ES2718755T3 - Estación de trabajo para una línea de envasado y una línea de envasado que comprende al menos dos de dichas estaciones de trabajo - Google Patents

Estación de trabajo para una línea de envasado y una línea de envasado que comprende al menos dos de dichas estaciones de trabajo Download PDF

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Abstract

Una estación de trabajo (40) para una línea de envasado que comprende un aparato (4) que ejecutar una determinada acción simultánea sobre envases (10) de una alineación de envases con un útil (46) disponible por encima del nivel de los envases; y un mecanismo de transferencia (31) para el transporte simultáneo de una alineación de envases por trabajar (10b) hasta el aparato (4) y de una alineación de envases trabajados (10c) desde el aparato (4), estando dispuestas dichas alineaciones paralelas entre sí y siendo la dirección de transporte de los envases perpendicular a la de dichas alineaciones, comprendiendo para ello el mecanismo de transferencia (31) un primer y un segundo grupos de transporte (31a, 31b) dispuestos transversales a la dirección de avance de las alineaciones de envases y accionados coordinadamente, de los que al menos uno del primer o segundo grupo de transporte (31a o 31b) pende por dos extremos (32b) opuestos de sendas partes móviles (60) del mecanismo de transferencia (31) movibles en respectivos planos de movimiento paralelos y que no interfieren la proyección vertical del útil (45) del aparato (4). Una línea de envasado (101, 102, 103) de construcción modular puede comprender al menos dos estaciones de trabajo (40A, 40B) según la invención enlazadas mediante un transportador de avance intermitente (2) sobre el que el segundo grupo de transporte (31b) de una primera estación de trabajo (40A) entrega la alineación de envases trabajados (10c) y del que el primer grupo de transporte (31a) de una segunda estación de trabajo (40B) toma la misma alineación de envases para su trabajo.

Description

DESCRIPCIÓN
Estación de trabajo para una línea de envasado y una línea de envasado que comprende al menos dos de dichas estaciones de trabajo
Sector técnico de la invención
La presente invención pertenece al ámbito del envasado y, más particularmente, a una estación de trabajo del tipo que realiza una acción simultánea sobre un número determinado de envases, alineados, y que requiere el empleo de un útil que opera por encima de los envases.
La invención también se refiere a una línea de envasado que requiere ejecutar más de una operación sobre los envases de la línea, como por ejemplo una combinación de las operaciones de esterilizado, llenado, cierre y control de estanqueidad y que, para ello, utiliza al menos dos estaciones de trabajo según la invención convenientemente conectadas entre sí para dar continuidad a la línea.
Antecedentes de la invención
En la actualidad existen múltiples opciones para implementar una línea de envasado cuyas características varían ampliamente según sea la tipología de los envases y las operaciones que se requieren para completar el envasado. Así por ejemplo es habitual el empleo de estaciones de trabajo rotativas que operan en continuo para manipular y realizar operaciones sobre botes en líneas de envasado de productos de puericultura como leches de inicio o continuación; y el empleo de líneas de avance intermitente para manipular y realizar operaciones sobre envases tipo bandeja destinados a contener productos alimenticios varios.
Estos ejemplos tienen en común la necesidad de emplear útiles que se disponen por encima del nivel de los envases, sean en forma de botes o bandejas, para ejecutar por ejemplo operaciones tales como de llenado y cierre de los envases.
Un tipo de línea de envasado de productos alimenticios en bandejas de plástico o similar material, es aquella en la que se deposita el producto a envasar en las bandejas y posteriormente las bandejas se cierran con un film de cubrimiento o lámina que se fija a la citada bandeja por termosellado, consiguiendo un cierre hermético, pudiéndose aplicar antes en el interior de la bandeja un gas inerte distinto del aire, tal como nitrógeno o dióxido de carbono. Para aplicar el film se emplea un útil dispuesto por encima de las bandejas en una estación de termosellado.
En este tipo de línea las bandejas discurren sobre unos medios transportadores en hilera, unas detrás de otras y alineadas según la dirección de avance de los medios transportadores que las conducen hasta la estación de termosellado en la que está dispuesto un molde inferior y un contramolde superior (provisto de los medios calefactores para el termosellado) entre los que se interpone una banda de lámina termosellable que irá aplicada respectivamente en los bordes superiores de las bandejas para el cierre hermético del contenido alimenticio. El molde inferior está provisto de un número determinado de cavidades consecutivas, dispuestas en hilera según la misma alineación que siguen las bandejas sobre los medios transportadores, para alojar en cada cavidad una respectiva bandeja antes de proceder a cubrirla con la lámina y de aplicar presión y calor proveniente del movimiento del contramolde superior cuando se ajusta sobre el molde inferior en cada ciclo de trabajo.
Lo destacable es que para colocar un número determinado de bandejas abiertas desde los medios transportadores y depositarlas en sus correspondientes cavidades, la estación de termosellado está provista de unos medios de transferencia consistentes en unos largueros paralelos que se sitúan uno a cada lado de un tramo de la hilera de bandejas dispuestas sobre los medios transportadores, habiendo en cada tramo tantas bandejas como cavidades hay en el molde inferior. Para transferir las bandejas hasta el molde inferior, los largueros se acercan el uno al otro hasta sujetar entre sí al grupo de bandejas y se desplazan conjuntamente en la misma dirección que siguen los medios transportadores llevándose consigo a las bandejas hasta depositarlas en respectivas cavidades del molde inferior, separándose entonces los largueros para liberar las bandejas y para no interferir en el cierre del contramolde superior sobre el molde inferior. Mientras las bandejas son cerradas los largueros retroceden para ir a buscar al siguiente grupo de bandejas.
Esta forma de proceder tiene el inconveniente de que cuanto mayor es el número de bandejas que se ha de cerrar con carácter simultáneo mayor debe ser la longitud de los largueros y más tiempo será el empleado en la transferencia de las bandejas hasta la estación de termosellado. En ocasiones no es factible aumentar la velocidad de los medios de transferencia para recortar el tiempo de transferencia ya que algunos productos alimenticios alojados en las bandejas pueden desprender líquidos (como la carne) o productos pastosos y estos pueden llegar a derramarse por encima del borde superior de las bandejas, lo que impide posteriormente que la bandeja se cierre correctamente por termosellado al quedar restos entre el borde superior de la bandeja y la lámina de plástico que se ha de aplicar.
Otro inconveniente está relacionado con el suministro del film empleado para cerrar las bandejas por termosellado. Cuantas más bandejas quieran cerrase al unísono mayor será la distancia de transporte del film desde su posición de espera hasta su posición operativa puesto que el film se alimenta en la dirección de avance de los envases.
Para superar estos y otros inconvenientes se han desarrollado máquinas equipadas con varios dispositivos de termosellado trabajando en paralelo, con lo que todas las bandejas pasan a través de un dispositivo de llenado de producto en línea, después de lo cual la trayectoria se divide en varias trayectorias cada una de las cuales conduce una serie de bandejas hasta una correspondiente estación de termosellado. Consecuentemente, estas máquinas resultan muy complicadas y costosas debido a la multiplicación de los dispositivos de sellado, de tener que disponer de un distribuidor para la desviación de bandejas por trayectorias distintas y la necesidad de un considerable volumen para la instalación de la máquina de envasado.
Otra alternativa consiste en que los medios transportadores de las bandejas estén ya compartimentados, ejerciendo cada compartimiento la función de molde inferior para cooperar con un molde superior en la estación de termosellado. En este caso la compartimentación puede ser matricial en los medios transportadores y en consecuencia el molde superior en la estación de termo sellado puede disponerse transversal a la dirección de avance de los medios transportadores para trabajar en cada golpe de máquina sobre una columna de bandejas. Esta alternativa pierde rápidamente interés por ser poco versátil. Por ejemplo se precisa de un número muy elevado de moldes inferiores de los cuales la mayoría estará realizando un retorno en vacío; además de que requiere la sustitución de todos los moldes si cambia el formato de las bandejas.
En el envasado de botes, son comunes las líneas de envasado que emplean máquinas del tipo rotatorias en la que los botes siguen una trayectoria circular y avanzan de forma intermitente de una estación a la siguiente, estando dichas estaciones distribuidas, estáticas, a lo largo de la trayectoria circular; o en la que los botes avanzan de una forma continua estando en este caso montadas las estaciones en la máquina de forma que pueden acompañar a los envases en su trayectoria. En este último caso las estaciones pueden estar preparadas para desempeñar más de una operación sobre el envase o envases asociados. Como alternativa, es preciso transferir los envases de una máquina rotatoria a otra, mediante ruedas de transferencia o similar, cuando es preciso cambiar la operación que se ha de ejecutar sobre los envases. En cualquier caso, es evidente que estas líneas no son versátiles y que no pueden adaptarse fácilmente cuando cambia el formato de los envases, es decir, de los botes; cuando es preciso aumentar la capacidad de la línea o añadir/cambiar las operaciones que hay que realizar sobre los envases. Además de lo anterior, la disposición de este tipo de líneas o lo que es lo mismo el espacio requerido para su implantación es un inconveniente añadido a la poca versatilidad que ofrecen las líneas.
El documento de patente EP 2208672 A1 divulga una máquina de envasado que tiene una estación de trabajo y un dispositivo de agarre que mueve recipientes de envasado desde un transportador de entrada en la estación de trabajo. Otro dispositivo de agarre mueve los recipientes de envasado desde la estación de trabajo hasta un transportador de descarga, en el que la estación de trabajo se proporciona en dos carriles. Ambos dispositivos de agarre tienen dos horquillas de agarre por carril para agarrar los recipientes de envasado por ambos lados. Se proporciona un dispositivo de guía para guiar las horquillas de agarre dentro o fuera de la estación de trabajo.
Descripción de la invención
La estación de trabajo objeto de la invención es del tipo que comprende un aparato preparado para ejecutar una determinada acción simultánea sobre envases de una alineación de bandejas mediante el empleo de un útil con capacidad de disponerse por encima del nivel de los envases, como puede ser un grupo de inyectores o dispensadores para realizar una operación de llenado; un aplicador de tapas o de film para realizar operaciones de cierre; un grupo inyector para realizar operaciones de esterilización; o parte de un molde para encerrar los envases en una operación de control de estanqueidad.
La estación de trabajo está no obstante preparada para mover los envases a trabajar hasta el aparato y los envases trabajados desde el aparato estando los envases agrupados en alineaciones paralelas, siendo transportados dichas alineaciones al unísono y según una trayectoria normal a la de las citadas alineaciones.
Para ello el aparato comprende un mecanismo de transferencia de envases con un primer grupo de transporte, que se preocupará de mover una alineación de envases por trabajar desde una zona de entrega hasta el aparato; y con un segundo grupo de transporte que se preocupará de mover una alineación de envases ya trabajados desde el aparato hasta una zona de salida. Como se verá, en las zonas de entrega y de salida puede haber sendos transportadores de entrega y de salida, en la forma por ejemplo de transportadores de cinta; o en el caso de que la estación de trabajo comprenda más de un aparato dichas zonas de entrega y/o de salida pueden ser a su vez zonas de salida y/o de entrega de otro aparato dispuesto aguas arriba y/o aguas abajo, respectivamente y en el sentido de avance de las hileras de envases, de la misma estación de trabajo.
Ambos primer y segundo grupos de transporte se extienden transversales a la dirección de avance de las alineaciones y para desempeñar de forma óptima su propósito la estación de trabajo está preparada para mover si hace falta al primer grupo de transporte, el segundo grupo de transporte o ambos por debajo del útil del aparato y de un lado a otro del mismo.
A tal efecto el grupo de transporte que debe moverse por debajo del citado útil pende por sus extremos de ambas partes del mecanismo movibles en planos de movimiento paralelos y fuera de la proyección del citado útil como si de un columpio se tratase, incluso en forma invertida.
En esencia la estación de trabajo se caracteriza porque el mecanismo de transferencia está preparado para desplazar sucesivas alineaciones de envases a trabajar y trabajados estando dispuestas dichas alineaciones paralelas entre sí y siendo la dirección de transporte perpendicular a la de dichas alineaciones, comprendiendo el mecanismo un primer y un segundo grupo de transporte dispuestos transversales a la dirección de avance de las alineaciones de envases capaces de proporcionar simultáneamente la introducción y la extracción a y desde el aparato, respectivamente, de las alineaciones de envases a trabajar y trabajados al ser accionados coordinadamente, de los que al menos uno de dichos primer y segundo grupos de transporte pende por sus extremos de ambas partes del mecanismo movibles en planos de movimiento paralelos y que no interfieren con la proyección vertical del útil del aparato, con lo que el movimiento coordinado de estas partes movibles puede imprimir al citado primer o segundo grupo de transporte un movimiento con una trayectoria que pasa por debajo del útil del aparato sin interferir con este.
Ventajosamente, las sucesivas alineaciones de envases que pasan por la estación de trabajo pueden ser transportadas por debajo del útil del aparato siguiendo una dirección perpendicular a la de la alineación, con los que se obtienen las ventajas de poder disponer en cada ciclo de trabajo bajo el útil de la estación de trabajo tantos envases como haya en una alineación con el mínimo desplazamiento; y poder asimismo retirar de debajo del útil la misma cantidad de envases con el mínimo desplazamiento. Al avanzar los envases en hileras perpendiculares a la dirección de transporte en la estación de trabajo todos los desplazamientos se reducen considerablemente aumentándose así la cadencia de la línea.
En una variante de la invención, las partes móviles del mecanismo de transferencia de las que pende el primer y/o segundo grupo transportador son capaces de imprimir a dicho o dichos grupos transportadores un movimiento según una trayectoria que comprende un tramo que discurre por debajo del útil del aparato de un lado al otro del mismo, es decir desde el lado en que recibe a la alineación de envases a trabajar hasta el lado por el que se extrae la alineación de envases ya trabajada.
De este modo la alineación de envases trabajados puede ser desplazada fuera de la zona de influencia del útil siendo empujada desde atrás, pudiendo simplificarse significativamente esta maniobra de expulsión.
Según una realización de la estación de trabajo, el primer grupo de transporte comprende un travesaño introductor, preparado para cooperar en el transporte de la alineación de envases a trabajar al aparato empujando dicha alineación de envases desde la zona de entrega; y comprendiendo el segundo grupo de transporte un travesaño expulsor, que coopera en el transporte de los envases trabajados desde el aparato empujando dicha alineación de envases hasta la zona de salida, estando los extremos a un mismo lado de dichos travesaños introductor y expulsor sujetos de forma solidaria a una misma parte móvil del mecanismo para procurar su accionamiento simultáneo.
En una variante óptima para líneas de envasado que emplean envases tipo botella, los travesaños introductor y extractor están provistos de una serie de apoyos, en número al menos igual al de envases en las alineaciones de envases, con una superficie cóncava que desempeña un efecto de auto-centraje de los envases en cada apoyo al aplicarse los travesaños sobre una alineación de envases.
Ventajosamente, el mecanismo de transferencia es versátil y puede emplearse con botes de diferente tamaño y más particularmente de diferente diámetro. Independientemente del diámetro la distancia entre los centros de los envases de una misma alineación no variará y por lo tanto se dispondrán en la posición adecuada para que el útil pueda desempeñar la función correspondiente sobre ellos sin que este tenga que ajustarse (por ejemplo, teniendo que variar la distancia entre inyectores en el caso de una estación de llenado). Al mismo tiempo, los envases de la alineación de envases trabajados serán entregados indexados, es decir, guardando una distancia entre sí según sea la disposición y forma de los apoyos previstos en el travesaño expulsor.
La invención contempla que la disposición y forma de los apoyos pueda ser diferente en el travesaño introductor y el travesaño expulsor, de forma que los envases trabajados puedan disponerse guardando una distancia entre sí diferente a la distancia que guardaban cuando fueron transportados al aparato de la estación de trabajo. Esto permite que la estación de trabajo pueda conectarse con otra que requiere de una distancia entre envases diferente debido a las características del útil de esta otra estación de trabajo.
En una variante óptima para estaciones que requiere prender los envases para sujetarlos suspendidos, lo que permite por ejemplo salvar obstáculos en la trayectoria en dirección a o desde el aparato de la estación de trabajo o poder disponer los envases dentro de una cavidad o en un miembro inferior del útil a diferente nivel respecto del nivel que ocupa la hilera de envases que se han de transferir o transferidos, el primer y el segundo grupos de transporte comprenden un travesaño de cierre montado desplazable respecto del travesaño introductor y expulsor, respectivamente, con la capacidad de acercarse y alejarse de este para desempeñar una función de mordaza y dotar al mecanismo de la capacidad de prender las alineaciones de envases para transportarlas suspendidas.
El accionamiento del mecanismo de transferencia puede implementarse utilizando técnicas conocidas. Por ejemplo, la invención contempla que las partes movibles del mecanismo de transferencia de las que pende al menos uno de los grupos transportadores, sean dirigidas en su movimiento por un robot cartesiano preferentemente a seleccionar de entre un sistema T-gantry o un robot Delta 2D.
La invención contempla que se duplique el accionamiento, de forma que cada parte movible de la que pende un extremo del grupo o grupos transportadores sea accionada por un robot cartesiano, comprendiendo así la estación de trabajo dos robots cartesianos uno a cada lado del útil del aparato que naturalmente serán accionados en coordinación para mover conjuntamente las partes movibles de las que pende el grupo o grupos transportadores. Como alternativa, la estación puede utilizar un único robot cartesiano motriz colocado a un lado del útil del aparato para mover la parte movible de la que pende un extremo de los grupos transportadores y puede comprender un robot cartesiano conducido que soporte la parte movible de la que pende el otro lado de los grupos transportadores con un sistema de transmisión adecuado para mover esta parte móvil.
En una variante de la invención, el útil del aparato es un útil móvil, desplazable verticalmente respecto de un miembro inferior y capaz de adoptar al menos dos posiciones de las que una es una posición elevada, que no interfiere con la trayectoria de transporte de las alineaciones de envases hacia o desde el aparato; y la otra es una posición operativa, adecuada para manipular o trabajar sobre la alineación de envases colocada en el aparato; y al menos el segundo grupo de transporte está dimensionado para poder pasar por entre el útil y el miembro inferior al menos cuando el útil se dispone en la posición elevada.
La invención contempla en esta línea que la estación de trabajo consista por ejemplo en una estación de cierre de envases equipada con un dispositivo suministrador de un elemento de cierre común o varios elementos de cierre individuales entre el útil y el miembro inferior del aparato y por encima de la alineación de envases colocados en el aparato, siendo suministrado el citado elemento de cierre común o en su caso los elementos de cierre individualizados en una dirección perpendicular a la dirección de la alineación de envases.
Siendo el elemento o elementos de cierre de tipo film esta aplicación es óptima para cerrar bandejas por termosellado del film.
Preferentemente, el sentido de suministro del elemento de cierre común o, cuando se requiera, de los elementos de cierre individuales es contrario al sentido de transporte de la alineación de envases a y desde el aparato de la estación de trabajo.
En relación con el miembro inferior del aparato, este puede estar adaptado para formar con el útil cuando se disponen el útil y el citado miembro inferior aplicados uno contra el otro una serie de alveolos adecuados para alojar cada uno un envase de la alineación de envases colocada en el aparato.
Al mismo tiempo, el miembro inferior puede ser también móvil y tener capacidad de desplazarse verticalmente para acercarse o alejarse del útil del aparato.
En esta línea la estación de trabajo puede consistir por ejemplo en una estación de control de estanqueidad, equipada con medios para someter el espacio que encierra los alveolos formados por el útil y el miembro inferior del aparato a una atmósfera de presión controlada y con medios para detectar variaciones de presión en el interior de dicho espacio.
En una realización preferente, la estación está equipada o se completa con un transportador de entrega y un transportador de salida de envases en hilera a trabajar y trabajados que tienen secciones en coincidencia con la zona de entrega y la zona de salida, respectivamente, de la estación de trabajo que están dispuestas paralelos entre sí y a la alineación de envases en el aparato de la estación. De este modo podrán concatenarse varias estaciones de trabajo pudiendo disponerse paneles de protección para cerrar de una forma simple la línea de envasado; y tener un fácil acceso a los componentes del aparato.
En otra realización la estación de trabajo comprende más de un aparato, habiendo al menos un primer y un segundo aparato de forma que la zona de salida del primer aparato es la zona de entrega del segundo aparato.
En otra realización la estación de trabajo comprende más de un aparato, habiendo al menos un primer y un segundo aparato de forma que las zonas de entrega del primer y segundo aparatos son paralelas y adyacentes entre sí y que la zona de salida del primer y el segundo aparato son también paralelas y adyacentes entre sí.
Según otro aspecto de la invención se da a conocer una línea de envasado de construcción modular que aprovecha las ventajas que ofrece una estación de trabajo según la invención.
Una línea de envasado puede comprender al menos dos estaciones de trabajo según la invención conectadas mediante un transportador de avance intermitente sobre el que el segundo grupo de transporte de una primera estación de trabajo entrega la alineación de envases trabajados en dicha primera estación y del que el primer grupo de transporte de una segunda estación de trabajo toma la misma alineación de envases para su trabajo.
Esto permite disponer entre sí las estaciones de trabajo adoptando configuraciones diferentes, adaptándose al espacio en la planta y ahorrando en espacio respecto de las propuestas anteriores. Evidentemente las estaciones de trabajo pueden desempeñar funciones diferentes.
En una forma preferida en la que las estaciones necesitan de un tiempo de ciclo diferente para desempeñar su función sobre los envases la línea comprende n+1 estaciones de trabajo según la invención conectadas mediante un transportador de avance intermitente sobre el que:
- el segundo grupo de transporte de una primera estación de trabajo entrega en cada ciclo de trabajo de duración (t) la alineación de envases trabajados en dicha primera estación y del que los primeros grupos de transporte de n estaciones de trabajo toman ambas alineaciones de envases dispuestas consecutivas en el transportador para su trabajo en cada ciclo de trabajo de duración (T), cumpliéndose la relación n*t=T y siendo n>=2; o sobre el que - los segundos grupos de transporte de n estaciones de trabajo entregan en cada ciclo de trabajo (T) la alineación de envases trabajados en dichas primera y segunda estaciones una detrás de otra espacialmente y del que el primer grupo de transporte de otra estación de trabajo toma sucesivas alineaciones de envases para su trabajo en cada ciclo de trabajo (t), cumpliéndose la relación n*t=T y siendo n>=2.
Ventajosamente, ajustando los tiempos de ejecución de las estaciones de trabajo de forma que sean múltiplo del tiempo de ejecución de la estación de trabajo más rápida es posible combinar en la línea estaciones de trabajo que realizan operaciones que precisan diferentes tiempos de ejecución sin precisar pulmones de almacenamiento entre las estaciones de trabajo.
En general, siendo t el tiempo de ejecución de la estación de trabajo más rápida, la línea de envasado incorpora n estaciones de trabajo que precisan de un tiempo de ejecución T cumpliéndose la relación T=n xt.
Según una disposición de interés, la dirección de transporte de las alineaciones de envases por los respectivos mecanismos de transferencia en al menos dos de las estaciones de trabajo es paralela; siendo el sentido del transporte preferentemente opuesto en dichas al menos dos estaciones de trabajo.
Breve descripción de los dibujos
En los dibujos adjuntos se ilustran, a título de ejemplo no limitativo, algunas realizaciones de interés de la invención. En dichos dibujos:
la Fig. 1 es una vista esquemática en planta de una estación de trabajo con un aparato que emplea un útil para cerrar envases del tipo en forma de una bandeja;
la Fig. 2 es una vista en perspectiva de una estación de trabajo según una realización de la invención;
la Fig. 3 es la estación de trabajo de la Fig. 2, desprovista de los paneles protectores para poder mostrar el mecanismo de transferencia y su relación con el útil del aparato;
la Fig. 4 es una vista esquemática y en perspectiva de un mecanismo de transferencia de envases para una estación de trabajo según la invención;
la Fig. 5 es una vista lateral y esquemática de una estación de trabajo similar a la de la Fig. 3;
las Figs. 6 a 9 muestran esquemáticamente una secuencia de una operación de cierre de envases mediante una estación de trabajo similar a la de las Figs. 3 y 4;
la Fig. 10 es una vista esquemática en perspectiva de una línea de envasado que comprende una estación de trabajo para cerrar envases según la invención;
la Fig. 11 es una vista esquemática de otra estación de trabajo, en este caso de comprobación de estanqueidad, que comprende un mecanismo de transferencia similar al de la estación de trabajo de las Figs. 3 y 4;
la Fig. 12 muestra esquemáticamente un detalle del aparato de la estación de trabajo de la Fig. 11;
la Fig. 13 es una vista esquemática en planta similar a la de la Fig. 1 pero ahora de dos estaciones de trabajo según la invención concatenadas;
la Fig. 14 muestra esquemáticamente otra de línea de envasado que emplea dos estaciones de trabajo según la invención;
las Figs. 15a, 15b muestran otras formas alternativas para concatenar dos estaciones de trabajo según la invención;
las Figs. 15c y 15d, muestran alternativas de estaciones de trabajo con más de un aparato;
las Figs. 16a, 16b y 16c muestran esquemáticamente la organización espacial y tareas de una línea de envasado que emplea siete estaciones de trabajo según la invención con diferentes tiempos de ciclo y para realizar hasta cuatro tareas diferentes sobre los envases;
la Fig. 16d muestra esquemáticamente una secuencia de avance de una línea que emplea estaciones de trabajo con diferente tiempo de ciclo o ejecución, que se ajusta para triplicar y duplicar un valor t predeterminado;
la Fig. 17 muestra una vista en perspectiva de otra estación de trabajo según la invención especialmente adecuada para envases tipo bote y en la que las partes movibles del mecanismo de transferencia de las que penden el primer y el segundo grupos de transporte son accionadas por dos robots cartesianos tipo T gantry;
la Fig. 18 muestra un detalle de la Fig. 17 habiéndose desprovisto de la estación de trabajo del aparato; y la Fig. 19 muestra otra línea de envasado que emplea un total de cuatro estaciones de trabajo según la invención.
Descripción detallada de la invención
La Fig. 1 muestra esquemáticamente la planta de una estación de trabajo 40 según la invención aplicable a una línea de envasado. Esta estación de trabajo 40 comprende un aparato 4 preparado para ejecutar una determinada acción sobre los envases 10b que le son suministrados y, más específicamente, es capaz de ejecutar dicha acción de forma simultánea sobre alineaciones de cuatro envases.
El aparato 4 es del tipo que emplea un útil 46 dispuesto por encima de los envases para manipular o ejercer una determinada acción sobre los envases y que opera por lo tanto desde arriba de los envases. Este útil 46 ha sido representado transparente en la Fig. 1 para mostrar el tránsito de los envases por debajo del mismo.
El aparato 4 puede ser por ejemplo un aparato de cierre de envases; un aparato para evacuar el oxígeno contenido en los envases; un aparato para comprobar la estanqueidad de los envases; un aparato para llenar los envases de un producto; etc.
La Fig. 1 es ilustrativa del flujo que siguen los envases al pasar por la estación de trabajo 40 y en especial para ilustrar cómo se organizan los envases en alineaciones de cuatro y que estas son transportadas en una dirección perpendicular a la dirección que siguen las alineaciones incluso a su paso por el aparato 4 y en particular por debajo del útil 46 de dicho aparato 4. Esto permitirá, como se explicará en adelante, implementar líneas de envasado de una forma modular concatenando diferentes estaciones de trabajo 40.
Para poder organizar el tránsito de los envases organizados en alineaciones tal y como se ilustra en la Fig. 1 es necesario poder desplazar las sucesivas alineaciones de cuatro envases por debajo del útil 46 del aparato 4 sin que los medios que procuran el transporte de los envases interfieran con este útil 46. Esta tarea la lleva a cabo un mecanismo de transferencia de envases que se ejemplifica en las realizaciones que se describen a continuación.
Las Figs. 2 y 3 muestran un ejemplo para una estación de trabajo 40 adecuada para el cierre de envases 10 en la forma de bandejas, mediante una lámina 11 (ver Fig. 3) que se aplica y termo sella sobre el borde superior de los envases 10.
Como se aprecia en la Fig. 2, la estación de trabajo 40 comprende un bastidor que determina una entrada 41 por la que puede alimentarse una pluralidad de envases por cerrar individualmente mediante un transportador de entrega 1, formado por ejemplo por un transportador de correa de movimiento preferentemente intermitente, estando alineados y dispuestos los envases por cerrar 10b antes referidos en el transportador de entrega 1 uno tras otro y regularmente separados entre sí, alineados según la dirección de avance del transportador de entrega 1 como ilustra el esquema de la Fig. 1; y una salida 42 por la que serán entregados los envases cerrados 10c mediante un transportador de salida 2, formado por ejemplo por otro transportador de correa de movimiento continuo o intermitente como también ilustra el esquema de la Fig. 1. Las partes móviles de la estación de trabajo 40 están protegidas por paneles que se extienden entre los montantes verticales del bastidor, y en los que están formadas la entrada y la salida 41 y 42 antes referidas.
La Fig. 3 muestra la misma estación de trabajo 40 sin los paneles de protección pudiéndose mostrar las partes esenciales de la estación de trabajo 40.
La estación de trabajo 40 comprende un dispositivo suministrador 47 de la lámina 11 termosellable continua empleada para cerrar los envases en forma de bandeja y un aparato 4 de cierre de envases que comprende un miembro inferior 45 y un útil 46, que opera desde arriba sobre los envases, entre los que sucesivamente se dispone una porción de lámina 11 que será empleada para cerrar una alineación de envases por cerrar 10b.
En el ejemplo, el dispositivo suministrador 47 comprende de forma conocida un eje giratorio que monta un rollo de lámina 11 y varios rodillos de desvío. No obstante, es preciso notar que el rollo de lámina se ubica debajo del aparato 4 para que la estación de trabajo 40 resulte más compacta.
El útil 46, el miembro inferior 45 o ambos son susceptibles de moverse verticalmente para acercarse y alejarse entre sí y están preparados para formar juntos cuando se acercan una hilera de alveolos adecuados para alojar respectivos envases 10b por cerrar de una alineación de envases termosellando así la lámina 11 sobre dichos envases. Para ello, como es conocido el aparato 4 tiene unos medios de aporte de calor adecuados para fundir las porciones de lámina 11 en contacto con los bordes superiores de los envases.
La Fig. 3 permite mostrar en la estación de trabajo 40 el mecanismo de transferencia 31 de envases que procura el desplazamiento de un primer grupo de transporte 31a de envases, configurado para prender una alineación de envases por cerrar 10b, situados sobre el transportador de entrega 1 y para transferir dicha alineación de envases por cerrar 10b siguiendo una dirección normal a la alineación hasta el aparato de cierre 4 entre su miembro inferior 45 y el útil 46 cuando este último se dispone en una posición elevada respecto del miembro inferior 45; y un segundo grupo de transporte 31b de envases, configurado para prender una alineación de envases ya cerrados 10c dispuestos entre el miembro inferior 45 y el útil 46 del aparato de cierre 4 y para transferir dicha alineación de envases cerrados 10c siguiendo una dirección normal a la citada alineación desde el dispositivo de cierre 4, cuando el útil superior 46 de este último se dispone en una posición elevada respecto del miembro inferior 45, hasta el transportador de salida 2 de envases cerrados 10c.
Ventajosamente, el mecanismo de transferencia 31 acciona simultáneamente el primer y segundo grupos de transporte 31a y 31b de envases de manera que mientras el primer grupo de transporte 31a prende la alineación de envases por cerrar 10b desde el transportador de entrega 1 y la transfiere al dispositivo de cierre 4, el segundo grupo de transporte 31b prende la alineación de envases cerrados 10c situada en el dispositivo de cierre 4 y la transfiere hasta el transportador de salida 2.
Como se observa en las Figs. 1 a 3, los transportadores de entrega y de salida 1 y 2 están dispuestos en este ejemplo particular paralelos entre sí y están accionados de forma que transportan los envases por cerrar 10b y cerrados 10c según un mismo sentido de avance. Como se describirá más adelante, también se contemplan otras variantes.
El primer y el segundo grupos de transporte 31a y 31b están dispuestos transversales a la dirección de avance de las alineaciones de envases en la estación 40 desde el transportador de entrega 1 hacia el transportador de salida 2 y son capaces de procurar simultáneamente la inserción y la extracción a y desde el aparato 4, respectivamente, de las alineaciones de envases a trabajar 10b y trabajados 10c al ser accionados coordinadamente.
Para no interferir con el aparato 4, se observa que los grupos de transporte primero y segundo 31a y 31b penden por sus extremos 32a y 32b de dos partes móviles 60 del mecanismo de transferencia 31 que son accionables en planos de movimiento a cada lado del aparato 4 y que por tanto no interfieren con la proyección vertical del aparato 4 y en especial del útil 46 del citado aparato 4, con lo que son capaces de disponer y mover al primer y al segundo grupos de transporte 31a y 31b por debajo del útil 46 del aparato 4 sin interferir con este.
En el ejemplo de las Figs. 2 y 3, las partes movibles 60 del mecanismo de transferencia 31 de las que penden los grupos transportadores primero y segundo 31a y 31b son dirigidas en su movimiento por sendos robots cartesianos del tipo T-gantry.
Haciendo referencia ahora a las Figs. 4 y 5, en estas se muestra parcialmente una estación de trabajo 40 similar a la de las Figs. 2 y 3 pero cuyo mecanismo de transferencia 31 se basa en un robot cartesiano del tipo Delta 2D.
En esta estación de trabajo 40 de las Figs. 4 y 5 el primer grupo de transporte 31a del mecanismo de transferencia 31 comprende un travesaño introductor 33 y un travesaño de cierre 34 asociado susceptibles de acercarse y separarse entre sí según una dirección normal a la alineación de envases por cerrar 10b, adoptando una posición de sujeción y una posición de liberación, respectivamente. El travesaño introductor 33 y su travesaño de cierre asociado 34 están preparados para, a modo de pinza, prender simultáneamente los envases de la alineación de envases por cerrar 10b y transportarlos hasta depositarlos entre el miembro inferior 45 y el útil 46 del aparato de cierre 4.
Por su parte, el segundo grupo de transporte 31b del mecanismo de transferencia 31 comprende un travesaño expulsor 35 y un travesaño de cierre asociado 36 que son también susceptibles de acercarse y separarse entre sí según una dirección normal a la alineación de envases cerrados 10c, adoptando una posición de sujeción y una posición de liberación, respectivamente. El travesaño expulsor 35 y su travesaño de cierre asociado 36 están preparados para, a modo de pinza, prender simultáneamente los envases de la alineación de envases cerrados 10c situados entre el miembro inferior 45 y el útil 46 del aparato de cierre 4 y para transportarlos hasta un transportador de salida 2. Nótese que en los instantes finales de la operación de transferencia de una alineación de envases hasta el aparato 4 el travesaño de cierre 36 debe circular entre el útil 46 y el miembro inferior 45 del aparato 4 mientras que durante los instantes iniciales de la operación de transferencia de una alineación de envases desde el aparato 4 el travesaño de expulsión 35 debe circular entre el útil 46 y el miembro inferior 45 del aparato 4.
En el ejemplo de las Figs. 4 y 5 los grupos de transporte primero y segundo 31a y 31b del mecanismo de transferencia 31 penden cada uno por sus extremos 32a y 32b, respectivamente, de partes móviles 60 en la forma de largueros que son transportados en dos planos de movimiento paralelos y dispuestos fuera de la protección vertical del aparato de cierre 4 por lo que no interfieren con este y permiten imprimir al primer y segundo grupos de transporte 31a y 31b trayectorias que pasen de un lado a otro del aparato de cierre 4 por entre su miembro inferior 45 y su útil 46 sin obstáculos.
En el ejemplo de las Figs. 4 y 5 cada uno de los largueros 60 está guiado en su movimiento por dos robots cartesianos del tipo Delta 2D accionados simultáneamente. Cada robot cartesiano comprende una estructura articulada 50 en un plano de movimiento cuyo vínculo con el larguero asociado es el que sigue:
- Un extremo anterior 60a del larguero 60 está unido de forma giratoria al nudo de unión entre un primer brazo articulado 57, inseparable de un eje giratorio motorizado 14a horizontal accionado por un primer motor 16, y un segundo brazo articulado 58 inseparable de otro eje giratorio motorizado 14b también horizontal y accionado por un motor 17;
- Un extremo posterior 60b del larguero 60 está unido de forma giratoria a un tercer brazo articulado 59 conducido e inseparable de un eje giratorio 14c paralelo a los ejes motorizados 14a y 14b estando el citado tercer brazo articulado 59 conectado al segundo brazo articulado 58 a través de una transmisión en el ejemplo en forma de barra 59a.
El giro coordinado de los brazos articulados 57 y 58, y con ello del brazo articulado 59 conducido, en cada estructura articulada 50 imprime al juego de largueros 60 el movimiento requerido para que los grupos de transporte 31a y 31b describan en el espacio la trayectoria deseada.
La invención contempla que pueda variarse la distancia entre los travesaños introductor 33 y expulsor 35 y sus travesaños de cierre asociados 34 y 36. En el ejemplo los travesaños introductor 33 y expulsor 35 son fijos con respecto de los largueros 60 mientras que los travesaños de cierre asociados 34 y 36 son desplazables con respecto de los largueros 60, de forma que tienen capacidad de acercarse o alejarse con respecto del travesaño introductor 33 y del travesaño expulsor 35, respectivamente. Esta característica se ha representado en la Fig. 5 mediante los accionadores 61, en la forma aquí de cilindros hidráulicos.
Esta solución permite prender y sujetar en modo suspendido los envases de las alineaciones de envases por cerrar y cerrados 10a y 10b, de forma que el mecanismo de transferencia 31 sea adecuado para situaciones en las que el transporte de los envases tenga que salvar un desnivel existente entre los transportadores de entrega y/o salida 1 y 2 y la posición que deben adoptar los envases en el aparato 4 de cierre.
Aunque no venga representada, la invención contempla una forma de realización en la que los travesaños introductor 33 y expulsor 35 sean móviles respecto de las partes movibles 60 (en el presente caso en forma de largueros) mientras que los travesaños de cierre asociados 34 y 36 sean fijos respecto de dichos largueros 60.
En cualquier caso, el movimiento relativo entre cada par de travesaños del mismo grupo de transporte permite disponer el aparato 4 en su posición operativa, eso es con el útil 46 en una posición que se ajusta sobre el miembro inferior 45 en el presente ejemplo, quedando por ejemplo el travesaño expulsor 35 y su travesaño de cierre asociado 36 cada uno a un lado del aparato 4 lo que economiza el tiempo de ejecución de un ciclo de trabajo de la estación de trabajo 40.
A continuación, se describe las distintas posiciones que adopta el mecanismo de transferencia 31 de la estación de trabajo 40 de los ejemplos de las Figs. 4 y 5 en coordinación con las partes móviles del aparato de cierre 4 durante un ciclo de trabajo de una estación 40, en este caso equipada con un dispositivo suministrador 47 y de recogida 47a de lámina 11 cada uno a un lado del aparato 4 y por encima del nivel de los envases.
La Fig. 6 muestra la posición operativa de cierre por termo sellado del aparato 4 en relación con una alineación de envases dispuesta en el aparato 4 que están siendo cerrados. Como se aprecia, una alineación de envases 10b está alojada en el miembro inferior 45 del aparato 4, configurado en forma de cavidades de asiento, mientras el borde superior de los envases sobre el que se aplica una porción de lámina 11 recibe aporte de calor y presión mediante el útil 46 que se ajusta sobre dichos envases. Al mismo tiempo que se está procediendo al termosellado de esta alineación de envases 10b, el transportador de entrega 1 sirve una nueva alineación de envases por cerrar 10b.
Repárese en que en la posición de la Fig. 6 el primer y el segundo grupos de transporte 31a y 31b están elevados por encima de las alineaciones de bandejas en la estación 40 además de que el travesaño introductor 33 y su travesaño de cierre asociado 34 están separados entre sí, adoptando una posición de liberación; y el travesaño expulsor 35 y su travesaño de cierre asociado 36 están también separados entre sí adoptando también una posición de liberación cada uno, pero, a un lado del aparato 4.
La Fig. 7 muestra una posición siguiente en la que las bandejas por cerrar 10b y las bandejas cerradas 10c de dos respectivas alineaciones son prendidas después de la operación de cierre por termosellado ilustrada en la Fig. 6. Ambos primer y segundo grupos de transporte 31a y 31 están en una posición inferior, al nivel de los envases, además de que el travesaño introductor 33 y su travesaño de cierre asociado 34 están aproximados entre sí, adoptando una posición de sujeción; y el travesaño expulsor 35 y su travesaño de cierre asociado 36 están también aproximados entre sí adoptando también una posición de sujeción.
Además de lo anterior, se aprecia que el útil 46 y el miembro inferior 45 del aparato de cierre 4 se han separado habiéndose elevado el útil 46 y descendido el miembro inferior 45, mientras que un eyector 48 mantiene a las bandejas cerradas 10c, en especial su borde superior, al alcance del segundo grupo transportador 31b.
La Fig. 8 muestra lo que ocurre a continuación, habiéndose desplazado el primer y el segundo grupo transportadores 31a y 31b, transportando los envases en suspensión, en la dirección normal a la alineación de bandejas hasta alcanzar la nueva alineación de envases por cerrar 10b el aparato 4 de cierre y la alineación de envases ya cerrados 10c el transportador de salida 2.
A continuación, los grupos de transporte 31a y 31b liberarían los envases y adoptarían de nuevo una posición elevada adecuada para poderse mover en retorno hasta la posición ilustrada en la Fig. 9, adecuada para prender una nueva alineación de envases por cerrar 10b y también para prender la alineación de envases recién transferida al aparato 4 una vez hayan sido cerrados.
Las estaciones de trabajo 40 de las Figs. 2 y 3 o 4 y 5 son por ejemplo adecuadas para desempeñar una operación de cierre de envases 10 en un procedimiento de envasado simple, representado esquemáticamente mediante la línea de envasado 100 de la Fig. 10, comprendiendo este procedimiento de ejemplo las siguientes operaciones básicas:
- la entrega de una alineación de envases vacíos 10a en forma de bandeja a un transportador de entrega 1 (por ejemplo en la forma de un transportador de correa) que avanza en una dirección coincidente con la de la alineación de dichos envases vacíos 10a (en el ejemplo envases vacíos 10a fabricados portermoconformado);
- el llenado de los envases por cerrar 10a con productos durante el transporte estos en el transportador de entrega 1 en una estación de llenado;
- alimentar con el mismo transportador de entrega 1 la estación de trabajo 40, preparada para retirar del transportador de entrega 1 una alineación de envases por cerrar 10b llenos formada por un número de envases consecutivos en el transportador de entrega 1 a razón de la capacidad del aparato de cierre 4 de la estación de trabajo 40 y transferirla a dicho aparato de cierre 4 en una dirección normal al transportador de entrega 1;
- realizar la operación de cierre de la alineación de envases transferida al aparato de cierre 4; y
- retirar una alineación de envases ya cerrados 10c del aparato de cierre 4 en una dirección normal a la dirección del transportador de entrega 1 y transferirlos a un transportador de salida 2 paralelo al transportador de entrega 1 que avanza en el mismo sentido.
En la línea de envasado 100 de ejemplo la entrega de los envases vacíos 10a se lleva a cabo mediante una estación termoformadora 70 de envases que a su vez comprende varias líneas de fabricación en paralelo que proporcionan respectivas hileras de bandejas vacías 10a termo conformadas alineadas según una dirección sustancialmente normal a la dirección de avance de los medios transportadores 1.
Como se ha avanzado anteriormente la estación de trabajo 40 es adecuada para cualquier tipo de aparato 4 diferente a un aparato de cierre. Por ejemplo, una estación de trabajo 40' según la invención sería apta también para incorporar un aparato 4' de comprobación de estanqueidad, como el que se muestra esquemáticamente en la Fig. 14, situado a continuación de una estación de trabajo 40 con un aparato 4 de cierre.
Esta estación de trabajo 40', representada parcial y esquemáticamente en las Figs. 11 y 12, podría comprender un aparato 4' de comprobación que incluye un miembro inferior 45' y un útil 46', superior, susceptibles de moverse verticalmente acercándose o alejándose entre sí, capaces al unirse de formar una cavidad interna estanca para alojar en su interior a una alineación de bandejas cerradas pendientes de comprobación 10d y un mecanismo de transferencia de envases 31 similar al de una cualquiera de las estaciones de trabajo 40 ilustradas en las Figs. 2 y 3 o 4 y 5.
Por lo que al aparato 4' de comprobación se refiere, en el ejemplo comprende unos medios para crear el vacío en la cavidad interna en una posición operativa, es decir, cuando la parte inferior 46' y el útil 45' están juntos y una alineación de bandejas cerradas por comprobar 10d está alojada en la cavidad interna; unos medios de control del tiempo transcurrido en hacer el vacío; y unos medios detectores por cada alveolo de fallos en el termosellado si el tiempo transcurrido es mayor que un valor de referencia calculado para una alineación de bandejas correctamente termoselladas del mismo formato que las bandejas cerradas por comprobar 10d de la alineación objeto de la comprobación.
Las estaciones de trabajo 40 y 40' pueden disponerse concatenadas de forma que el transportador de salida 2 de la estación de trabajo 40 sea empleado como el transportador de entrada de la estación de trabajo 40', como ilustran de forma esquemática las Figs. 13 y 14.
En efecto, como se aprecia en la Fig. 13, el transportador 2 de bandejas cerradas 10c, en el que el mecanismo de transferencia de la estación de trabajo 40 de cierre de envases ha dejado bandejas cerradas 10c alineadas, sirve de alimentación para la estación de trabajo 40' de comprobación.
En esta estación de trabajo 40' de comprobación, la dirección en la que son transportados los envases es contraria a la que siguen estos en la estación de trabajo 40 de cierre aguas arriba de la línea dando lugar a una disposición conjunta muy compacta.
Las Figs. 15a y 15b ilustran otras variantes posibles para concatenar varias estaciones de trabajo 40 consecutivas, en los ejemplos tres estaciones de trabajo 40A, 40B y 40C. En todas ellas las alineaciones de envases serían transportadas en una dirección normal a dichas alineaciones, tal y como indican las flechas de flujo de envases en estas Figs. 15a y 15b. Repárese en que las secciones de los transportares 1, 2a, 2b y 3 que intervienen para la conexión entre las estaciones de trabajo 40A, 40B y 40C en las zonas de influencia de los mecanismos de transferencia de cada estación de trabajo son paralelas entre sí y a las alineaciones de envases en los aparatos 4 de dichas estaciones de trabajo.
Las Figs. 15c y 15d ilustran otras variantes contempladas por la invención. Específicamente, la Fig. 15c muestra una estación de trabajo 401 que comprende aparatos primero y segundo 4A y 4B de forma que las zonas de entrega del primer y segundo aparatos son paralelas y adyacentes entre sí y que la zona de salida de los aparatos primero y segundo son también paralelas y adyacentes entre sí. En este caso ambas zonas de entrega y salida asociadas a cada aparato están formadas cada una por un mismo transportador 1 y 2, respectivamente, de doble capacidad cada uno, de forma que cada transportador mueve dos hileras de envases paralelas. Esta variante permite, además de duplicar la capacidad de una estación de trabajo poder obtener en una misma línea dos productos distintos de una forma simple y espacialmente óptima.
La Fig. 15d muestra una estación de trabajo 400 en la que la zona de salida de un primer aparato 4A es la zona de entrega de un segundo aparato 4B; y en la que la zona de salida de este segundo aparato 4B es la zona de entrega de un tercer aparato 4C. Esto permite realizar operaciones consecutivas en las hileras de envases también de una forma simple y espacialmente óptima.
Es habitual que las líneas de envasado precisen realizar todavía más operaciones sobre los envases y que los tiempos requeridos para ejecutar cada una de estas operaciones sea también distinto.
Para aumentar la capacidad de producción es usual doblar las líneas de producción o, para absorber el cuello de botella que puede suponer una operación que precisa de mayor tiempo de ejecución también es usual desdoblar una línea para derivar los envases hacia dos estaciones de trabajo que realizan la misma operación sobre los envases suministrados que son suministrados por una estación de trabajo aguas arriba de la línea y que trabaja a mayor velocidad.
Se da el caso de que para ejecutar esta serie de operaciones usuales en una línea de envasado se emplean en todas ellas un útil que opera por encima de los envases, ya que los envases son transportados abiertos por la parte superior.
Tomando ventaja del flujo que siguen los envases en una estación de trabajo según la invención y del hecho de que esta estación de trabajo es apta para realizar las operaciones que son comunes sobre envases es posible completar una línea de envasado jugando con estaciones de trabajo según la invención, a modo de una instalación modular.
Los ejemplos de las Figs. 16a, 16b y 16c sirven para ilustrar la versatilidad que puede alcanzarse tomando ventaja del flujo que siguen los envases en una estación de trabajo según la invención.
En estos ejemplos se precisa de realizar en la línea de envasado 102 hasta cuatro operaciones sobre los envases que requieren de tiempos de ejecución desiguales, tales como una operación de desinfección, llevada a cabo por la estación de trabajo 40A y que requiere de un tiempo de ejecución T; una operación de llenado de los envases, llevada a cabo por las estaciones de trabajo 40B y que requiere de un tiempo de ejecución 3xT; una operación de cierre, llevada a cabo por las estaciones de trabajo 40C y que requiere de un tiempo de ejecución 2xT; y una operación de control, llevada a cabo por la estación de trabajo 40D y que requiere de un tiempo de ejecución T.
Convencionalmente para completar la línea de envasado se procedería a desdoblar la línea de envasado o a emplear pulmones de almacenamiento entre estaciones de trabajo, así como se tendería a sobredimensionar estaciones de trabajo por si en un futuro se precisa un aumento de producción.
Los esquemas de las Figs. 16b y 16c muestran cómo las necesidades de esta línea de ejemplo pueden resolverse de una forma modular, empleando las estaciones de trabajo 40A, 40B, 40C y 40D dispuestas seguidas una a continuación de la otra, para mayor aprovechamiento del tiempo y el espacio disponible.
En estos ejemplos, el mismo transportador de salida 2a de la primera estación de trabajo 40A alimenta las tres estaciones de trabajo 40B. Para ello se ajustan los tiempos del ciclo de trabajo en la estación de trabajo 40A de forma que en cada ciclo de trabajo sirve una alineación de envases al transportador de salida 2a de avance intermitente el cual, cada vez que recibe una nueva alineación de envases avanza la distancia equivalente para poder recibir una nueva alineación. Durante este tiempo, es decir durante los tres ciclos de trabajo de la primera estación de trabajo 40A las tres estaciones de trabajo 40b realizan cada una la correspondiente operación sobre un número de envases igual a una alineación de envases.
Las estaciones de trabajo 40B entregan los envases a un mismo transportador de salida 2b que se emplea para alimentar las estaciones de trabajo 40C.
En el ejemplo de la Fig. 16b, tomando ventaja del hecho de que los tiempos de ejecución de las estaciones de trabajo 4B y 4C son múltiplos del tiempo de ejecución de la estación de trabajo más rápida 4A, es posible alimentar sin acumular hileras de envases las estaciones 4C. Un ejemplo práctico de una secuencia de avance entre una disposición equivalente que combina tres estaciones con tiempo de ejecución 3xt con dos estaciones con tiempo de ejecución 2xt se ilustra en las Figs. 16d (en tres partes), habiéndose empleado números consecutivos para señalar las hileras de envases que secuencialmente entran y salen de la línea de envasado.
Al mismo tiempo, el tiempo de ejecución de la estación de trabajo 40D es la mitad del tiempo de ciclo de las estaciones de trabajo 40C.
En el ejemplo de la Fig. 16c se ilustra una alternativa en la que los aparatos de las estaciones 40C están configurados para trabajar de forma simultánea sobre una alineación de envases cuyo número es 1,5xE, siendo E el número de envases de una alineación de envases en las estaciones de trabajo 40B. La invención contempla además que la separación entre los envases de una alineación de envases en las estaciones 40B y 40C pueda ser distinta, para lo cual puede emplearse un transfer 71, por ejemplo en la forma de una transferencia sin fin, o preparar los primeros grupos transportadores de las estaciones 40C a tal efecto como se explicará más adelante.
Se procede de similar forma entre las estaciones de trabajo 40C y 40D. El aparato de la estación de trabajo 40D deberá estar configurado para operar sobre alineaciones de envases de un número igual 3xE envases. Puede ser preciso o no volver a cambiar el espacio de separación entre envases de la misma alineación. En este sentido la Fig. 16c es esquemática y la estación 40d podría ser el doble de larga, como pretende ilustrar la línea en trazo discontinuo, para no tener que cambiar el espacio de separación entre envases de una alineación. Como alternativa, puede emplearse otro transfer 72; adaptar el segundo grupo transportador de las estaciones 40C; el primer grupo transportador de la estación 40D o ambos segundo grupo transportador y primer grupo transportador de las estaciones de trabajo 40C y 40D, respectivamente para realizar el cambio de forma más secuencial.
La Fig. 17 muestra otro ejemplo de realización para una estación de trabajo 40 según la invención. En este caso los envases presentan forma de bote o similar y el aparato 4 comprende un útil 46 preparado para dispensar y colocar tapas 73 en cada uno de los envases de la alineación de envases que se dispone apoyada sobre un miembro inferior 45 del aparato 4. En esta Fig. 17 se emplean las mismas referencias numéricas que en las Figs. 2, 3 y 4, 5 para designar componentes que desempeñan una función equivalente.
En el ejemplo de la Fig. 17, las partes movibles 60 del mecanismo de transferencia 31 de las que penden los grupos transportadores primero y segundo 31a y 31b son dirigidas en su movimiento por sendos robots cartesianos del tipo T-gantry de forma similar al ejemplo de la estación de trabajo 40 representada en las Figs. 2 y 3.
A diferencia del ejemplo de las Figs. 2, 3 y 4, 5 en este caso no es preciso prender los envases para transportarlos suspendidos y su transporte hacia y del aparato 4 puede realizarse por simple empuje de los mismos. Consecuentemente los grupos transportadores primero y segundo 31a y 31b comprenden dos travesaños introductor 33 y expulsor 35 sin ser preciso equipar el primer y el segundo grupos transportadores con travesaños de cierre para prender los envases.
En la Fig. 18 se ha representado una parte de la estación de trabajo 40 desprovista del aparato 4 para mostrar más claramente la configuración de los travesaños introductor 33 y expulsor 35 y específicamente que estos travesaños introductor 33 y extractor 35 están provistos de una serie de apoyos 62, en número al menos igual al de envases en las alineaciones de envases a transportar, con una superficie cóncava 63, en el ejemplo formada por dos paredes rectas que convergen en ángulo, que desempeña un efecto de auto-centraje de los envases tomando ventaja de que estos son de sección circular. La invención contempla tomar ventaja de este efecto para cambiar la distancia de separación entre envases de una alineación de envases respecto de la distancia que los separaba antes de ser empujados por uno cualquiera de los grupos de transporte 31a
La Fig. 18 también permite ilustrar el robot cartesiano que procura el movimiento de una de las partes movibles 60 del mecanismo de transferencia 31. Este robot cartesiano, de una forma en sí conocida, consiste en un raíl 64 sobre el que desliza un patín 65 que lleva un cabezal 66 desplazable verticalmente respecto del patín 65 y al que va fijada la parte movible 60.
La Fig. 19 muestra un ejemplo para una línea de envasado 103 que incluye un total de cuatro estaciones de trabajo de las que la primera, en el sentido de avance de la línea, es una estación de trabajo 40A con un aparato que esteriliza el interior de los envases de sucesivas alineaciones de envases que están alineadas con el transportador de entrega 1; las dos siguientes estaciones de trabajo 40B procurarían el llenado de los envases de dos alineaciones de envases consecutivas y que son suministradas cada dos ciclos de trabajo de la estación de trabajo 40a, preocupándose cada estación de trabajo 40B del cierre de una de dichas alineaciones de envases; y la última estación de trabajo 40C correspondería a una estación de cierre de los envases con capacidad de operar sobre dos alineaciones de envases que le serán suministradas de forma intermitente por el transportador de entrega 2b en el mismo periodo de tiempo que precisa cada estación de trabajo 40B para desempeñar su función de llenado, siendo entregados los envases cerrados por el transportador 3.

Claims (20)

REIVINDICACIONES
1. Una estación de trabajo (40) para una línea de envasado que comprende un aparato (4) preparado para ejecutar una determinada acción simultánea sobre envases (10) de una alineación de envases mediante el empleo de un útil (46) con la capacidad de disponerse por encima del nivel de los envases; y un mecanismo de transferencia (31) para el transporte simultáneo de una alineación de envases por trabajar (10b) desde una zona de entrega hasta el aparato (4) y de una alineación de envases trabajados (10c) desde el aparato (4) hasta una zona de salida, estando caracterizada la estación por que dicho mecanismo de transferencia (31) está preparado para desplazar simultáneamente las alineaciones de envases a trabajar y envases trabajados (10b, 10c) estando dispuestas dichas alineaciones paralelas entre sí y siendo la dirección de transporte perpendicular a la de dichas alineaciones, comprendiendo para ello el mecanismo de transferencia (31) un primer y un segundo grupo de transporte (31a, 31b) dispuestos transversales a la dirección de avance de las alineaciones de envases capaces de procurar simultáneamente la introducción y la extracción a y desde el aparato (4), respectivamente, de las alineaciones de envases a trabajar y envases trabajados al ser accionados coordinadamente, de los que al menos uno del primer o segundo grupo de transporte (31a o 31b) pende por dos extremos (32b) opuestos cada uno de una parte móvil (60) del mecanismo de transferencia (31) que son movibles en respectivos planos de movimiento paralelos y que no interfieren con la proyección vertical del útil (46) del aparato (4), con lo que el citado mecanismo de transferencia (31) es capaz de imprimir al citado primer o segundo grupo de transporte (31a o 31b) un movimiento con una trayectoria que pasa por debajo del citado útil (46) del aparato (4) sin interferir con el mismo.
2. La estación de trabajo (40) según la reivindicación anterior, caracterizada por que las partes móviles del mecanismo de transferencia (31) de las que pende al menos uno o ambos del primer o segundo grupo transportador (31a y/o 31b) son capaces de imprimir a dicho grupo o grupos transportadores (31a y/o 31b) un movimiento según una trayectoria que comprende un tramo que discurre por debajo del útil (46) del aparato (4) desde un lado al otro del mismo.
3. La estación de trabajo (40) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada por que el primer grupo de transporte (31a) comprende un travesaño introductor (33), preparado para cooperar en el transporte de la alineación de envases por trabajar (10b) al aparato (4) empujando dicha alineación de envases; y el segundo grupo de transporte (31b) comprende un travesaño expulsor (35), preparado para cooperar en el transporte de los envases trabajados (10c) desde el aparato (4) empujando dicha alineación de envases, estando los extremos (32a, 32b) al mismo lado de dichos travesaños introductor y expulsor (33, 35) sujetos de forma solidaria a la misma parte móvil del mecanismo de transferencia (31) para procurar su accionamiento simultáneo.
4. La estación de trabajo (40) según la reivindicación anterior, caracterizada por que los travesaños introductor (33) y extractor (35) están provistos de una serie de apoyos (62), en un número al menos igual al de envases en las alineaciones de envases a transportar, con una superficie cóncava (63) que desempeña un efecto de auto-centraje de los envases en cada apoyo (62) al aplicarse los travesaños introductor y extractor (33, 35) sobre una alineación de envases.
5. La estación de trabajo (40) según las reivindicaciones 3 o 4, caracterizada porque los grupos de transporte primero y segundo (31a, 31b) comprenden cada uno un travesaño de cierre (34, 36) montado desplazable respecto del travesaño introductor (33) y expulsor (35), respectivamente, con capacidad de acercarse y alejarse de este para desempeñar una función de pinza o mordaza y dotar al mecanismo de transferencia (31) de la capacidad de prender las alineaciones de envases para transportarlos suspendidos.
6. La estación de trabajo (40) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que las partes móviles del mecanismo de transferencia de las que pende el segundo grupo transportador (31b) son dirigidas en su movimiento por un robot cartesiano a seleccionar de entre un sistema T-gantry o un robot Delta 2D.
7. La estación de trabajo (40) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el útil (46) del aparato (4) es un útil móvil, desplazable verticalmente respecto de un miembro inferior (45) y capaz de adoptar al menos dos posiciones de las que una es una posición elevada, que no interfiere en la trayectoria de transporte de las alineaciones de envases hacia o desde el aparato (4); y la otra es una posición operativa, adecuada para manipular o trabajar sobre la alineación de envases colocada en el aparato (4); y por que al menos el segundo grupo de transporte (31b) está dimensionado para poder pasar por entre el útil (46) y el miembro inferior (45) al menos cuando el útil (46) se dispone en la posición elevada.
8. La estación de trabajo (40) según la reivindicación anterior, caracterizada por que consiste en una estación de cierre de envases equipada con un dispositivo suministrador de un elemento de cierre (11) común o varios elementos de cierre individuales entre el útil (46) y el miembro inferior (45) del aparato (4) y por encima de la alineación de envases colocados en el aparato (4), siendo suministrado el citado elemento de cierre (11) común o en su caso los elementos de cierre individualizados en una dirección perpendicular a la de la alineación de envases.
9. La estación de trabajo (40) según la reivindicación anterior, caracterizada por que el sentido de suministro del elemento de cierre (11) común o en su caso de los elementos de cierre individuales es contrario al sentido de transporte de la alineación de envases a y desde el aparato (4) de la estación de trabajo (40).
10. La estación de trabajo (40) según la reivindicación 7, caracterizada por que el miembro inferior (45) del aparato (4) está adaptado para formar con el útil (46) cuando se disponen el útil (46) y el citado miembro inferior (45) aplicados uno contra el otro una serie de alveolos adecuados para alojar cada uno un envase de la alineación de envases colocada en el aparato (4).
11. La estación de trabajo (40) según la reivindicación anterior, caracterizada por que el miembro inferior (45) es móvil y tiene la capacidad de desplazarse verticalmente para acercarse o alejarse del útil (46) del aparato (4).
12. La estación de trabajo (40) según la reivindicación anterior, caracterizada por que consiste en una estación de control de estanqueidad o campana de vacío, equipada con medios para someter el espacio que encierran los alveolos formados por el útil (46) y el miembro inferior (45) del aparato (4) a una atmósfera de presión controlada y con medios para detectar variaciones de presión en el interior de dicho espacio.
13. La estación de trabajo (40) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, equipada con un transportador de entrega (1) y un transportador de salida (2) de envases en un hilera a trabajar y envases trabajados, respectivamente, estando dispuestos las secciones del transportador de entrega y del transportador de salida (1, 2) en la zona de influencia del mecanismo de transferencia (31) y en coincidencia con las zonas de entrega y de salida, respectivamente, de las estaciones de trabajo paralelas entre sí y a la alineación de envases en el aparato (4) de la estación de trabajo (40).
14. La estación de trabajo (40) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque la estación de trabajo comprende más de un aparato (4A; 4B), habiendo al menos un primer y un segundo aparato de forma que la zona de salida del primer aparato (4A) es la zona de entrega del segundo aparato (4B).
15. La estación de trabajo (401) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada por que la estación de trabajo comprende más de un aparato (4A; 4B), habiendo al menos un primer y un segundo aparato de forma que las zonas de entrega de los aparatos primero y segundo son paralelas y adyacentes entre sí y por que la zona de salida del primer y el segundo aparato son también paralelas y adyacentes entre sí.
16. Una línea de envasado (101, 102, 103) de construcción modular que comprende al menos dos estaciones de trabajo (40A, 40B) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 conectadas mediante un transportador de avance intermitente (2) sobre el que el segundo grupo de transporte (31b) de una primera estación de trabajo (40A) entrega la alineación de envases trabajados (10c) en dicha primera estación de trabajo (40A) y del que el primer grupo de transporte (31a) de una segunda estación de trabajo (40B) toma la misma alineación de envases para su trabajo.
17. La línea de envasado (102, 103) que comprende n+1 estaciones de trabajo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, conectadas mediante un transportador de avance intermitente (2) sobre el que
- el segundo grupo de transporte (31b) de una primera estación de trabajo (40A) entrega en cada ciclo de trabajo de duración (t) la alineación de envases trabajados (10c) en dicha primera estación de trabajo (40A) y del que los primeros grupos de transporte (31a) de n estaciones de trabajo (40b , 40C) aguas abajo de la línea de envasado toman ambas alineaciones de envases dispuestas consecutivas en el transportador para su trabajo en cada ciclo de trabajo de duración (T), cumpliéndose la relación n*t=T y siendo n>=2; o sobre el que
- los segundos grupos de transporte (31b) de n estaciones de trabajo (40a, 40D) entregan en cada ciclo de trabajo (T) la alineación de envases trabajados (10c) en dichas primera y segunda estaciones y del que el primer grupo de transporte (31a) de otra estación de trabajo (40E) aguas abajo de la línea de envasado toma sucesivas alineaciones de envases para su trabajo en cada ciclo de trabajo (t), cumpliéndose la relación n*t=T y siendo n>=2.
18. La línea de envasado (101,102,103) según una cualquiera de las reivindicaciones 16 o 17, caracterizada porque la dirección de transporte de las alineaciones de envases por los respectivos mecanismos de transferencia (31) en al menos dos de las estaciones de trabajo (40A, 40B) es paralela.
19. La línea de envasado (101, 102, 103) según la reivindicación anterior, caracterizada por que el sentido del transporte de las alineaciones de envases es opuesto en dichas al menos dos estaciones de trabajo (40A, 40B).
20. Un procedimiento para la manipulación de envases (10) en una línea de envasado (100), que comprende al menos una estación de trabajo (40) preparada para ejecutar una determinada acción simultánea sobre una alineación de envases mediante el empleo de un útil (46) dispuesto por encima del nivel de los envases y un correspondiente mecanismo de transferencia (31) de sucesivas alineaciones de envases a y desde dicha estación de trabajo (40), en el que las sucesivas alineaciones de envases son paralelas entre sí y son transportadas siguiendo una dirección perpendicular a la de su formación, comprendiendo el procedimiento el desplazamiento por debajo del útil (46) de la estación de trabajo (40) en dos fases y de un lado a otro del mismo de una alineación de envases mediante unos grupos de transporte primero y segundo (31a, 31b) del mecanismo de transferencia (31) dispuestos ambos transversales a la dirección de transporte de los envases en la estación de trabajo (40), comprendiendo el método el desplazamiento del primer grupo de transporte, del segundo grupo de transporte o de ambos grupos de transporte por debajo del útil (46) del aparato, en donde el transporte o grupos de transporte desplazados por debajo del citado útil (46) penden por sus extremos desde ambas partes del mecanismo (31) movible en planos paralelos de movimiento y fuera de la proyección del citado útil (46) como si de un columpio se tratase, incluso de manera invertida.
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