ES2363290B1 - Maquina de conformado, llenado y sellado - Google Patents

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Abstract

Máquina de conformado, llenado y sellado que comprende unos medios de alimentación (10) de lámina tubular (8) de material polimérico, un elemento de guiado (6) de la lámina tubular (8), una primera y segunda mordazas (2, 4) que comprenden un primer y un segundo electrodos (14, 16) de soldadura y unos medios de corte (26). La primera mordaza (2) es fija y la segunda mordaza (4) es móvil entre una posición abierta que permite el paso de la lámina tubular (8) y una posición cerrada. El elemento de guiado (6) es móvil entre una primera posición alejada de la primera mordaza (2) que permite el paso de la lámina tubular (8) entre la primera y segunda mordazas (2, 4) y una segunda posición próxima a la primera mordaza (2) en la que la lámina tubular (8) queda sujetada entre el elemento de guiado (6) y la primera y segunda mordazas (2, 4) para ser cortada por los medios de corte (26).

Description

Máquina de conformado, llenado y sellado.
Campo de la invención
La invención se refiere a una máquina de conformado, llenado y sellado, más conocida en la técnica por su acrónimo inglés FFS (Form, fill and seal).
En particular, la invención se refiere a mejoras en la parte de conformado de la máquina. Según la invención, la máquina comprende unos medios de alimentación de lámina tubular de material polimérico, un elemento de guiado de dicha lámina tubular, una primera y segunda mordazas que comprenden un primer y un segundo electrodos de soldadura y unos medios de corte.
Estado de la técnica
Las máquinas FFS son máquinas que se caracterizan por fabricarse el saco y llenarlo de manera automática, partiendo de una bobina de lámina tubular de material polimérico.
Estas máquinas tienen cuatro estaciones básicas: estación de desbobinado, estación de conformación del saco, estación de llenado y finalmente la estación de soldadura de la boca.
La estación de conformación del saco tiene como misión principal, el corte de la bobina para la realización del saco a la medida requerida y la soldadura del fondo del mismo. Durante la conformación del saco la máquina realiza varios movimientos rápidos que precisan de un control complejo. Por otra parte, cuanto mayor sea la complejidad mecánica de la máquina, mayor probabilidad existe de fallos innecesarios en la conformación que conduzcan a paros no deseados.
Sumario de la invención
La invención tiene como finalidad proporcionar una máquina de conformado, llenado y sellado del tipo indicado al principio, que presente una configuración más robusta y un funcionamiento más preciso, al objeto de facilitar su control y reducir los paros no deseados.
Esta finalidad se consigue mediante una máquina de conformado, llenado y sellado del tipo indicado al principio, caracterizada porque la primera mordaza es fija y la segunda mordaza es móvil entre una posición abierta que permite el paso de la lámina tubular y una posición cerrada y porque el elemento de guiado es móvil entre una primera posición alejada de la primera mordaza que permite el paso de la lámina tubular entre la primera y segunda mordazas y una segunda posición próxima a la primera mordaza en la que la lámina tubular queda sujetada entre el elemento de guiado y la primera y segunda mordazas para ser cortada por dichos medios de corte.
En primer lugar, en la máquina según la invención, gracias a que sólo una de las mordazas es móvil, se reducen los elementos a controlar y se mejora la precisión para sujetar la lámina tubular. Así, es más difícil que se produzcan desajustes del punto de sujeción de la lámina tubular por parte de las mordazas.
Por otra parte, el elemento de guiado móvil permite sujetar levemente la lámina pudiendo prescindir de elementos adicionales de sujeción para realizar el corte que separa un saco terminado de la lámina tubular. Otra ventaja importante del elemento de guiado, consiste en que la lámina avanza a gran velocidad y éste evita el riesgo de enrollamiento de la lámina a la salida de los medios de alimentación, ya que el guiado se extiende entre los medios de alimentación y prácticamente el inicio de las mordazas, entrando en las mordazas de forma sustancialmente vertical. Este guiado en todo el recorrido evita también repliegues que podrían provocar paros no deseados.
Además, la invención abarca una serie de características preferentes que son objeto de las reivindicaciones dependientes y cuya utilidad se pondrá de relieve más adelante en la descripción detallada de una forma de realización de la invención.
Preferentemente el elemento de guiado es solidario a dicha segunda mordaza de manera que dichas posiciones abierta y cerrada de dicha segunda mordaza están sincronizadas con dichas primera y segunda posiciones de dicho elemento de guiado. De nuevo se elimina un elemento adicional para controlar el elemento de guiado y se simplifica la máquina.
En las máquinas FFS, y en particular en la estación de conformación del saco, la alimentación de la lámina tubular se produce desde arriba, mientras que las etapas de corte, soldadura se encuentran debajo de la alimentación. Esto facilita el acceso del operario a la zona de corte y soldadura para tareas de mantenimiento. No obstante, a menudo la zona de acceso queda obstruida por los múltiples accionamientos de la máquina. Por ello, en una forma de realización preferente de la máquina la segunda mordaza comprende un brazo basculante alrededor de un eje situado por encima de dichos medios de alimentación. Mediante este brazo largo se libera espacio por detrás de la segunda mordaza y facilita los trabajos de mantenimiento de la estación de conformación. Por otra parte, el brazo al ser largo realiza un movimiento casi lineal que mejora la precisión de cierre de la mordaza móvil sobre la mordaza fija.
Preferentemente el primer y segundo electrodos son móviles respecto a la primera y segunda mordazas, entre una posición de soldadura y una posición de liberación, y el primer y segundo electrodos pasan a la posición de liberación antes de que dicha segunda mordaza pase a dicha posición abierta. En este momento el saco que está siendo conformado está firmemente sujetado en el elemento de guía de manera que en caso de que existan adherencias entre el saco y los electrodos durante el movimiento de alejamiento de los electrodos, el saco se puede despegar de forma sencilla.
Asimismo, la invención también abarca otras características de detalle ilustradas en la descripción detallada de una forma de realización de la invención y en las figuras que la acompañan.
Breve descripción de los dibujos
Otras ventajas y características de la invención se aprecian a partir de la siguiente descripción, en la que, sin ningún carácter limitativo, se relata una forma preferente de realización de la invención, haciendo mención de los dibujos que se acompañan. Las figuras muestran:
Fig. 1, una vista en perspectiva de la estación de conformación de una máquina según la invención.
Fig. 2, una vista lateral de la máquina de la figura 1.
Fig. 3, una vista lateral simplificada de la zona de alimentación de la lámina tubular en la que se han eliminado componentes para facilitar la visualización del elemento de guiado.
Fig. 4, una vista de detalle de la zona de alimentación, corte y soldadura en posición de reposo de la máquina.
Fig. 5, una vista de detalle de la zona de alimentación, corte y soldadura en posición de sujeción de la lámina tubular.
Fig. 6, una vista de detalle de la zona de alimentación, corte y soldadura en posición de corte de la lámina tubular.
Fig. 7, una vista de detalle de la zona de alimentación, corte y soldadura en posición de soldadura de la lámina tubular para conformar la base de un saco.
Descripción detallada de una forma de realización de la invención
La máquina de conformado, llenado y sellado según la invención comprende unos medios de alimentación 10 de lámina tubular 8 de cualquier tipo de material polimérico. Estos medios de alimentación 10, en este caso consisten en unos rodillos 20 accionados por un grupo motorreductor 22. Los rodillos 20 están montados giratorios sobre unas pletinas 24 solidarias al bastidor no mostrado de la máquina 1. Los rodillos 20 se encargan de alimentar la lámina tubular 8 proveniente de una estación de desbobinado que tampoco está representada en las figuras.
Por debajo de los medios de alimentación 10 está dispuesto un primer guiado vertical 42 estático que conecta con un un elemento de guiado 6 móvil de la lámina tubular 8 y una primera y segunda mordazas 2, 4 destinadas a sujetar la lámina tubular 8 durante la conformación del saco 38. En este caso, el elemento tubular 6 presenta forma de embudo para facilitar la entrada de la lámina tubular 8 proveniente de la estación de desbobinado. El elemento de guiado 6 se extiende entre la salida de los rodillos 20 hasta las proximidades de las mordazas 2, 4 para evitar cualquier riesgo de enrollamiento de la lámina tubular 8.
La primera y segunda mordazas 2, 4 comprenden un primer y un segundo electrodos 14, 16 de soldadura que se encargan de realizar la soldadura 40 horizontal que configura la base del saco 38.
En este caso, entre la primera y segunda mordazas 2, 4 y el primer y segundo electrodos 14, 16 la máquina 1 comprende unos medios de corte 26 formados por una cuchilla horizontal que cubre toda la anchura de la lámina tubular 8.
Como se aprecia en las figuras, primera mordaza 2 es fija mientras que la segunda mordaza 4 es móvil entre una posición abierta (figura 4) que permite el paso de dicha lámina tubular8yuna posición cerrada (figuras 5 a 7). Esto elimina la necesidad de un accionamiento adicional para la primera mordaza 2. Teniendo en cuenta que las máquinas FFS a menudo rellenan los sacos con materiales purulentos trabajan en entornos agresivos para muchos mecanismos. Esta configuración elimina un accionamiento susceptible de estropearse debido al entorno.
A su vez, el elemento de guiado 6 es móvil entre una primera posición alejada de la primera mordaza 2 y una segunda posición próxima a ella. En la primera posición el elemento de guiado 6 está colocado de forma que permite el paso de la lámina tubular 8 entre la primera y segunda mordazas 2, 4, mientras que en la posición próxima a la primera mordaza 2, la lámina tubular 8 queda sujetada entre el elemento de guiado6yla primera y segunda mordazas 2, 4 para ser cortada por los medios de corte 26. En este momento, la lámina tubular 8 en la zona de corte se encuentra de forma sustancialmente vertical, lo cual evita deformaciones innecesarias de la lámina tubular 8 que podrían conducir a atascos en la máquina 1.
En esta forma de realización, la segunda mordaza 4 está sujeta a un brazo basculante 12 alrededor de un eje 18 situado por encima de los medios de alimentación 10. El brazo basculante 12 está accionado por un primer cilindro neumático 28 solidario a la pletina 24 fija al bastidor. La longitud del brazo basculante 12 permite que el movimiento realizado por la segunda mordaza 4 sea cuasi lineal. Alternativamente, el movimiento de la segunda mordaza 4 también podría ser lineal con un accionamiento oportuno. No obstante, esta realización presenta la ventaja de que no necesita guías de gran precisión.
También al objeto de reducir accionamientos adicionales susceptibles de sufrir fallos mecánicos, el elemento de guiado 6 de esta forma de realización es solidario a la segunda mordaza 4 a través de un cuadrilátero articulado formado por el brazo basculante 12 y los barras auxiliares 30, 32, de manera que la primera y segunda posiciones del elemento de guiado 6 están sincronizadas con las posiciones abierta y cerrada de la segunda mordaza 4. No obstante, el movimiento del elemento de guiado 6 no es idéntico al de la segunda mordaza 4.
Finalmente, cabe destacar que en la forma de realización mostrada en las figuras, el primer y segundo electrodos 14, 16 son móviles respecto a la primera y segunda mordazas 2, 4 entre una posición de soldadura y una posición de liberación. Estos electrodos están accionados independientemente del primer cilindro 28, por un segundo y un tercer cilindros neumáticos 34, 36. Así, accionando estos cilindros el primer y segundo electrodos 14, 16 pasan a la posición de liberación antes de que dicha segunda mordaza 4 pase a la posición abierta.
A continuación, sobre la base de las figuras 4 a 7 se explica en detalle el procedimiento ejecutado por una máquina 1 según la invención.
La invención prevé una primera etapa de alimentación de lámina tubular 8. En la situación inicial de la figura 4, se acaba de realizar la soldadura inferior de un saco 38 y este ya puede descender. La segunda mordaza 4 móvil se encuentra en posición abierta con el segundo electrodo 16 en posición de liberación, es decir la segunda mordaza 4 está alejada de la primera mordaza 2 fija gracias a que el primer cilindro neumático 28 se encuentra expandido. Asimismo, el elemento de guiado 6 se encuentra en posición alejada de la primera mordaza 2, debido a la solidarización con la segunda mordaza 4 a través de la solidarización de las barras auxiliares 30, 32 con brazo 12 basculante. La lámina tubular 8 desciende empujado por los medios de accionamiento 10 hasta que el borde superior del saco 38 queda alinead con los medios de corte 26 a la altura deseada.
Así, en la figura 5, la segunda mordaza 4 pasa a la posición cerrada sujetando el extremo superior del saco 38 y el extremo inferior de la lámina tubular 8. A su vez, el elemento de guiado 6 ha pasado a la segunda posición próxima a la primera mordaza 2 y la lámina tubular 8 queda sujetada entre el elemento de guiado 6 y la primera y segunda mordazas 2, 4. Esta es la etapa de sujeción de la lámina tubular 8.
Luego se procede a la etapa de soldadura. En este momento, el segundo y tercer cilindros neumáticos 34, 36 desplazan el primer y segundo electrodos 14, 16 desde la posición de liberación hacia la posición de soldadura. Tal y como se aprecia en la figura 6, debido a que los medios de corte 26 sobresalen del segundo electrodo 16, se separa la lámina tubular 8 que será soldada del saco 38 inferior. El primer y segundo electrodos 14, 16 atrapan entre sí la lámina tubular 8 y calientan y sueldan el material polimérico para formar la soldadura 40 que configura el fondo de un nuevo saco 38.
En la etapa de liberación del saco, una vez fondo del saco 38 está formado, en primer lugar el primer y segundo electrodos 14, 16 adoptan la posición de liberación de la figura 5, antes de que la segunda mordaza 4 pase a la posición abierta. Esto presenta la ventaja de que se desprenden las eventuales adherencias que pudieran existir entre la soldadura 40 y el primer y segundo electrodos 14, 16.
A continuación se retira la segunda mordaza4yse libera el saco 38 terminado que es sujetado por unos medios de transporte, no mostrados en las figuras, que transportan el saco a la estación de llenado para continuar el proceso.
La máquina según la invención es aplicable a la fabricación de cualquier tipo de sacos de material polimérico susceptible de ser soldado por esta tecnología.

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Máquina de conformado, llenado y sellado que comprende
    [a] unos medios de alimentación (10) de lámina tubular (8) de material polimérico,
    [b] un elemento de guiado (6) de dicha lámina tubular (8),
    [c] una primera y segunda mordazas (2, 4) que comprenden un primer y un segundo electrodos (14, 16) de soldadura y
    [d] unos medios de corte (26),
    caracterizada porque
    [e] dicha primera mordaza (2) es fija y dicha segunda mordaza (4) es móvil entre una posición abierta que permite el paso de dicha lámina tubular (8) y una posición cerrada y porque
    [f] dicho elemento de guiado (6) es móvil entre una primera posición alejada de dicha primera mordaza (2) que permite el paso de dicha lámina tubular (8) entre dichas primera y segunda mordazas (2, 4) y una segunda posición próxima a dicha primera mordaza (2) en la que dicha lámina tubular (8) queda sujetada entre dicho elemento de guiado (6) y dichas primera y segunda mordazas (2, 4) para ser cortada por dichos medios de corte (26).
  2. 2.
    Máquina de conformado, llenado y sellado según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho elemento de guiado (6) es solidario a dicha segunda mordaza (4) de manera que dichas posiciones abierta y cerrada de dicha segunda mordaza (4) están sincronizadas con dichas primera y segunda posiciones de dicho elemento de guiado (6).
  3. 3.
    Máquina de conformado, llenado y sellado según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque dicha segunda mordaza (4) comprende un brazo basculante (12) alrededor de un eje (18) situado por encima de dichos medios de alimentación (10).
  4. 4.
    Máquina de conformado, llenado y sellado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque dichos primer y segundo electrodos (14, 16) son móviles respecto a dichas primera y segunda mordazas (2, 4) entre una posición de soldadura y una posición de liberación, y porque dichos primer y segundo electrodos (14, 16) adoptan dicha posición de liberación antes de que dicha segunda mordaza (4) adopte dicha posición abierta.
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 201130751
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 11.05.2011
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : B65B1/02 (2006.01)
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    X
    ES 2093142T T3 (WINDMOELLER & HOELSCHER) 16.12.1996, 1-3
    columna 6, línea 3 – columna 8, línea 5; figura
  5. 3.
    A
    US 6460317 B1 (WINDMOELLER & HOELSCHER) 08.10.2002, 1-4
    párrafo 26; figura 5.
    A
    GB 2098165 A (HAVER & BOECKER) 17.11.1982, página 1-4
    1, línea 128 -página 2, línea 26; figuras 1-4.
    A
    EP 0595778 A1 (CONCETTI SPA) 04.05.1994, columna 1-4
    3, líneas 23-40; figuras 1,2.
    A
    EP 0844175 A1 (PAYPER S.A.) 27.05.1998, columna 1-4
    11, línea 50 -columna 12, línea 38; figura 17.
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 13.07.2011
    Examinador F. Riesco Ruiz Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 201130751
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) B65B Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201130751
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 13.07.2011
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 2,4 1,3 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 4 1-3 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201130751
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    ES 2093142T T3 (WINDMOELLER & HOELSCHER) 16.12.1996
  6. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    El objeto de la invención es una máquina de conformado, llenado y sellado que comprende unos medios de alimentación de lámina tubular de material polimérico, un elemento de guiado de dicha lámina, una primera y segunda mordazas, que comprenden un primer y segundo electrodos de soldadura, y medios de corte. La primera mordaza es fija, y la segunda es móvil entre una posición abierta de paso de lámina y una posición cerrada. El elemento de guiado es móvil entre una posición alejada de la primera mordaza y una segunda posición próxima a ella, en la que la lámina queda sujeta entre el elemento de guiado y las mordazas, para ser cortada. El documento D1 divulga una máquina de conformado, llenado y sellado que comprende unos rodillos de alimentación de lámina tubular de material sintético termoplástico, un elemento de guiado de dicha lámina (contrasoporte 48 y dedos 53), una primera (33) y segunda (35) mordazas de soldadura, y medios de corte. La primera mordaza (33) es fija, y la segunda
    (35) es móvil entre una posición abierta de paso de lámina y una posición cerrada. El elemento de guiado es móvil, de forma sincronizada con la mordaza móvil, entre una posición alejada de la primera mordaza y una segunda posición próxima a ella, en la que la lámina queda sujeta entre el elemento de guiado y las mordazas, para ser cortada. La mordaza móvil tiene un brazo basculante alrededor de un eje ligeramente superior a los rodillos de alimentación (ver columna 6, línea 3
    n
    columna 8, línea 5; figura 3). Por consiguiente, la invención según las reivindicaciones 1 y 3 no se considera que implique novedad en base a lo divulgado en el documento D1 (Art. 6 LP). En relación con la reivindicación dependiente 2, el hecho de establecer la sincronización entre mordaza móvil y elemento de guiado solidarizando el elemento a la mordaza, en vez de por mecanismos de rodillos y levas, se considera una alternativa evidente para el experto en la materia. Por tanto, la invención según la reivindicación 2 no se considera que implique una actividad inventiva en base a lo divulgado en el documento D1 (Art. 8 LP).
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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