ES2567476T3 - Máquina para llenar y cerrar sacos - Google Patents

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ES2567476T3
ES2567476T3 ES08004887.9T ES08004887T ES2567476T3 ES 2567476 T3 ES2567476 T3 ES 2567476T3 ES 08004887 T ES08004887 T ES 08004887T ES 2567476 T3 ES2567476 T3 ES 2567476T3
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ES
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bag
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Martin Kölker
Oliver Huil
Thomas Knoke
Ludger Schulten
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Windmoeller and Hoelscher KG
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Windmoeller and Hoelscher KG
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Abstract

Máquina para llenar y cerrar sacos, que tiene un primer par de medios de agarre para sujetar el saco (8) en la estación de llenado (60) y un segundo par de medios de agarre para el transporte adicional del saco llenado, en que los pares de medios de agarre están dispuestos de tal modo que sujetan el saco (8) en su posición deseada a ambos lados de su (8) eje de simetría principal (Hs), caracterizada porque al menos un medio de agarre (50) del primer par de medios de agarre está dispuesto de tal modo que su borde interior (55) se encuentra, al sujetar el saco, más cerca del eje de simetría principal (Hs) del saco (8) que el borde interior (56) del medio de agarre (52) del segundo par de medios de agarre, que está previsto para agarrar el saco (8) por el mismo lado del eje de simetría principal (Hs) del saco (8).

Description

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DESCRIPCION
Maquina para llenar y cerrar sacos
La invencion se refiere a una maquina para llenar y cerrar sacos asf como a un procedimiento para fabricar, llenar y cerrar sacos de material sintetico con un artfculo de llenado asf como para cerrar los sacos llenados.
Un dispositivo de este tipo es conocido por ejemplo a partir del documento DE 93 01 355 U o a partir del documento EP 1 050 457 A. Aqu se describe ya un dispositivo para fabricar, llenar y cerrar sacos abiertos por un lado, preferentemente dotados de pliegues laterales y hechos de material sintetico termoplastico, en el que hay una primera estacion de soldadura y corte para la formacion del saco con costura de fondo, una estacion de llenado y una segunda estacion de soldadura para cerrar el saco. En general, estas maquinas de llenado son incluidas en la categona FFS (del ingles “Form, Fill and Seal”, formacion, llenado y cierre).
Durante el llenado con artfculos a granel en polvo en maquinas de la categona citada por fuerza gravitatoria o respectivamente por cafda libre debe poder salir del saco el aire con polvo arrastrado por el producto. Al salir el aire se llega a menudo a contaminaciones en las zonas de borde superiores del saco. Debido a la contaminacion con polvo del producto, el saco no puede ser cerrado de forma segura mediante la soldadura habitual en general en este tipo de envase. Ademas de ello, el polvo perjudica al medio ambiente y debe ser aspirado separadamente.
Ademas, el llenado con artfculos en polvo segun el procedimiento de llenado conocido descrito lleva por regla general a un volumen de producto claramente excesivo o respectivamente a una reduccion clara del peso a granel, ya que el producto incorpora fuertemente aire por la cafda libre. Esto lleva a su vez a que para el llenado con el producto se necesita en primer lugar claramente mas material de envase. Ademas de ello, el aire tiene que poder salir tambien nuevamente del saco, ya que si no este no puede ser apilado o respectivamente almacenado.
Como la salida del aire tarda por regla general mucho tiempo, la evacuacion de aire no puede tener lugar ya antes del cierre del saco. El saco debe tener por ello una perforacion. Esto perjudica adicionalmente al medio ambiente, ya que a traves de la perforacion del envase los productos de grano fino y en polvo pueden llegar en parte hacia fuera. Con el tiempo se reduce nuevamente el volumen del articulo a granel. El envase de saco es entonces, considerado con relacion al volumen del artfculo a granel envasado, claramente demasiado grande. Sacos llenados de esta manera solo pueden ser apilados con dificultad sobre paletas, ya que son demasiado inestables.
El documento EP 1 459 981 A1 propone por ello introducir la tubuladura de llenado de un organo dosificador de una maquina FFS en la abertura de un saco. En el documento WO 2006/053627 A1, el movimiento relativo entre saco y tubuladura de llenado se efectua por el contrario mediante un movimiento del saco.
En ambos documentos previamente citados se presentan organos dosificadores, que contienen tornillos sin fin. Estos tornillos sin fin transportan el artfculo de llenado a los sacos. La direccion de transporte preferida en estos tornillos sin fin corresponde a la direccion de accion de la fuerza gravitatoria. Con los tornillos sin fin no hace falta una cafda libre del artfculo de llenado dentro del saco. Por ello se emplean a menudo tornillos sin fin para el ensacado de artfculos de llenado en polvo. Su empleo sin embargo no es de ningun modo forzoso - tampoco con relacion a la presente invencion -.
En particular - pero no exclusivamente - al llenar y cerrar a continuacion sacos con artfculos de llenado en polvo aparecen una y otra vez problemas en la formacion de una costura de soldadura limpia. A menudo, la costura de soldadura es formada de tal modo que se producen duraderamente pliegues en el saco. En el caso de que los pliegues ya existieran en el material del saco al realizar la costura de soldadura, es decir al cerrar el saco, puede ocurrir que los pliegues lleguen hasta la costura de soldadura. Tales pliegues se conservan duraderamente en el saco cerrado y pueden llevar incluso a fugas.
Constituye la tarea de la presente invencion proponer una maquina que evite la formacion de tales pliegues.
La tarea es resuelta mediante la reivindicacion 1. A menudo, una maquina asf sera una denominada maquina FFS, que comprende tambien una parte de fabricacion de sacos, en la que secciones de tubo flexible son dotadas de una costura de fondo. Las secciones de tubo flexible son formadas a su vez en tales maquinas mediante el recurso de que un tubo flexible es desenrollado de un rollo y es individualizado formando secciones de tubo flexible o respectivamente sacos.
La invencion tiene entre otras cosas como base la observacion de que se forman pliegues a menudo en la estacion de llenado por el peso creciente del artfculo de llenado. Al menos una gran parte de estos pliegues empiezan en el lado, orientado hacia el eje de simetna principal del saco, del medio de agarre que sujeta el saco mientras es llenado. Este primer medio de agarre se ha hecho cargo del saco por regla general antes de la estacion de llenado. En cualquier caso ha agarrado el saco antes de que el segundo par de medios de agarre establezca contacto con este.
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Con la medida conforme a la invencion se evita que los pliegues sean fijados por el segundo par de medios de agarre y aportados en esta forma a la estacion de soldadura.
Un medio de agarre en el sentido de este documento es cualquier dispositivo apropiado para agarrar el saco. A menudo, como medios de agarre se emplean tenazas de agarre. Es sin embargo tambien posible sujetar el material del saco entre dos mandfbulas de agarre no unidas por una articulacion de tenaza y agarrarlo asf
Es ventajoso que al menos partes del primer par de medios de agarre agarren el saco por encima de la zona de contacto del segundo par de medios de agarre.
Las pruebas han mostrado que los pliegues citados aparecen preferentemente en una zona entre una lmea y el eje de simetna principal. Esta lmea empieza en el punto de la zona de contacto del medio de agarre del primer par de medios de agarre, que en el plano mas bajo de la zona de contacto esta mas proximo al eje de simetna principal. La lmea discurre oblicuamente hacia abajo, hasta que alcanza la pared del saco. Entre esta lmea y el eje de simetna principal hay un angulo de 30° a 60°. Es ventajoso que la zona de accion del medio de accion del segundo par de medios de accion permanezca por el mismo lado del eje de simetna principal totalmente fuera de esta zona de pliegues, es decir entre la lmea y el borde del saco.
Cuando como medios de agarre se emplean tenazas de agarre, es ventajoso disponer estas tenazas de tal modo que las articulaciones de tenaza del primer par de tenazas de agarre esten dispuestas por encima del saco, mientras que las del segundo par de tenazas de agarre esten dispuestas junto a la posicion deseada del saco.
Cuando la superficie de accion o de contacto del primer medio de agarre se extiende hasta la zona de contacto del correspondiente segundo medio de agarre o sobresale en la direccion vertical (hacia abajo) mas alla de este, esto es ventajoso.
El termino par de medios de agarre indica que los sacos, en tales maquinas FFS, por regla general son agarrados y sujetados por sus dos bordes, ya que un flujo de artmulo de llenado debe ser introducido en la zona central del saco. En caso de que el transporte del saco se realice con una pluralidad de superficies de contacto a ambos lados del flujo de artmulo de llenado por medios de agarre apropiados, en cuanto a estos medios de agarre se sigue tratando de pares de medios de agarre en el sentido del documento presente.
Otros ejemplos de realizacion de la invencion resultan de la descripcion concreta y de las reivindicaciones. Las distintas figuras muestran:
la figura 1 una vista lateral de una maquina FFS
la figura 2 una vista de detalle de la figura 1
la figura 3 un primer ejemplo de realizacion de dos pares de elementos de agarre
la figura 4 un segundo ejemplo de realizacion de dos pares de elementos de agarre
la figura 5 un tercer ejemplo de realizacion de dos pares de elementos de agarre
la figura 6 una vista lateral de una tenaza de agarre
Una banda de lamina de tubo flexible 15, preferentemente con pliegues laterales incorporados, es transportada primeramente por un sistema de rodillos de avance 9 a un medio de transporte horizontalmente movil, por ejemplo un par de elementos de agarre 18.
La banda de lamina 15, despues de que el sistema de avance ha hecho avanzar el segmento correspondientemente a la longitud deseada del saco, es cortada por el cuchillo 17. Al mismo tiempo se produce la soldadura de fondo 13. El saco vacfo 11 cerrado por el extremo inferior es transferido a un medio de transporte horizontalmente desplazable, por ejemplo un elemento de agarre 18, y es transportado a la estacion de llenado.
En la estacion de llenado, otro medio de transporte 4, que consta de 3, 4, 5, se hace cargo de la seccion de saco. El saco vacfo es abierto entonces con un sistema de aspiracion 16. Para ello, el o respectivamente los elementos de agarre 4 son movidos en la direccion Z (hacia dentro del saco). La tubuladura de conexion del sistema de transporte 3 es movida hacia dentro del saco y protege las superficies interiores del saco frente a ensuciamiento por eventuales adherencias de producto sobre el tubo dosificador 2, 21.
El saco abierto es estirado por el sistema de transporte 3, 4, 5 sobre el tubo dosificador 2, 21, hasta que el extremo inferior del saco se encuentra aproximadamente a la altura de la abertura de salida de artmulo de llenado 31. La disposicion de apoyo para fondo de saco 32, 33, 34 es desplazada por debajo del fondo del saco en el ejemplo de realizacion mostrado. Una disposicion de apoyo para fondo de saco 32, 33, 34 no es sin embargo forzosamente
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necesaria. Mas bien, el movimiento relativo del saco respecto al organo de llenado 2, 21 es llevado a cabo fundamentalmente mediante el recurso de que el cuadro 5 se desplaza a lo largo de la gma 6. Esto es representado por la flecha doble 35. En este ejemplo de realizacion de la invencion, el saco es por lo tanto movido respecto al organo de llenado 2, 21. Es imaginable por supuesto tambien llevar a cabo el movimiento relativo entre el saco 8 y el organo dosificador mediante un movimiento del organo dosificador o acaso mediante un movimiento del saco 8 y el organo dosificador 2. Por regla general es para ello suficiente que el saco sea sujetado aqm por medios de transporte 4 a modo de elementos de agarre por su extremo superior. La disposicion de apoyo para fondo de saco 32, 33, 34 ofrece una proteccion opcional y adicional frente a una raja en el fondo del saco que acaba de ser soldado.
El tubo de cierre 21 es levantado y libera la abertura de salida de producto 31. El producto/artfculo a granel 24 es vertido en el saco. Mientras tanto, el sistema de transporte 3, 4, 5 baja el saco de modo que la abertura de salida de producto 31 se encuentra en todo momento debajo del nivel de llenado. Todavfa antes de terminar la dosificacion del producto/artfculo a granel 24 puede encontrarse la abertura de salida de producto 31 sin embargo al menos una vez por encima del nivel de llenado 38. Tras terminar el llenado, el tubo de cierre 21 es bajado y cierra la abertura de salida de producto 31, mediante el recurso de que establece contacto con el cierre 20. La tubuladura de conexion es extrafda del saco. El o respectivamente los elementos de agarre 4 del sistema de transporte 3, 4, 5 es o respectivamente son movidos entonces contra la direccion Z (hacia fuera del saco) y tensa o respectivamente tensan la zona de abertura en el borde superior 25 del saco anteriormente abierto. Otro medio de transporte se hace cargo del saco 8 llenado. Mediante la disposicion de cierre 14, el borde superior del saco 25 es entonces cerrado. Junto con el proceso de dosificacion, en caso necesario puede realizarse una aspiracion a traves del filtro integrado en el tubo de cierre 21. El vacfo necesario es obtenido a traves de la tubuladura 23. La integracion del filtro en el tubo de cierre permite una forma de construccion muy compacta, que permite llenar tambien sacos relativamente pequenos. La aspiracion del aire lleva en cierto modo a una compactacion del artfculo a granel. A traves de ello puede escogerse un tamano de saco adaptado a la cantidad de producto.
Este efecto de compactacion del producto puede reforzarse mediante la aplicacion adicional de generadores de vibraciones/sacudidores 29. Aqm es ventajoso llevar a oscilar el tubo dosificador 2, 21 mediante un generador de vibraciones 29, ya que se encuentra durante el llenado al menos con partes de su superficie envolvente dentro del producto. Las oscilaciones son transmitidas por el tubo dosificador 2, 21 al artfculo de llenado 24, en el que tiene lugar entonces una compactacion. Otra ventaja del “tubo dosificador vibrante” 2, 21 es que se evita ampliamente la formacion de adherencias de producto sobre el tubo dosificador 2, 21. El agitador 29 podna estar dispuesto tambien en el “dispositivo de apoyo para fondo de saco” 34.
Una realizacion particularmente ventajosa del carro de desplazamiento es soportar sobre sensores el cuadro 5 conjuntamente con la tubuladura 3, el medio de transporte 4 asf como el aspirador 16. Los sensores envfan su senal a un sistema electronico de pesado, que controla en ultimo termino el proceso de dosificacion.
Hay que citar aun la gma o respectivamente el apoyo 6, que sostiene el cuadro 5 y con el el medio de transporte 4. En el organo dosificador o respectivamente el tubo 2 se encuentra un tornillo sin fin 7, con el que puede ser transportado material de llenado 24 desde el embudo 1 sin gran formacion de polvo hacia dentro del saco 8. Los diversos sensores 26 (sobre todo sensores de pesado o respectivamente celulas de pesado) indican lugares ventajosos para la colocacion de tales sensores. La banda de transporte 27 transporta los sacos (8) llenados. En en el entorno de los mismos estan colocados la balanza de control 30 y el generador de vibraciones 29.
La figura 3 muestra un primer ejemplo de realizacion de la invencion. El saco 8, que ya esta llenado con artfculo de llenado 41 hasta el nivel de artfculo de llenado 38, es sujetado al mismo tiempo por los medios de agarre 50 y 52 en la estacion de llenado. Los medios de agarre son aqm pares de tenazas de agarre, que llevan asociados respectivamente los actuadores 51 y 53, que aplican fuerza a las tenazas de agarre para su activacion. Entre las diversas zonas de contacto de los medios de agarre 50, 52 penetra en el saco una tubuladura de llenado 54. A traves de esta puede penetrar un organo de llenado 2 en el saco y conducir hacia dentro de este el flujo de artfculo de llenado. La tubuladura de llenado 54 y la tubuladura de conexion 3 se corresponden por ello ampliamente en su funcion. Un par de medios de agarre es cada medio de agarre, que es apropiado para agarrar el saco a ambos lados del flujo de artfculo de llenado. Los medios de agarre 50 y 52 tienen respectivamente bordes interiores 55 y 56. Los bordes interiores de los medios de agarre 50 del par de medios de agarre superior estan situados respecto al saco 8 mas hacia dentro (= mas cerca del eje de simetna principal del mismo) que los del par de medios de agarre inferior 52. Entre el punto seleccionado 64, que esta situado en el plano mas bajo de la zona de contacto del medio de agarre 50 y aqm esta mas proximo al eje de simetna principal Hs, y la pared lateral 65 del saco se forma un pliegue 59. No es optimo que ambos medios de agarre 52 fijen este pliegue 59 por su movimiento de apriete. A pesar de la realizacion conforme a la invencion de la maquina segun el primer ejemplo de realizacion, puede llegarse aun a leves formaciones de pliegues.
En la figura 4 se ha corregido ya esta circunstancia. Los segundos medios de agarre estan mas desplazados hacia fuera. De este modo, su zona de contacto total con el saco 8 esta situada fuera de la lmea 66. Esta une el punto 64 con el borde del saco o respectivamente la pared lateral de saco 65. El punto 64 se encuentra en el plano mas bajo
de la zona de contacto del respectivo medio de agarre del primer par de medios de agarre. En este plano, el punto 64 es aquel punto que esta mas cerca del eje de simetna principal Hs.
Entre la lmea 66 y el eje de simetna principal debena haber un angulo entre 30° y 60°. Las pruebas han mostrado que los pliegues se forman preferentemente entre esta lmea y el eje de simetna principal Hs.
5 En la figura 5 se representa un ejemplo de realizacion adicional, aun mas avanzado. Las zonas de contacto de los primeros medios de agarre 50 con el saco 8 llegan en la direccion vertical y “hacia abajo” aun mas alla de la zona de accion de los segundos medios de agarre 52. A pesar de estas circunstancias, se forman pliegues 59. Estos no pueden ser sin embargo fijados por los segundos medios de agarre, como muestra la figura. En los ejemplos de realizacion representados se emplean pares de tenazas de agarre 62. El primer par de medios de agarre 50 agarra 10 el saco “desde arriba” y posee una articulacion de tenaza 62, que esta situada por encima del saco. Esta no esta mostrada en las figuras 3 a 5. La articulacion de tenaza de los segundos medios de agarre 52 esta situada junto al saco (direccion x). El modo de accion de una tenaza asf se muestra en la figura 6. La tenaza 62 tiene una articulacion de tenaza 61 y dos elementos de agarre 63. La flecha 58 indica el movimiento de tenaza de los elementos de agarre 63.
15
Lista de numeros de referencia
1
Embudo
2
Organo dosificador
3
Tubuladura de conexion
4
Medio de transporte
5
Cuadro
6
Gma
7
Tornillo sin fin
8
Saco llenado
9
Rodillos de avance
10
Medio de transporte
11
Saco vacm
12
Gma
13
Soldadura de costura de fondo
14
Soldadura de costura de parte superior
15
Banda de lamina de tubo flexible
16
Aspirador
17
Cuchillo
18
Medio de transporte
19
Dispositivo de desenrollamiento
20
Cierre
21
Tubo de cierre con filtro
22
Filtro
23
Tubuladura
Lista de numeros de referencia
24
Producto/artfculo a granel
25
Borde superior del saco
26
Sensores
27
Cinta transportadora
28
Flujo orientado
29
Generador de vibraciones
30
Balanza de control
31
Abertura de salida de artfculo de llenado
32
Gma
33
Articulacion
34
Apoyo para fondo de saco
35
Flecha doble (movimiento del cuadro 5 con el saco 8)
36
Flecha (desviacion del valor deseado, raja en el saco)
37
Flecha (desviacion del valor deseado)
38
Nivel de artfculo de llenado
39
Fondo del saco
40
Sensor de nivel de llenado
41
Artfculo de llenado
50
Elemento de agarre del primer par de tenazas
51
Actuador del primer par de tenazas
52
Elemento de agarre del segundo par de tenazas
53
Actuador del segundo par de tenazas
54
Elemento de cierre estanco
55
Borde interior de una tenaza del primer par de tenazas
56
Borde interior de una tenaza del segundo par de tenazas
57
Parte sobresaliente de una tenaza del primer par de tenazas
58
Flecha en la direccion de movimiento de los elementos de agarre de la tenaza 62
59
Pliegue
60
Estacion de llenado
Lista de numeros de referencia
61
Articulaciones de tenaza
62
Tenaza
63
Elemento de agarre de una tenaza
64
Punto seleccionado
65
Pared lateral del saco
66
Lmea
Hs
Eje de simetna principal del saco
y
Direccion vertical
x
Direccion horizontal
a
Angulo entre lmea 66 y eje principal de inercia Hs
5
10
15

Claims (9)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    REIVINDICACIONES
    1. Maquina para llenar y cerrar sacos, que tiene un primer par de medios de agarre para sujetar el saco (8) en la estacion de llenado (60) y un segundo par de medios de agarre para el transporte adicional del saco llenado, en que los pares de medios de agarre estan dispuestos de tal modo que sujetan el saco (8) en su posicion deseada a ambos lados de su (8) eje de simetna principal (Hs),
    caracterizada porque
    al menos un medio de agarre (50) del primer par de medios de agarre esta dispuesto de tal modo que su borde interior (55) se encuentra, al sujetar el saco, mas cerca del eje de simetna principal (Hs) del saco (8) que el borde interior (56) del medio de agarre (52) del segundo par de medios de agarre, que esta previsto para agarrar el saco (8) por el mismo lado del eje de simetna principal (Hs) del saco (8).
  2. 2. Maquina segun la reivindicacion 1, caracterizada porque
    el primer par de medios de agarre esta dispuesto de tal modo que tiene una zona de contacto con el saco, que empieza por encima de la zona de contacto del segundo par de medios de agarre.
  3. 3. Maquina segun la reivindicacion precedente, caracterizada porque
    - al menos un medio de agarre (52) del segundo par de medios de agarre esta dispuesto de tal modo que su (52) zona de contacto con el saco (8), que se encuentra en la posicion deseada, esta situada completamente entre una lmea (66) y la pared lateral de saco (65) por el lado del al menos un medio de agarre (52),
    - en que la lmea (66) es una lmea de union entre un punto seleccionado (64) y la pared lateral de saco (65) por el lado del al menos un medio de agarre (50),
    - la cual forma un angulo (a) de 20° a 60°, preferentemente sin embargo de 40° a 50°, con el eje de simetna principal (Hs),
    - y en que el punto seleccionado (64) es aquel punto que, en la zona de contacto del medio de agarre (50) del primer par de medios de agarre por el mismo lado del eje de simetna principal (Hs), esta mas cerca del eje de simetna principal (Hs) en el plano mas bajo de la zona de accion de este medio de agarre (50).
  4. 4. Maquina segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque
    los pares de medios de agarre son pares de tenazas de agarre, y porque las articulaciones de tenaza (61) de las tenazas (62) de uno de los dos pares de tenazas de agarre en la estacion de llenado estan dispuestas por encima de la posicion del saco (8), mientras que las articulaciones de tenaza (61) del otro par de tenazas de agarre estan dispuestas junto al saco (8).
  5. 5. Maquina segun la reivindicacion precedente, caracterizada porque
    las articulaciones de tenaza (62) del primer par de tenazas de agarre se encuentran por encima de la posicion del saco.
  6. 6. Maquina segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque
    la zona de accion de al menos un medio de agarre (50) del primer par de medios de agarre se extiende en la direccion vertical del saco (y) hasta la zona en la que se encuentra la zona de contacto del segundo par de medios de agarre.
  7. 7. Maquina segun la reivindicacion precedente, caracterizada porque
    10
    15
    la zona de accion del primer par de medios de agarre se extiende en la direccion vertical del saco (y) al menos hasta el extremo inferior de la zona de contacto del segundo par de medios de agarre.
  8. 8. Maquina segun la reivindicacion precedente, caracterizada porque
    la zona de contacto del primer par de medios de agarre se extiende en la direccion vertical del saco (y) al menos mas alla del extremo inferior de la zona de contacto del segundo par de medios de agarre.
  9. 9. Procedimiento para llenar y cerrar sacos, en el que un primer par de medios de agarre sujeta el saco (8) en la estacion de llenado (60) y un segundo par de medios de agarre transporta adicionalmente el saco (8) llenado, en que los pares de medios de agarre sujetan el saco (8) en su posicion deseada a ambos lados de su (8) eje de simetna principal (Hs),
    caracterizado porque
    - al menos un medio de agarre (50) del primer par de medios de agarre sujeta el saco en la estacion de llenado (60) de tal modo que su borde interior (55) se encuentra mas cerca del eje de simetna principal (Hs) del saco (8),
    - que el borde interior (56), orientado hacia el eje de simetna principal (Hs) del medio de agarre (52) del segundo par de medios de agarre, que esta previsto para agarrar el saco (8) por el mismo lado del eje de simetna principal (Hs) del saco (8), cuando este medio de agarre (52) agarra el saco (8).
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