ES2850373T3 - Compensación de la temperatura de una barra de sellado - Google Patents

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Andreas Kurz
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Abstract

Máquina de cámara de vacío (1) para el sellado de bolsas (B) con una barra de sellado (5), comprendiendo la barra de sellado (5) una banda de sellado (8) conductora de electricidad, presentando la máquina de cámara de vacío (1) un control (9) que controla un dispositivo calefactor (10) de la banda de sellado (8), caracterizada porque el control (9) está configurado para predefinir una duración de un tiempo de calentamiento de la banda de sellado (8), dependiendo de una energía eléctrica (E) suministrada a la barra de sellado (5), mediante procesos de sellado que han tenido lugar previamente.

Description

DESCRIPCIÓN
Compensación de la temperatura de una barra de sellado
La invención se refiere a una máquina de cámara de vacío para el sellado de envases, en particular bolsas, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, así como a un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7.
Del documento DE102012003111A1 es conocida una máquina de cámara de vacío que se utiliza para sellar bolsas con alimentos a fin de envasarlos de una manera segura y prolongar la fecha de caducidad de artículos perecederos. Para garantizar una constancia de la temperatura de sellado o la temperatura de la banda de sellado puede estar previsto en la barra de sellado un sensor de temperatura que permite detectar la temperatura y por medio del que un control garantiza la temperatura de la banda de sellado prevista que es preferentemente constante.
El objetivo de la presente invención es poner a disposición una máquina de cámara de vacío simplificada para el sellado de bolsas que posibilite una manipulación segura de los alimentos con los medios más simples posibles desde el punto de vista constructivo.
Este objetivo se consigue mediante una máquina de cámara de vacío con las características de la reivindicación 1, así como mediante un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7. Variantes ventajosas de la invención se indican en las reivindicaciones secundarias.
La invención se refiere a una máquina envasadora en forma de una máquina de cámara de vacío para el sellado de bolsas con una barra de sellado, comprendiendo la barra de sellado una banda de sellado conductora de electricidad, presentando la máquina de cámara de vacío un control que controla un dispositivo calefactor para la banda de sellado. La máquina de cámara de vacío se caracteriza porque el control está configurado para predefinir una duración de un tiempo de calentamiento de la banda de sellado, por ejemplo, con la utilización de una unidad de cálculo (unidad de integración) configurada para la integración matemática, en dependencia de una energía eléctrica suministrada a la barra de sellado mediante procesos de sellado que han tenido lugar previamente. En este caso, tal energía eléctrica es proporcional o corresponde incluso a un calor que se ha aplicado en la barra de sellado mediante la banda de sellado y que provoca, por consiguiente, una temperatura variable en la propia barra de sellado. La unidad de integración o el control conoce los procesos de sellado ejecutados durante un intervalo a considerar y puede deducir, por consiguiente, una energía eléctrica teórica o un calentamiento de la barra de sellado por medio de valores almacenados. El control predefine una duración de un tiempo de calentamiento para la banda de sellado en dependencia de esta energía eléctrica suministrada a la barra de sellado o la controla de una manera correspondiente. Esto posibilita un tiempo de calentamiento corregido o acortado, en caso de haberse ejecutado previamente algunos procesos de sellado y haber experimentado, por tanto, la barra de sellado un aumento de la temperatura, y proporciona entonces un proceso de sellado seguro y reproducible, sin la utilización de un sensor de temperatura en la barra de sellado o la banda de sellado. De esta manera se puede compensar el efecto de un aumento de la temperatura en la barra de sellado. Así, por ejemplo, se evita la desventaja de que un tiempo de precalentamiento ajustado fijamente pueda producir una temperatura elevada y eventualmente no permisible en la banda de sellado e influir negativamente en la calidad del sellado de la bolsa.
La unidad de integración está configurada preferentemente para determinar la potencia eléctrica suministrada a la barra de sellado en un período de tiempo predefinido y, sobre la base de la integración de la misma, la energía eléctrica suministrada por medio de una medición continua o por intervalos de una tensión de alimentación o una tensión secundaria del dispositivo calefactor. El resultado es una determinación más exacta de la energía eléctrica, porque la tensión de alimentación en el dispositivo calefactor puede fluctuar, por ejemplo, entre 190 V y 240 V o entre 90 V y 130 V y puede responder, por tanto, a las condiciones de tensión y corriente reales.
En una realización particularmente ventajosa está previsto un sensor de tensión para detectar la tensión de alimentación o la tensión secundaria en el dispositivo calefactor, que está conectado al control a fin de controlar de una manera segura para el proceso tanto el tiempo de calentamiento como la temperatura de la banda de sellado durante el sellado.
De manera alternativa a la medición de tensión, el control o especialmente la unidad de integración se ha configurado para determinar una energía eléctrica, suministrada a la barra de sellado en un período de tiempo predefinido, preferentemente por medio de una medición de corriente en el dispositivo calefactor.
El dispositivo calefactor es preferentemente un transformador.
El control contiene preferentemente una simulación matemática del comportamiento térmico de la barra de sellado y la banda de sellado para posibilitar una temperatura de sellado reproducible sin sensor respecto a la temperatura de sellado. La simulación matemática tiene en cuenta la capacidad térmica de la barra de sellado y la banda de sellado, así como la resistencia a la transferencia térmica de la banda de sellado a la barra de sellado y la resistencia a la transferencia térmica de la barra de sellado al entorno. El suministro de calor a la banda de sellado corresponde aquí a una energía eléctrica.
La invención se refiere a un procedimiento para el funcionamiento de una máquina de cámara de vacío para el sellado de bolsas con una barra de sellado que presenta una banda de sellado, un dispositivo calefactor para la banda de sellado y un control. El procedimiento, según la invención, se caracteriza porque en dependencia de una energía eléctrica suministrada a la barra de sellado se determina y se ajusta mediante procesos de sellado realizados previamente un tiempo de calentamiento para la banda de sellado, durante el que el dispositivo calefactor abastece a la banda de sellado de corriente de caldeo para garantizar un proceso de sellado reproducible sin la medición directa de una temperatura.
En una realización particularmente ventajosa se mide continuamente o por intervalos una tensión de alimentación o una tensión secundaria del dispositivo calefactor, determinando el control mediante la integración de los valores de tensión medidos durante un período de tiempo predefinido una energía eléctrica suministrada a la barra de sellado durante ese período de tiempo para conseguir una determinación más exacta aún de la energía eléctrica. Por consiguiente, se puede conseguir un proceso de sellado más seguro.
En una variante ventajosa se mide la corriente de caldeo del dispositivo calefactor y el control determina mediante la integración de los valores de corriente, medidos durante un período de tiempo predefinido, una energía eléctrica suministrada a la barra de sellado durante ese período de tiempo.
En una realización ventajosa, la determinación del tiempo de calentamiento y del tiempo de sellado se basa en una simulación matemática del comportamiento térmico de la barra de sellado y la banda de sellado.
Con preferencia se ajusta un tiempo de sellado en el desarrollo temporal de la energía eléctrica para poder influir positivamente en la calidad de sellado.
Un ejemplo de realización ventajoso de la invención se explica detalladamente a continuación por medio de un dibujo. Muestran en detalle:
Figura 1 una vista en perspectiva de una máquina de cámara de vacío según la invención; y
Figura 2 un diagrama esquemático de una temperatura de sellado y una potencia eléctrica en el tiempo.
Los componentes iguales están provistos continuamente de los mismos números de referencia en las figuras.
La figura 1 muestra en una vista en perspectiva una máquina de cámara de vacío 1 según la invención para el sellado de bolsas B. La máquina de cámara de vacío 1 dispone de una carcasa 2, un fondo de cámara 3 (dado el caso, en forma de una chapa de inserción) y una tapa 4. La carcasa 2 aloja también una barra de sellado 5 configurada de manera que interactúa con una barra de contrapresión 6, si se cierra la tapa 4. La barra de contrapresión 6 está dispuesta al respecto en el lado inferior de la tapa 4, es decir, en el lado de la tapa 4 dirigido hacia el fondo de cámara 3.
A continuación se explica detalladamente el funcionamiento de la máquina de cámara de vacío 1. En la máquina de cámara de vacío 1, representada en perspectiva, se introduce una bolsa B que contiene un objeto a envasar. A tal efecto, la bolsa B, que presenta plástico como material, se coloca en el fondo de cámara 3 de tal modo que la zona a sellar de la bolsa B descansa sobre la barra de sellado 5, en particular sobre una superficie de sellado 7. La superficie de sellado 7 se define mediante una banda de sellado calentable 8. La tapa 4 se cierra para evacuar la bolsa y sellarla a continuación. La barra de sellado 5 interactúa entonces con la barra de contrapresión 6 de tal modo que la bolsa a sellar B se retiene entre la barra de sellado 5 y la barra de contrapresión 6. No obstante, se mantiene una hendidura, de manera que la bolsa B no queda cerrada completamente, sino que mantiene un orificio para la evacuación.
Cuando la tapa 4 está cerrada, se evacua el interior de la máquina de cámara de vacío 1, mediante lo que se evacua también la propia bolsa. Mientras la barra de sellado 5 se mueve adicionalmente contra la barra de contrapresión 6 y la hendidura existente se cierra, la banda de sellado 8 de la barra de sellado 5 se calienta de tal modo que la bolsa a sellar B se funde en la zona de sellado, creándose así en la bolsa B una costura de sellado de alta calidad por el efecto del calor y de la presión.
La máquina de cámara de vacío 1 comprende también un control 9 y un transformador 10 como dispositivo calefactor para la banda de sellado 8. El control 9 detecta la tensión primaria o secundaria en el transformador 10 mediante un sensor de tensión 11 para generar una temperatura de sellado predefinida en la banda de sellado 8.
La figura 2 muestra un diagrama esquemático de una temperatura de sellado T y una potencia eléctrica P en el tiempo. En el momento t0, la tapa 4 está cerrada y el proceso de sellado comienza con el calentamiento de la banda de sellado 8. Al mismo tiempo se realiza el proceso de evacuación. En este caso, la potencia eléctrica máxima P es utilizada por el transformador 10. En el momento t1 finaliza el tiempo de calentamiento y se alcanza la temperatura deseada Tz de la banda de calentamiento 8. El tiempo de sellado para sellar la bolsa está definido por el tiempo entre t1 y t2. La potencia eléctrica promedio P se reduce durante este tiempo (por ejemplo, mediante la reducción de la intensidad eléctrica) y se controla mediante el control 9 de tal modo que la banda de sellado 8 mantiene la temperatura de sellado predefinida Tz y se garantiza un resultado de sellado reproducible. Para una temperatura constante Tz es necesario que la energía suministrada y el calor saliente hacia la bolsa B y la barra de sellado sean similares. En este caso, el control 9 puede calentar la banda de sellado 8 mediante diferentes procedimientos. Por ejemplo, es posible una secuencia temporal de los impulsos del dispositivo calefactor 10 mediante la especificación de una condición de conexión dentro de un período dado de acuerdo con una modulación de duración de impulsos o una comparación continua de los impulsos con un valor promedio temporal mediante un integrador de acuerdo con una modulación delta-sigma.
Para determinar el tiempo de calentamiento sin un sensor de temperatura en la barra de sellado 5 o la banda de sellado 8, hasta haberse alcanzado la temperatura de sellado predefinida, en una unidad de integración prevista en el control 9 y no representada en detalle se implementa una simulación matemática que tiene en cuenta la capacidad térmica de la barra de sellado y la banda de sellado 8, así como la resistencia a la transferencia térmica de la banda de sellado 8 a la barra de sellado 5 y la resistencia a la transferencia térmica de la barra de sellado 5 al entorno. El suministro de calor a la banda de sellado 8 corresponde aquí a una energía eléctrica E. En la figura 2, la energía eléctrica E corresponde a la integral de superficie por debajo de la curva P, es decir, al desarrollo de la potencia eléctrica P.
El tiempo de calentamiento es inversamente proporcional a la potencia eléctrica suministrada a la barra de sellado 5. Es decir, mientras más caliente está la barra de sellado 5 debido a un proceso de sellado repetido frecuentemente en un corto período de tiempo, más corto es el tiempo de calentamiento siguiente para garantizar una calidad de sellado constante.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Máquina de cámara de vacío (1) para el sellado de bolsas (B) con una barra de sellado (5), comprendiendo la barra de sellado (5) una banda de sellado (8) conductora de electricidad, presentando la máquina de cámara de vacío (1) un control (9) que controla un dispositivo calefactor (10) de la banda de sellado (8), caracterizada porque el control (9) está configurado para predefinir una duración de un tiempo de calentamiento de la banda de sellado (8), dependiendo de una energía eléctrica (E) suministrada a la barra de sellado (5), mediante procesos de sellado que han tenido lugar previamente.
2. Máquina de cámara de vacío de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el control (9) está configurado para determinar una energía eléctrica (E), suministrada a la barra de sellado (8) en un período de tiempo predefinido, por medio de una medición continua o por intervalos de una tensión de alimentación o de una tensión secundaria del dispositivo calefactor (10).
3. Máquina de cámara de vacío de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque para detectar la tensión de alimentación o la tensión secundaria en el dispositivo calefactor (10) se ha previsto un sensor de tensión (11) que está conectado al control (9).
4. Máquina de cámara de vacío de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el control (9) está configurado para determinar una energía eléctrica (E), suministrada a la barra de sellado (8) en un período de tiempo predefinido, por medio de una medición de corriente en el dispositivo calefactor.
5. Máquina de cámara de vacío de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el dispositivo calefactor (10) es un transformador.
6. Máquina de cámara de vacío de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el control (9) comprende una simulación matemática del comportamiento térmico de la barra de sellado (5) y de la banda de sellado (8).
7. Procedimiento para el funcionamiento de una máquina de cámara de vacío (1) para el sellado de bolsas (B) mediante una barra de sellado (5) que presenta una banda de sellado (8), un dispositivo calefactor (10) para la banda de sellado (8) y un control (9), caracterizado porque dependiendo de una energía eléctrica (E), suministrada a la barra de sellado (5), se determina y se ajusta en el control (9) mediante procesos de sellado realizados previamente, un tiempo de calentamiento para la banda de sellado (8) durante el cual el dispositivo calefactor (10) suministra corriente de caldeo a la banda de sellado (8) .
8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque una tensión de alimentación o una tensión secundaria del dispositivo calefactor (10) se mide continuamente o por intervalos, determinando el control (9), mediante la integración de los valores de tensión medidos durante un período de tiempo predefinido, una energía eléctrica (E) suministrada a la barra de sellado (5) durante ese período de tiempo.
9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque se mide la corriente de caldeo del dispositivo calefactor (10) y el control (9) determina, mediante la integración de los valores de corriente medidos durante un período de tiempo predefinido, una energía eléctrica (E) suministrada a la barra de sellado (5) durante ese período de tiempo.
10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque la determinación del tiempo de calentamiento y del tiempo de sellado se basa en una simulación matemática del comportamiento térmico de la barra de sellado (5) y de la banda de sellado (8).
11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque un tiempo de sellado se ajusta dependiendo del desarrollo temporal de la potencia eléctrica (P).
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