamiento relativo 21, 22 de la mandíbula relativa 12, 13 hacia el lado relativo 7a, 7b del bastidor 6, y preferiblemente tiene forma de E en sección en un plano perpendicular a la trayec-
toria A.

Más concretamente el núcleo móvil 62 comprende una parte de base 64 con forma de placa rectangular, desde la cual tres salientes paralelos 65 sobresales en la dirección B hacia el lado relativo 7a, 7b.

En el ejemplo mostrado, el devanado secundario 63 comprende un cierto número de vueltas 66. Y cada vuelta 66 comprende una parte extrema 67 enrollada alrededor del saliente central 65 de la bobina móvil 62 para formar una bobina; y una parte alargada 68 que conecta la parte extrema relativa 67 al sono-
trodo 29.

El dispositivo 1 comprende, de manera ventajosa, medios transformadores (Figura 6) suministrados por la fuente de energía eléctrica con un primer valor de voltaje, que alimenta al devanado primario con un segundo valor de voltaje efectivo menor que el primer valor de voltaje.

Más concretamente los medios transformadores comprende un transformador conocido 70, que a su vez comprende primera vueltas 71 y segundas vueltas 72 conectadas magnéticamente entre sí de manera conocida mediante un núcleo de material magnético (no mostrado).

El dispositivo 1 comprende un circuito electromagnético 69 para conectar electromagnéticamente la fuente de energía eléctrica, el transformador 70, la unidad de transmisión 53 y el sonotrodo 29.

El circuito 69 comprende primera y segunda líneas 73 que conectan la fuente de energía eléctrica a las primeras vueltas 71 del transformador 70; segundas líneas eléctricas 74 que conectan la segundas vueltas 72 del transformador 70 al devanado primario 56; y terceras líneas eléctricas 75 que conectan el devanado secundario 63 y el sonotrodo 29.

Más concretamente, las primeras vueltas 71 son de mayor número que las segundas vueltas 72, de manera que el segundo valor de voltaje efectivo suministrado a las segundas vueltas 72 del transformador 70 y, sobre las líneas 74, al devanado primario 56, es menor que el primer valor de voltaje efectivo suministrado por la fuente de energía eléctrica a las primeras vueltas 71 del transformador 70.

La relación entre el número de primeras vueltas 71 y el número de segundas vueltas 72 depende de la relación deseada entre el primer valor de voltaje efectivo suministrado por la fuente de energía eléctrica a las primeras vueltas 71 y el valor de voltaje efectivo suministrado a las segundas vueltas 72.

En el ejemplo mostrado, la relación ente el número de primeras vueltas 71 y el número de segundas vueltas 72 es 50.

El transformador 70 mantiene el suministro al devanado primario 56 de la unidad de transmisión 53 con un segundo valor de voltaje efectivo mucho menor que el primer valor de voltaje efectivo, de manera que la energía eléctrica es trasferida por indicción electromagnética desde el devanado primario 56 al devanado secundario 63 con un valor de voltaje efectivo bajo y un valor de corriente eléctrica efectivo alto, reduciendo de este modo en gran medida el riesgo de descargas en el ambiente contaminado y húmedo entre el devanado primario 56 y el devanado se-
cundario 63.

El devanado primario 56 y el devanado secundario 63 están diseñados para inducir en el devanado secundario 63 un tercer valor de voltaje efectivo mayor que el segundo valor de voltaje efectivo y lo suficientemente alto para asegurar la correcta y efectiva obturación por el sonotrodo 29.

En el ejemplo mostrado, la relación entre el tercer valor de voltaje efectivo y el segundo valor de voltaje efectivo es 50.

El circuito 69 comprende también un condensador 76 conectado eléctricamente en serie a la fuente de energía eléctrica a lo largo de una de las líneas eléctricas 73, y de tal capacitancia que equilibra las características sustancialmente inductivas de las primeras vueltas 71 del transformador 70, de manera que el segundo valor de voltaje inducido en las segundas vueltas 72 es máximo alrededor de la frecuencia de oscilación del voltaje suministrado por la fuente de energía eléctrica.

El circuito 69 comprende un condensador 77 conectado eléctricamente en paralelo a un devanado secundario 63, y de tal capacitancia que equilibra las características electromagnéticas sustancialmente inductivas del devanado secundario 63, y un inductor 78 conectado eléctricamente en paralelo al condensador 77, en el lado opuesto del condensador 77 al devanado secundario 63, y de tal inductancia que equilibra las características electromagnéticas del sonotrodo 29 y del material de envasado.

Más concretamente, las características electromagnéticas del sonotrodo 29 y del material de envasado están representadas por un condensador 79 conectado eléctricamente en paralelo al inductor 78 y situado en el lado opuesto del inductor 78 al condensador 77; y por una conexión en serie 80 de un condensador 81, un inductor 82 y una resistencia 83. La conexión 80 está conectada eléctricamente en paralelo al condensador 79 en el lado opuesto del condensador 79 al inductor 78.

Por medio del circuito 69, el valor del voltaje efectivo suministrado al sonotrodo 29 es máximo alrededor del la frecuencia de oscilación del voltaje inducido en el devanado secundario 63.

Los discos piezoeléctricos por tanto hacen vibrar el sonotrodos a una amplitud suficiente como para asegurar la correcta y efectiva obturación.

El dispositivo de obturación 1 funciona como sigue.

Los dos transportadores 10, 11 son hechos girar en direcciones opuestas, como se indica mediante las flechas de la Figura 2, de manera que las respectivas mandíbulas 12 y 13 cooperan con el tubo 3 del material de envasado desde el extremo de las respectivas partes P_{1}, Q_{1} de las trayectorias P, Q y a lo largo de las respectivas partes P_{2}, Q_{2} con una ley de movimiento determinada por los perfiles de las levas 40, 41.

Simultáneamente con el movimiento de los transportadores 10, 11, la fuente de energía eléctrica alimenta a las primeras vueltas 71 del transformador 70 por las líneas 73.

El condensador 76 equilibra el efecto de atenuación del las características sustancialmente inductivas de las primeras vueltas 71, de manera que el valor de voltaje efectivo suministrado a las segundas vueltas 72 es máximo alrededor de la frecuencia de oscilación de la fuente de energía eléctrica.

El trasformador 10 transfiere y reduce el valor efectivo del voltaje de las primeras vueltas 71 a las segundas vueltas 72.

Las segundas vueltas 72 suministran el voltaje al devanado primario 56 por las líneas 74.

El ciclo de funcionamiento se describirá ahora con más detalle con referencia a una mandíbula 12 del transportador 10 y la correspondiente mandíbula 13 del transportador 11, todas las mandíbulas 12 y 13 obviamente realizan el mismo ciclo a intervalos de tiempo que dependen de la velocidad de producción.

A lo largo de las partes P_{1} y Q_{1}, las mandíbulas 12 y 13 son llevadas juntas para deformar gradualmente y eventualmente "aplanar" el tubo 3 en un banda transversal 44.

En el extremo de las partes P_{1}, Q_{1}, los dispositivos 33 para controlar el volumen de los paquetes 2 son activados; y las medias valvas 34 de las mandíbulas 12 y 13 son llevadas juntas frontalmente para definir una cavidad con forma de paralelepípedo que define el volumen de la parte de recipiente 45 del envase 2 que se está formando.

A lo largo de las respectivas partes P_{2}, Q_{2} de las trayectorias P, Q, las mandíbulas 12 y 13 agarran firmemente el tubo 3, y la unidad de recepción 60 de la mandíbula 12 se desplaza pasada la unidad de transmisión relativa 53 y se acopla con ella en la direc-
ción B.

Más concretamente, la unidad de recepción 60 está situada con respecto a la unidad de transmisión relativa 53 como se muestra en la Figura 5.

Cuando la mandíbula se desplaza a lo largo de la parte P_{2} de la trayectoria P, el voltaje es inducido por el devanado primario 56 en el devanado secundario 63 de la unidad de recepción relativa 60, activando eléctricamente de este modo el sonotrodo 29 que obtura las dos partes superpuestas del material de envasado que define la banda 44.

Más concretamente, el valor efectivo del voltaje inducido en el devanado secundario 63 es mayor que el valor de voltaje efectivo en las segundas vueltas 72, de manera que el sonotrodo 29 es alimentado por las líneas 74 con un valor de voltaje alterno efectivo suficiente para asegurar la correcta y completa obturación de las dos partes del materia de envasado que define la banda 44.

Cuando se activa el sonotrodo 29, el condensador 77 equilibra el efecto de atenuación de las características sustancialmente inductivas del devanado secundario 63, y el inductor 78 equilibra el efecto atenuante de las características electromagnéticas del sonotrodo 29 y el material de envasado, de manera que el valor de voltaje efectivo suministrado al sonotrodo 29 es máximo alrededor de la frecuencia a la que el voltaje es inducido en el devanado secundario 63.

Después de que la unidad de recepción 60 descargue la unidad de transmisión relativa 53 en el extremo de la parte P_{2} de la trayectoria P, o después de que se alcance el valor de energía de obturación requerido, cesa la inducción de corriente eléctrica en el devanado secundario 63; en este punto, las mandíbulas 12 y 13 liberan la banda de obturación recién hecha 44 y se retiran de la banda de los envases 2.

Las ventajas del dispositivo 1 y del método de acuerdo con la presente invención se aclararán con la anterior descripción.

En particular, el dispositivo de obturación 1 se proporciona para la correcta y completa obturación de las partes del material de envasado que forman la banda 44, reduciendo de este modo el riesgo de descargas entre el devanado primario 56 y el devanado secundario 63.

De hecho, el transformador 70, alimenta a las segundas vueltas 72 con un valor de voltaje efectivo menor y un valor de corriente eléctrica efectivo mayor que los suministrados por la fuente de energía eléctrica a las primeras vueltas 71.

La energía eléctrica suministrada de este modo por las segundas vueltas 72 al devanado primario 56 principalmente en forma de corriente eléctrica alterna y en un grado menor en forma de voltaje alterno.

Los valores de voltaje efectivos bajos posteriormente pasan entre el devanado primario 56 y el devanado secundario 63, reduciendo enormemente de este modo el riesgo de descargas eléctricas, particularmente con respecto al devanado primario 56.

Además, la corriente inducida en el devanado secundario 63 y, por tanto, el voltaje suministrado al sonotrodo 29 que es particularmente alta, siendo proporcional a la corriente eléctrica del devanado primario 56, el sonotrodo 29 puede ser a alimentado fácilmente con los valores de voltaje elevados requeridos para la correcta y completa obturación.

Claramente, se pueden hacer los cambios en el dispositivo de obturación 1 y en el método descritos sin que, sin embargo se salgan del campo de protección definido en las Reivindicaciones adjuntas.

En particular, el dispositivo 1 puede tener la característica de tener sólo uno o dos pares de mandíbulas 12, 13 que actúan sobre el tubo 3 del material de envasado.

En lugar de estar conectados en serie sobre las líneas 73, el condensador 76 puede estar eléctricamente conectado en paralelo a las primeras vueltas 71 del transformador 70.

Finalmente la necesidad del circuito 69 no necesariamente comprende los condensadores 76, 77 y/o el inductor 78. El que se emplean o no los condensadores 76, 77 o el inductor 78 depende de las características electromagnéticas del sonotrodo 29 y de la configuración particular del devanado primario 65 y del devanado secundario 63.

Claims

1. Un dispositivo de obturación (1) para producir envases obturados (2) a partir de un tubo (3) de material de envasado en lámina suministrado a lo largo de una trayectoria (A) y llenado de forma continua con un producto de alimentación vertible, comprendiendo dicho dispositivo (1):

- un bastidor de soporte (6);

- al menos un par de mandíbulas opuestas (12, 13) que se pueden mover cíclicamente con respecto al bastidor (6) y a lo largo de una trayectoria (A) para agarrar dicho tubo (3) de material de envasado fuertemente en secciones equidistantemente separadas;

- medios de obturación ultrasónicos (29) portados por una primera (12) de dichas mandíbulas (12, 13) para obturar dicho tubo (3) de material de envasado en dichas secciones transversales; y

- medios de potencia electromagnéticos (50) para suministrar energía eléctrica a dichos medios de obturación (29), comprendiendo dichos medios de potencia (50) al menos un devanado primario (56) fijado a dicho bastidor (6) a lo largo de dicha trayectoria (A) y que se puede conectar a una fuente de energía eléctrica; y un devanado secundario (63) portado por dicha primera mandíbula (12), que alimenta dichos medios de obturación (29) y que recibe energía eléctrica por inducción electromagnética de un devanado primario (56) cuando dicha primera mandíbula (12) se desplaza pasado el devanado primario (56);

caracterizado por comprender medios transformadores (70) alimentados por dicha fuente de energía eléctrica con un primer valor de voltaje, y que alimentan dicho devanado primario (56) con un segundo valor de voltaje menor que dicho primer valor de voltaje; y porque dicho devanado secundario (63) recibe, en uso, la energía eléctrica por inducción electromagnética procedente del devanado primario (56) con un tercer valor de voltaje mayor que el segundo valor de voltaje.

2. Un dispositivo como el reivindicado en la Reivindicación 1, caracterizado por comprender un circuito electromagnético (69) que conecta dicha fuente de energía eléctrica a dichos medios transformadores (70), y dicho devanado secundario (63) a dichos medios de obturación (29); comprendiendo dicho circuito (69) medios de compensación electromagnéticos (76, 77, 78) para equilibrar la atenuación causada por dichos medios transformadores (70), por dichos medios de obturación (29), y por dicho devanado primario y secundario (56, 63) de manera que el voltaje suministrado a los medios de obturación (29) es máximo alrededor de la frecuencia de dicha fuente de energía eléctrica.

3. Un dispositivo como el reivindicado en la Reivindicación 2, caracterizado porque dichos medios de compensación electromagnéticos (76, 77, 78) comprenden un inductor (78) conectado eléctricamente a dichos medios de obturación (29) y a dicho devanado secundario (63), y para equilibrar la atenuación causada por dichos medios de obturación (29).

4. Un dispositivo como el reivindicado en la Reivindicación 2, caracterizado porque dichos medios de compensación electromagnéticos (76, 77, 78) comprenden un condensador (77) conectado eléctricamente a dicho devanado secundario (63) y a dichos medios de obturación (29), y para equilibrar la atenuación causada por dicho devanado secundario (63).

5. Un dispositivo como el reivindicado en la Reivindicación 2, caracterizado porque dichos medios transformadores (70) comprenden al menos un transformador (70) que tiene primeras vueltas (71) conectadas eléctricamente a dicha fuente de energía eléctrica, y segundas vueltas (72) conectadas eléctricamente a dicho devanado primario (56); y porque dichos medios de compensación electromagnéticos (76, 77, 78) comprenden un condensador (76) conectado eléctricamente a dicha fuente de energía eléctrica y a dichas primeras vueltas (71) y para equilibrar la atenuación causada por dicho transformador (70).

6. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho devanado secundario (63) está definido por un cable que comprende un cierto número de hilos aislados.

7. Un método de obturación para producir envases obturados (2) a partir de un tubo (3) de material de envasado en lámina suministrado a lo largo de una trayectoria (A) y llenado de forma continua con un producto de alimentación vertible, comprendiendo el método las etapas de:

- mover un par de mandíbulas opuestas (12, 13) cíclicamente con respecto al bastidor de soporte (6) y a lo largo de parte de dicha trayectoria (A) para agarrar dicho tubo (3) de material de envasado fuertemente en secciones separadas equidistantemente;

- obturar dicho tubo (3) de material de envasado en dichas secciones transversales mediante medios de obturación ultrasónicos (29);

- suministrar energía eléctrica a dichos medios de obturación (29) mediante medios de potencia (50), comprendiendo dichos medios de potencia al menos un devanado primario (56) fijado a dicho bastidor (6) a lo largo de dicha trayectoria (A) y que se puede conectar a una fuente de energía eléctrica; y un devanado secundario (63) portado por dicha primera mandíbula (12), alimentar dichos medios de obturación (29) y recibir energía eléctrica por inducción electromagnética desde dicho devanado primario (56) cuando dicha primera mandíbula (12) se desplaza pasado el devanado primario (56);

y que está caracterizado por comprender la etapa de suministrar medios transformadores (70), por medio de dicha fuente de energía eléctrica, con un primer valor de voltaje, y alimentar dicho devanado primario (56), mediante dichos medios transformadores (70), con un segundo valor de voltaje menor que dicho primer valor de voltaje;

recibiendo dicho devanado secundario (63) dicha energía eléctrica por inducción electromagnética desde dicho devanado primario (56) con un tercer valor de voltaje mayor que dicho segundo valor de voltaje.