ES2868179T3 - Máquina para fabricar bolsas filtrantes para productos de infusión - Google Patents

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Sauro Rivola
Simone Badini
Federico Bovicelli
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Abstract

Una máquina para fabricar bolsas filtrantes (1) para productos de infusión a partir de piezas (1a) de material de filtro, que tienen cada una dos extremos libres (1d, 1e) y una porción intermedia (1f), entre cada extremo libre (1d y 1e) y la porción intermedia (1f) que tiene, respectivamente, dos cámaras (1b, 1c) que contienen una dosis correspondiente de producto; las piezas (1a) avanzan a lo largo de una línea de alimentación (A) de la máquina, que comprende: - un primer carrusel (2) para un movimiento de rotación continuo alrededor de un primer eje (2X) de rotación y que tiene al menos una pluralidad de primeras estaciones operativas (4) posicionadas a lo largo de y en movimiento continuo con el primer carrusel de movimiento (2), cada primera estación operativa (4) está configurada para retener y operar en una pieza (1a) correspondiente de material de filtro alimentada a lo largo de al menos un tramo angular predeterminado de rotación del primer carrusel de movimiento (2), para lograr al menos un levantamiento de las dos cámaras (1b, 1c) a una posición uno al lado de la otra y erectas, es decir, posicionado radialmente con respecto al primer eje (2X) de rotación; caracterizada porque que comprende además: - un segundo carrusel de movimiento (6) colocado junto al primer carrusel (2) y que gira continuamente alrededor de un segundo eje (6X) de rotación paralelo al primer eje (2X) de rotación; el segundo carrusel6) tiene una pluralidad de elementos de unión (7) colocados a lo largo del segundo carrusel y que se pueden mover continuamente con el segundo carrusel (6); cada elemento de unión7) está conectado a los correspondientes dispositivos de control (8, 9) configurados para actuar, de forma sincronizada con las rotaciones correspondientes del primer (2) y el segundo (6) carrusel y al menos a lo largo de un tramo de recorrido curvo predeterminado, una sucesión de movimientos del elemento de unión (7) para interceptar los extremos libres (1d, 1e) de la pieza (1a) de material de filtro erecta, colocada en la estación operativa (4) y unirlos, hacia una de las dos cámaras (1b, 1c), que contienen una dosis de producto.

Description

DESCRIPCIÓN
Máquina para fabricar bolsas filtrantes para productos de infusión
La presente invención se refiere a una máquina para fabricar bolsas filtrantes para productos de infusión, tales como té, café, manzanilla (en forma de polvo, granulado u hoja).
El término bolsas filtrantes se refiere a filtros de doble cámara, que comprenden una sola pieza de papel de filtro formada en dos cámaras separadas. Cada cámara contiene una dosis de producto de infusión. Las dos cámaras están plegadas una hacia la otra, formando un único extremo superior (en forma de "V" invertida) y un extremo inferior en forma de "W".
Las bolsas filtrantes de doble cámara también se pueden proporcionar con una etiqueta y un pedazo de cuerda que conecta la etiqueta a la bolsa filtrante.
Por último, las bolsas filtrantes descritas pueden venir con una envoltura de embalaje que envuelve y cierra, herméticamente o no, la bolsa filtrante única.
Un tipo de máquina de este tipo, que se utiliza para formar bolsas filtrantes de tipo bilobulado, se conoce por las patentes europeas núm. EP762973, EP762974 y EP765274 (todas de este solicitante). El documento WO 2016/029987 describe una máquina de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
La máquina se extiende a lo largo de una línea de conformación y alimentación en la que se encuentran:
- una estación de alimentación para una tira de material de filtro que avanza a lo largo de un plano de alimentación; - una estación de alimentación para añadir dosis de producto a la tira de material de filtro a distancias preestablecidas;
- una estación de entubado para doblar la tira sobre sí misma, envolver las dosis de producto y posteriormente unir la tira por el lado longitudinal;
- una estación de plegado de piezas individuales de material de filtro con cámaras dobles;
- un carrusel, con pinzas que se extienden radialmente, colocado debajo de la estación de plegado y configurado para recibir piezas individuales de material de filtro plegadas; el carrusel se mueve en rotación escalonada alrededor de un eje horizontal, haciendo girar cada pieza de papel de filtro en las estaciones operativas, colocadas en sucesión y estacionarias con respecto a un marco de la máquina para unir un pedazo de cuerda a la pieza de material de filtro, convenientemente enrollado alrededor de la misma pieza de material de filtro y una etiqueta que a su vez se une a la cuerda.
En algunas soluciones, dependiendo del tipo de bolsa filtrante a formar, la máquina puede tener (alternativamente):
- una estación de plegado para los extremos abiertos de las dos cámaras de la pieza a lo largo del recorrido del carrusel, sujetadas mediante el atado del hilo sobre la propia pieza; o
- una estación de cierre transversal adicional para cerrar los extremos de la pieza, antes o al mismo tiempo que la separación del resto de la tira.
La máquina también puede contener una estación de aplicación para aplicar una envoltura de empaque a cada bolsa filtrante, colocada a lo largo del recorrido del carrusel o en un carrusel adicional.
La máquina organizada de esa forma funciona con un movimiento discontinuo, es decir, con una sola etapa para todas las estaciones a lo largo de la línea de avance.
Esta operación escalonada limita la productividad de la máquina.
El objetivo de la presente invención es proporcionar una máquina para la formación de bolsas filtrantes para productos de infusión, que tenga mayor productividad que las máquinas de la técnica anterior, manteniendo un alto nivel de calidad para las bolsas filtrantes.
Más particularmente, el objetivo de la presente invención es proporcionar una máquina para la formación de bolsas filtrantes para productos de infusión, que ocupe menos espacio y que tenga una mayor flexibilidad. Estos objetivos se consiguen en su totalidad mediante una máquina para la formación de bolsas filtrantes para productos de infusión de acuerdo con las reivindicaciones que aparecen más adelante.
La invención se describirá ahora tomando como referencia las figuras, en donde:
- la figura 1 ilustra una máquina para formar bolsas filtrantes para productos de infusión de acuerdo con la presente invención, en una vista frontal esquemática con algunas partes retiradas para resaltar otras;
- las figuras 2 a 5 ilustran cada una la máquina de la figura 1 en diferentes posiciones de funcionamiento correspondientes, todas las figuras son vistas frontales con algunas partes retiradas para resaltar otras;
- la figura 6 ilustra un carrusel de unión, que forma parte de la máquina de las figuras anteriores en una vista en perspectiva despiezada;
- la figura 7 ilustra una ampliación de un detalle de la figura 6;
- la figura 8 ilustra una vista en perspectiva de una serie de dispositivos de control de una estación de plegado ilustrada en las figuras 2 a 7 del carrusel de unión;
- la figura 9 ilustra una vista en perspectiva de una bolsa filtrante formada por la máquina de las figuras anteriores. Con referencia a las figuras adjuntas, una máquina de acuerdo con la presente invención, indicada en general por el número 100 en las figuras 1-5, se usa para la formación de bolsas filtrantes 1, que contienen productos de infusión, tales como té, café, manzanilla, en dosis de polvo, gránulos u hojas.
El término bolsas filtrantes 1, en la presente descripción, está destinado a indicar las denominadas bolsas filtrantes de doble cámara.
Este tipo de bolsa filtrante 1 comprende una sola pieza 1a de material de filtro, que define dos cámaras separadas 1b, 1c. Cada cámara 1b, 1c contiene una dosis de producto de infusión. Las dos cámaras 1b, 1c están plegadas una hacia la otra, formando un único extremo superior (en forma de "V" invertida) y un extremo inferior en forma de "W".
Este tipo de bolsa filtrante se puede proporcionar con una etiqueta de agarre y una cuerda que conecta la etiqueta a la bolsa filtrante doblada 1 (la etiqueta y la cuerda no se ilustran).
Se puede agregar una envoltura de embalaje externa que envuelva y cierre cada bolsa filtrante doblada por separado 1.
El objetivo principal de la máquina 100 de la presente invención es formar al menos la forma geométrica de la bolsa filtrante de doble cámara 1, a partir de una pieza 1a de material de filtro y manipularla según sea necesario.
La máquina 100 en cuestión se puede utilizar por separado o como parte de un grupo de máquinas más complejo, agregando, cuando sea necesario, estaciones operativas que realizan la operación solicitada sobre la pieza de material de filtro o la bolsa filtrante (aplicación de la cuerda y etiqueta, y/o aplicación de una envoltura de embalaje externa, etc.), mientras la máquina permanece en funcionamiento continuo.
La máquina 100 para formar bolsas filtrantes 1 para productos de infusión opera sobre la base de piezas 1a de material de filtro, que tienen cada una dos extremos libres 1d, 1e y una porción intermedia 1f (que eventualmente formará el extremo inferior en forma de "W").
Entre cada extremo libre 1d, 1e y la porción intermedia hay, correspondientemente, dos cámaras 1b, 1c, que contienen una dosis de producto correspondiente.
Cada pieza 1a avanza a lo largo de una línea de avance A.
Como se ilustra, la máquina 100 comprende un primer carrusel 2 para un movimiento de rotación continuo alrededor de un primer eje 2X de rotación.
La máquina 100 comprende una pluralidad de primeros elementos 3 de agarre colocados a lo largo del primer carrusel de movimiento 2 y que se pueden mover continuamente con este.
Cada elemento de agarre 3 está configurado para retener una pieza 1a correspondiente de material de filtro, que se está formando.
La máquina 100 comprende además una pluralidad de primeras estaciones operativas 4 colocadas a lo largo del primer carrusel de movimiento 2 y que se pueden mover continuamente con este.
Cada primera estación operativa 4 está asociada con un primer elemento de agarre 3 correspondiente. Cada primera estación operativa 4 está configurada para operar sobre la pieza 1a de material de filtro con el fin de formar, al menos parcialmente, una bolsa filtrante 1 a lo largo de un tramo angular predeterminado de rotación del primer carrusel de movimiento 2.
Ventajosamente, la primera estación operativa 4 coopera con el correspondiente primer elemento de agarre 3 para retener la pieza 1a correspondiente de material de filtro que se está formando.
La máquina 100 también comprende una pluralidad de dispositivos de traslación 5, asociados con el primer carrusel de movimiento 2 y configurados para trasladar mutuamente las primeras estaciones operativas 4 y los primeros elementos de agarre 3 correspondientes a lo largo de una dirección paralela al eje 2X de rotación (ilustrado esquemáticamente aquí en la primera estación 4 representada en las figuras 2-5).
Esencialmente, el concepto básico de la máquina 100 es el hecho de que comprende múltiples unidades operativas, todas realizando la misma operación sobre la pieza de material de filtro, independientes entre sí y en movimiento continuo alrededor de un eje de rotación.
Con esta configuración es posible realizar una operación intermedia sobre la bolsa filtrante para un gran número de piezas de material de filtro en un breve período de tiempo y dentro de un espacio reducido (tramo angular).
En el primer carrusel 2 se encuentra la pluralidad de primeras estaciones operativas 4, la correspondiente pluralidad de elementos de agarre 3 y la pluralidad de dispositivos de traslación 5.
En el ejemplo ilustrado, se alimentan piezas de material de filtro en forma tubular al primer carrusel de movimiento 2 y las estaciones operativas son estaciones de plegado para plegar, es decir colocar en posición erecta, la pieza para crear una bolsa filtrante aún sin cuerda ni etiqueta.
Así, la primera estación operativa 4 se puede configurar para realizar operaciones intermedias en la pieza 1a de material de filtro (plegar y poner en posición erecta la pieza), o alternativamente realizar operaciones de acabado y formar una bolsa filtrante 1 completa a partir de una pieza de material de filtro (aplicar la cuerda y la etiqueta a las piezas dobladas y cerradas), a lo largo de al menos un tramo angular predeterminado de rotación del primer carrusel de movimiento 2.
A partir de estos ejemplos, ya es posible ver que la solución propuesta presenta una alta flexibilidad operativa combinada con una alta productividad.
Debido a la estructura de las unidades, cada una compuesta por elementos de agarre, estaciones operativas y dispositivos de traslación distribuidos a lo largo del carrusel, es posible simplificar los grupos de actuador y control y, preferentemente, reunirlos en la proximidad del eje de rotación para reducir el volumen de la máquina manteniendo una alta precisión operativa.
En el caso específico ilustrado aquí, la máquina 100 de acuerdo con la invención es capaz de producir (como se mencionó anteriormente) bolsas filtrantes de doble cámara a partir de una tira tubular continua de material de filtro que contiene dosis de producto colocadas en sucesión.
En particular, la máquina 100 ilustrada aquí tiene la tarea de definir las piezas de dos lóbulos 1a y doblarlas en forma erecta con los extremos superiores unidos y el extremo inferior ya en forma de "W".
Como se ilustra en la figura 1, una tira continua de material de filtro en forma tubular, que tiene una sucesión de dosis de producto de infusión colocadas a una distancia entre sí, se alimenta al primer carrusel de movimiento 2.
La tira continua avanza de forma continua a lo largo de la línea de avance A en una dirección V2 de avance hacia el primer carrusel (que tiene una dirección V2 de rotación).
La máquina 100 puede comprender una pluralidad de elementos de corte 70 posicionados sobre el primer carrusel de movimiento 2 y que se pueden mover en rotación con este. Cada elemento de corte 70 está posicionado entre, y asociado con, una primera estación operativa 4 y el correspondiente primer elemento de agarre 3 (aquí ilustrado esquemáticamente en las figuras 2-5).
Los elementos de corte 70 están configurados para separar la tira continua de material de filtro con el fin de obtener una sola pieza 1a de material de filtro, que tiene dos extremos libres 1d y 1e y una porción intermedia 1f (que, como se mencionó anteriormente, se convertirá en el fondo del bolsa filtrante formada 1). Entre cada extremo libre 1d y 1e y la porción intermedia 1f hay dos cámaras correspondientes 1b, 1c, que contienen una dosis de producto correspondiente.
Cabe señalar que el primer carrusel de movimiento 2 gira en un movimiento continuo en el sentido de las manecillas del reloj (dirección V2).
Como se ilustra, cada estación de operación 4 (en coordinación de fase con los elementos de agarre 3 y los dispositivos de traslación 5) está configurada para retener y operar sobre una pieza 1a correspondiente de material de filtro alimentada a lo largo de al menos un tramo angular predeterminado de rotación del primer carrusel de movimiento 2, para obtener al menos un levantamiento de las dos cámaras 1b, 1c a una posición una al lado de la otra y erectas, es decir, colocadas radialmente con respecto al primer eje 2X de rotación, y con los correspondientes extremos libres 1d, 1e, colocados uno al lado del otro y más alejados del primer carrusel 2.
Cada primera estación 4 comprende elementos elevadores 21 para levantar la pieza 1a de material de filtro. Como se ilustra, la máquina 100 comprende un segundo carrusel de movimiento 6 posicionado a lo largo del primer carrusel de movimiento 2, y que gira continuamente alrededor de un segundo eje 6x de rotación paralelo al primer eje 2X de rotación.
El segundo carrusel 6 tiene una pluralidad de elementos de unión 7, colocados a lo largo de, y continuamente movibles con, el segundo carrusel 6.
Cada elemento de unión 7 está conectado a los correspondientes dispositivos de control 8 y 9 configurados para proporcionar, de manera sincronizada con las rotaciones correspondientes del primer 2 y segundo 6 carrusel y al menos a lo largo de un tramo curvo predeterminado, una sucesión de movimientos del elemento de unión 7 para interceptar los extremos libres 1d, 1e de una pieza 1a erecta de material de filtro, colocada en una estación operativa 4, y unir los extremos hacia una de las dos cámaras 1b, 1c que contienen una dosis de producto.
Esencialmente, la máquina 100 comprende al menos dos carruseles colocados uno al lado del otro y en movimiento continuo y sincronizado entre sí: el primer carrusel toma y define la pieza de material de filtro y luego la eleva a una posición que se proyecta radialmente desde el primer carrusel; el segundo carrusel intercepta las piezas individuales durante su rotación y aplica la unión de los extremos libres de las dos cámaras con las dosis. Como se mostrará en la siguiente descripción, el término unión se define como una operación realizada por los elementos correspondientes que permite el cierre de las cámaras, ya sea de manera temporal o permanente (mediante una operación en los extremos libres abiertos), con el fin de asegurar que las cámaras con las dosis permanezcan selladas durante las siguientes etapas de transferencia y manipulación de la pieza.
Más en particular, en la presente descripción el término unión se refiere en particular a un paso en el que se pliegan los extremos libres para asegurar el cierre de las cámaras, pero esto no excluye que la operación obtenida por la solución que es objeto de la presente invención se pudiera lograr mediante otro tipo de unión.
Preferentemente, el segundo carrusel 6 tiene un número de elementos de unión 7, menor que el número de estaciones operativas 4 presentes en el primer carrusel 2 (ver figura 1).
Preferentemente, el segundo carrusel 6 gira a una velocidad que es diferente (preferentemente más alta) y constante con respecto a la velocidad de rotación del primer carrusel 2 con su dirección V6 de rotación inversa (en sentido contrario a las manecillas del reloj) a la dirección V2 de rotación del primer carrusel 2.
En una solución alternativa, el segundo carrusel 6 gira a una velocidad variable y diferente a la velocidad de rotación del primer carrusel 2 y con su dirección V6 de rotación inversa (en sentido contrario a las manecillas del reloj) a la dirección V2 de rotación del primer carrusel 2.
En este segundo caso, el segundo carrusel podría tener variaciones de aceleración y desaceleración en los puntos de tangente y contacto donde los elementos de unión se acercan, se unen y se distancian de la pieza de material de filtro.
En el resto de la descripción se describirá una modalidad de la máquina en la que el segundo carrusel tiene elementos de unión que pliegan los extremos de la pieza de material de filtro. Por tanto, los elementos 7 se indicarán como elementos plegables 7 en el resto de la descripción.
Como ya se mencionó anteriormente, los elementos que se encuentran presentes en el segundo carrusel pueden tener dispositivos de unión (sellado por calor o ultrasonido), ya sea por separado o en combinación con elementos de plegado para unir los extremos de la pieza de material de filtro.
En el caso ilustrado, cada elemento de unión 7 comprende una pinza compuesta por dos garras primera 7a y segunda 7b separadas y articuladas a lo largo de los correspondientes ejes X7a, X7b de rotación independiente, paralelos entre sí y paralelos al segundo eje 2X de rotación.
En este sentido, cada primera 7a y segunda 7b garras está conectada a un correspondiente primer 8 y segundo 9 dispositivo de control.
Cada primer 8 y segundo 9 dispositivo de control tiene al menos un primer 8a y un segundo 9a eje de transmisión de movimiento conectado por un mecanismo cinemático a los correspondientes medios de leva 10 y 11 colocados dentro del segundo carrusel 6 para permitir un movimiento sincronizado de las dos garras 7a, 7b entre al menos una posición no operativa, en donde las dos garras 7a, 7b están espaciadas (figura 2), y una posición operativa para unir los extremos libres 1d y 1e de la pieza 1a de material de filtro, en donde las dos garras 7a, 7b están en contacto entre sí y sobresalen radialmente del segundo carrusel 6 (figura 3).
Cabe señalar que la máquina 100 comprende una placa operativa 12 interpuesta entre el segundo carrusel de movimiento 6 y cada pinza colocada en el segundo carrusel de movimiento 6.
En este sentido, cada placa 12 se articula a lo largo de un eje X12, que es paralelo al segundo eje 6X de rotación.
Se debe observar que cada placa 12 está conectada a un tercer dispositivo 13 de control correspondiente que tiene un tercer eje 13a de transmisión de movimiento conectado por un mecanismo cinemático a medios de leva 14 colocados dentro del segundo carrusel 6 para permitir una rotación de la placa 12, de manera sincrónica con el movimiento de la pinza y la rotación del segundo carrusel 6 al menos en su tramo relativo de un recorrido curvo predeterminado, entre varias posiciones operativas a lo largo del tramo del recorrido curvo donde la placa 12 gira en una dirección V12 inversa a la dirección V6 de rotación del segundo carrusel 6 para mantener el eje X7a de rotación de la pinza a una distancia constante del primer eje 2X de rotación al menos en la posición de plegado de la pinza.
En otras palabras, la placa 12 permite el ajuste de la posición de la pinza con respecto al primer carrusel 2 (y a la pieza de material de filtro) durante las rotaciones correspondientes y lograr el contacto correcto de la propia pinza con los extremos a doblar.
Se debe observar que cada pinza y cada placa operativa 12 están colocadas en planos verticales escalonados y paralelos a una superficie frontal del segundo carrusel 6 para proyectarse desde esa superficie frontal.
Preferentemente, la primera garra 7a se articula sobre la placa operativa 12 con su propio eje X7a de articulación.
En este sentido, la segunda garra 7b tiene un primer punto de articulación que coincide con el eje X7a de articulación de la primera garra 7a (para permitir un correcto acercamiento y distanciamiento entre sus extremos operativos) y un segundo punto X7b de articulación, distanciado (escalonado con) del primer punto de articulación, conectado al correspondiente segundo dispositivo de control 9 colocado en el segundo carrusel 6.
Esta arquitectura geométrica de las garras 7a y 7b, como se verá a continuación, permite tanto un correcto plegado de los extremos de la pieza de material de filtro, como una rápida liberación/distanciamiento de dichas garras con respecto al primer carrusel una vez finalizado el plegado. Preferentemente, ver la figura 7, cada pinza tiene una primera garra 7a con un cabezal operativo 15, que tiene una placa de sección transversal triangular con el vértice dirigido hacia la segunda garra 7b. En este sentido, cada segunda garra 7b tiene un cabezal operativo 16 conformado en dos mitades que definen un canal central 17 conformado para permitir, al acercarse la placa triangular y en sinergia con ella, al menos un primer plegado de los bordes laterales de aletas de los extremos libres 1d, 1e de la pieza 1a de material de filtro, con superposición relativa parcial, hacia el interior de la misma pieza 1a (ver figura 9). En particular, los bordes laterales se pliegan hacia una superficie externa de una de las dos cámaras de la pieza de material de filtro que contiene las dosis del producto.
De nuevo, como se ilustra en la figura 7, la segunda garra 7b comprende dos semicabezales 19 con formas prismáticas contrapuestas a lo largo de superficies correspondientes, que están inclinadas y distanciadas entre sí de tal manera que se crea el canal 17 con la porción de la aproximación recíproca más cercana en el área debajo de la segunda garra 7b. Preferentemente, la máquina 100 comprende una guía de contacto curva 18 colocada cerca del primer carrusel 2, a una distancia D predeterminada del primer carrusel 2, y a lo largo de su recorrido operativo durante al menos un tramo predeterminado.
En este sentido, la guía 18 se coloca con su primer extremo cerca de una zona para interceptar y unir los extremos libres 1d y 1e de la pieza 1a de material de filtro por medio del elemento de plegado 7, de tal manera que mantenga doblado el extremo formado de la pieza 1a de material de filtro hasta que la pieza 1a se libere del primer carrusel 2.
En esencia, la guía de contacto 18 se coloca aguas abajo (con referencia a la dirección V2 de rotación) con respecto a la zona donde se pliegan los extremos de la pieza 1a de material de filtro y a una distancia D del primer carrusel 2, que es al menos igual a la dimensión (calculada a lo largo de un tramo longitudinal de la pieza de material de filtro erecta) de la pieza de material de filtro con el extremo ya doblado.
De esta manera el extremo doblado de la pieza 1a de material de filtro es retenido por la guía 18 durante su transferencia a lo largo del tramo donde también está presente la guía 18 para evitar que el extremo maleable regrese hacia afuera, hasta que la pieza 1a llegue a una zona del primer carrusel 2 donde se libera o se continúa procesando.
Se debe observar que la presencia de la guía 18 determina la necesidad de un movimiento adicional de cada pinza al final de la etapa de plegado.
De hecho, cada elemento de plegado comprende, entre el primer 8 y el segundo 9 dispositivo de control y la primera 7a y la segunda 7b garra, los correspondientes grupos 23, 24 y 28, 29 de movimiento cinemático para permitir que la primera 7a y la segunda 7b garra del primer carrusel giren en una dirección de rotación inversa a la dirección V6 de rotación del segundo carrusel 6, al final del plegado (o unión) de los extremos libres 1d y 1e de la pieza 1a de filtro material.
Las figuras 6 y 7 ilustran, a modo de ejemplo, los dispositivos de control 8, 9 y 13 del par de garras 7a y 7b y la placa operativa 12.
El primer dispositivo de control 8 de la primera garra 7a comprende un brazo 40 de articulación (que define el eje X7a de articulación) de la garra 7a con respecto a la placa operativa 12.
El brazo 40 está acoplado a una primera rueda dentada 22 soportada de manera giratoria por la placa operativa 12.
La primera rueda dentada 22 es parte de un grupo de tres ruedas dentadas 22, 23 y 24, que engranan entre sí (y de las cuales una, la rueda central 23, está inactiva) y que están todas posicionadas en la placa 12 para transferir el movimiento desde el eje 8a a la primera garra 7a. La estructura de este grupo de tres ruedas permite también que la primera garra 7a gire en una dirección inversa a la segunda rueda 6 con la placa operativa 12 estacionaria.
La tercera rueda dentada 24 está montada en un extremo del eje 8a mencionado anteriormente, que pasa por el interior del eje (tubular) 13a que forma parte del dispositivo de control 13 de la placa 12.
El eje 8a tiene otra cuarta rueda dentada 25 en su extremo, dentro del segundo carrusel 6. La cuarta rueda dentada 25 está engranada con una primera sección dentada curva 26 acoplada a un tercer eje 27 (que tiene un eje que corre paralelo al segundo eje 6X de rotación) y que está posicionado dentro del segundo carrusel 6.
El tercer eje 27 tiene un extremo provisto de rodillos 48 de seguimiento de leva que están en contacto con una pista de leva anular 10, que es parte del segundo carrusel para proporcionar el movimiento de la primera garra 7a.
El segundo dispositivo de control 9 de la segunda garra 7b comprende un sistema de cigüeñal con una manivela 28 y un vástago 29, en el que la manivela 28 está articulada con una brida 29a de la segunda garra 7b.
El vástago 29 se articula en un extremo a la manivela 28 y en el otro extremo al segundo eje 9a (con su eje paralelo al segundo eje 6X de rotación), definiendo así el eje efectivo X7b de articulación de la segunda garra 7b.
El segundo eje 9a tiene una quinta rueda dentada 30 montada en su extremo en el interior del segundo carrusel 6. La quinta rueda dentada 30 engrana con la segunda sección dentada curva 31 montada en un tercer eje 32 (con su eje paralelo al segundo eje 6X de rotación) y colocada dentro del segundo carrusel 6.
El tercer eje 32 tiene un extremo provisto de rodillos 33 de seguimiento de levas, que están en contacto con una pista de leva anular 11 adicional que forma parte del segundo carrusel 6 para proporcionar el movimiento de la segunda garra 7b.
Con el sistema de cigüeñal mencionado anteriormente, la segunda garra 7b también puede girar en una dirección inversa a la segunda rueda 6 también con la placa operativa 12 estacionaria y en sincronía con la primera garra 7a para la etapa de distanciamiento del primer carrusel 2. El tercer dispositivo de control 13 de la placa 12 comprende el eje 13a que está unido firmemente a la placa 12 y que avanza dentro del segundo carrusel 6. El eje tubular 13a tiene una sexta rueda dentada 34 montada en el extremo interno del eje 13a y colocada cerca de la cuarta rueda dentada 25 colocada en el eje 8a.
La sexta rueda dentada 34 se engrana con una tercera sección dentada curva 35 montada en un cuarto eje 36 (con su eje paralelo al segundo eje 6X de rotación) y colocada dentro del segundo carrusel 6.
El cuarto eje 36 tiene un extremo provisto de rodillos 37 de seguimiento de leva que están en contacto con una pista de leva anular 14, que es parte del segundo carrusel 6 para proporcionar la rotación de la placa 12 operativa.
Esta estructura para cada uno de los elementos de plegado 7 permite una sucesión de movimientos (coordinados y siempre realizados durante la rotación continua del segundo carrusel y en un tramo predeterminado) que se puede resumir de la siguiente manera, comenzando en una posición de inicio ilustrada en la figura 2, en donde:
- la pinza está en una posición no operativa, con la primera garra 7a distanciada de la segunda garra 7b, y las dos garras sobresaliendo del segundo carrusel 6 junto con una parte de la placa operativa 12;
- la rotación (continua) del segundo carrusel 6 y la rotación de ajuste de la placa 12 hacen que la pinza intercepte los extremos 1d y 1e de la pieza 1a, más particularmente la coordinación entre las dos rotaciones del primer carrusel 2 y el segundo carrusel 6 lleva la segunda garra 7b a una posición por debajo de los extremos 1d y 1e y con un ligero acercamiento a la primera garra 7a, mientras que la primera garra 7a se mueve para acercarse a la segunda garra 7b para obtener el plegado de los extremos 1d y 1e (ver figura 3) de acuerdo con la sucesión de plegado descrita anteriormente e ilustrada en la figura 9;
- después del plegado, las dos garras 7a, 7b tienen un movimiento relativo, parcial, recíproco de distanciamiento para permitir la liberación del extremo plegado de la pieza 1a (ver figura 4) justo antes de alcanzar el extremo inicial de la guía de contacto 18;
- Luego de la etapa de soltar el extremo doblado, las dos garras 7a y 7b se hacen girar en una dirección inversa a la dirección de rotación del segundo carrusel 6 (con la placa 12 estacionaria) para evitar el contacto entre la pinza y la guía 18 (ver figura 5) y facilitar la inserción de los extremos doblados en esa guía 18.
Durante el resto del recorrido curvo, los elementos de plegado se reposicionan en su configuración inicial, como se ilustra en la figura 2.
Gracias a la estructura de la máquina descrita aquí, es posible lograr plenamente los objetivos establecidos.
De hecho, una máquina de acuerdo con la invención será extremadamente flexible, configurable con respecto al tipo de bolsa filtrante a fabricar y tendrá una alta productividad.
Cabe señalar que cada operación en la pieza de material de filtro, o en la bolsa filtrante, ya no está ligada a tiempos en los que la máquina está parada (al contrario que las máquinas con operación escalonada) y que sus duraciones son independientes entre sí. Por tanto, es posible alargar o acortar el tiempo de ejecución de una operación, según sea necesario (en este caso, por ejemplo, para doblar la pieza de material de filtro y sellar los extremos libres) simplemente haciendo uso de un tramo más largo o más corto de rotación del carrusel de movimiento.
Cada elemento puede operar sobre la pieza de material de filtro a lo largo de un recorrido curvo del carrusel mucho más corta, con la posibilidad de iniciar las operaciones de manera inmediata, reduciendo así el tiempo de parada y el volumen de la máquina.
Con esta estructura es posible obtener una alta flexibilidad operativa, ya que los elementos de unión descritos se pueden reemplazar o combinar con elementos de sellado por calor o ultrasonido para obtener el sellado de cada pieza durante su tránsito.

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Una máquina para fabricar bolsas filtrantes (1) para productos de infusión a partir de piezas (1a) de material de filtro, que tienen cada una dos extremos libres (1d, 1e) y una porción intermedia (1f), entre cada extremo libre (1d y 1e) y la porción intermedia (1f) que tiene, respectivamente, dos cámaras (1b, 1c) que contienen una dosis correspondiente de producto; las piezas (1a) avanzan a lo largo de una línea de alimentación (A ) de la máquina, que comprende:
    - un primer carrusel (2) para un movimiento de rotación continuo alrededor de un primer eje (2X) de rotación y que tiene al menos una pluralidad de primeras estaciones operativas (4) posicionadas a lo largo de y en movimiento continuo con el primer carrusel de movimiento (2), cada primera estación operativa (4) está configurada para retener y operar en una pieza (1a) correspondiente de material de filtro alimentada a lo largo de al menos un tramo angular predeterminado de rotación del primer carrusel de movimiento (2), para lograr al menos un levantamiento de las dos cámaras (1b, 1c) a una posición uno al lado de la otra y erectas, es decir, posicionado radialmente con respecto al primer eje (2X) de rotación; caracterizada porque que comprende además:
    - un segundo carrusel de movimiento (6) colocado junto al primer carrusel (2) y que gira continuamente alrededor de un segundo eje (6X) de rotación paralelo al primer eje (2X) de rotación; el segundo carrusel6) tiene una pluralidad de elementos de unión (7) colocados a lo largo del segundo carrusel y que se pueden mover continuamente con el segundo carrusel (6); cada elemento de unión7) está conectado a los correspondientes dispositivos de control (8, 9) configurados para actuar, de forma sincronizada con las rotaciones correspondientes del primer (2) y el segundo (6) carrusel y al menos a lo largo de un tramo de recorrido curvo predeterminado, una sucesión de movimientos del elemento de unión (7) para interceptar los extremos libres (1d, 1e) de la pieza (1a) de material de filtro erecta, colocada en la estación operativa (4) y unirlos, hacia una de las dos cámaras (1b, 1c), que contienen una dosis de producto.
  2. 2. La máquina de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el segundo carrusel (6) tiene un número de elementos de unión (7) menor que el número de primeras estaciones operativas (4) presente en el primer carrusel (2).
  3. 3. La máquina de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde el segundo carrusel (6) gira a una velocidad diferente y constante en relación con la velocidad de rotación del primer carrusel (2) y con una dirección (V6) de rotación opuesta a la dirección (V2) de rotación del primer carrusel (2).
  4. 4. La máquina de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde el segundo carrusel (6) gira a una velocidad diferente y variable en relación con la velocidad de rotación del primer carrusel (2) y con una dirección (V6) de rotación opuesta a la dirección (V2) de rotación del primer carrusel (2).
  5. 5. La máquina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde cada elemento de unión (7) comprende una pinza para doblar los extremos libres (1d, 1e) de la pieza (1a) de material de filtro compuesto por dos primera (7a) y segunda (7b) garras articuladas a lo largo de los ejes correspondientes (X7a, X7b) de rotación independiente, paralelas entre sí y paralelas al segundo eje (2X) de rotación; cada primera7a) y segunda (7b) garras conectadas al correspondiente primer (8) y segundo (9) dispositivo de control, cada uno que tiene al menos un primer (8a) y segundo (9a) eje de transmisión de movimiento conectado por un mecanismo cinemático a los correspondientes medios de leva (10, 11) posicionados dentro del segundo carrusel (6) para permitir un movimiento sincronizado de las dos garras (7a, 7b) entre al menos una posición no operativa, donde las dos garras (7a, 7b) están separadas, y una posición operativa para doblar o unir los extremos libres (1d, 1e) de la pieza (1a) de material de filtro, donde las dos garras (7a, 7b) están en contacto entre sí y sobresalen radialmente del segundo carrusel (6).
  6. 6. La máquina de acuerdo con la reivindicación 5, en donde entre el primer (8) y el segundo (9) dispositivo de control y la primera (7a) y segunda (7b) garra se interponen las correspondientes unidades de movimiento cinemático (23, 24; 28, 29) para permitir una rotación para alejar la primera (7a) y la segunda (7b) garra del primer carrusel (2), en un sentido de rotación opuesto al sentido (V6) de rotación del segundo carrusel (6), al finalizar la unión de los extremos libres (1d, 1e) de la pieza (1a) de material de filtro.
  7. 7. La máquina de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, que comprende una placa operativa (12) interpuesta entre el segundo carrusel de movimiento (6) y cada pinza colocada en el segundo carrusel de movimiento (6); cada placa12) articulada a lo largo de un eje (X12) paralelo al segundo eje (2X) de rotación; cada placa12) está conectada a un tercer dispositivo de control (13) correspondiente, que tiene un tercer eje (13a) para transmitir el movimiento cinemático conectado con los medios de leva (14) colocados dentro del segundo carrusel (6) para permitir una rotación de la placa (12), de forma sincronizada con los movimientos de la pinza y la rotación del segundo carrusel (6) al menos en un tramo relativo del recorrido curvo predeterminado, entre varias posiciones operativas a lo largo del tramo del recorrido curvo, en donde la placa (12) gira en una dirección (V12) opuesta a la dirección (V6) de rotación del segundo carrusel (6) para mantener el eje (X7a) de rotación de la pinza a una distancia constante del primer eje (2X) de rotación al menos en la posición operativa de plegado de la pinza.
  8. 8. La máquina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en donde la primera garra (7a) está articulada en la placa de operación (12) con el eje relativo (X7a) de articulación, y en donde la segunda garra (7b) tiene un primer punto de articulación coincidente con el eje (X7a) de articulación de la primera garra (7a) y un segundo punto (X7b) de articulación, espaciados del primer punto de articulación, conectado al segundo dispositivo de control correspondiente (9) posicionado en el segundo carrusel (6).
  9. 9. La máquina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en donde cada pinza tiene la primera garra (7a) con un cabezal operativo (15), que tiene una placa con una sección transversal triangular con el vértice dirigido hacia la segunda garra (7b), y en donde la segunda garra (7b) tiene un cabezal operativo (16) formado en dos mitades que definen un canal central (17) conformado para permitir, al acercarse a la hoja triangular y en sinergia con ella, al menos un primer plegado de los bordes laterales de las solapas de los extremos libres (1d, 1e) de la pieza (1a) de material de filtro, con superposición relativa parcial, hacia el interior de la misma pieza (1a).
  10. 10. La máquina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una guía de contacto curva (18) colocada cerca del primer carrusel (2), a una distancia predeterminada (D) del primer carrusel (2), y a lo largo de su recorrido operativo durante al menos un tramo predeterminado; la guía (18) se posiciona con un primer extremo relativo cerca de una zona para interceptar y unir los extremos libres (1d, 1e) de la pieza (1a) de material de filtro por medio del elemento de unión (7), de tal manera que el extremo formado de la pieza (1a) de material de filtro se mantenga unido hasta que la pieza (1a) se libere del primer carrusel (2).
  11. 11. La máquina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el primer carrusel de movimiento (2) comprende una pluralidad de elementos de agarre (3) colocados a lo largo y en movimiento continuo con el primer carrusel de movimiento (2), cada primer elemento de agarre (3) está configurado para retener la pieza (1a) correspondiente del material de filtro que se está formando; cada elemento de agarre3) está asociado con una primera estación operativa (4) correspondiente.
  12. 12. La máquina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el primer carrusel de movimiento comprende una pluralidad de dispositivos de traslación (5), asociados con el primer carrusel de movimiento (2) y configurados para trasladar los correspondientes elementos de agarre (3) a lo largo de una dirección paralela al primer eje (2X) de rotación del primer carrusel de movimiento (2) para traer los correspondientes elementos de agarre (3) hacia las piezas (1a) correspondientes de material de filtro al menos para un tramo de la línea de alimentación (A).
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