ES2880002T3 - Estación de alimentación de sellos de cierre y método de sellado de contenedores para una línea de empaque. - Google Patents

Estación de alimentación de sellos de cierre y método de sellado de contenedores para una línea de empaque. Download PDF

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Abstract

Una estación (9) de alimentación de sellos de cierre (90) para el cierre de contenedores, que comprende al menos un cargador de sellos (901) que se proporciona con una salida (902) de la que dichos sellos (90) pueden tomarse individualmente, dicha estación de alimentación de sellos que comprende un carrusel de alimentación de sellos (91) que puede girar con respecto a un primer eje de rotación central (S1) y se proporciona con una pluralidad de recolectores (92) que están separados radialmente de dicho primer eje de rotación (S1), dichos recolectores (92) pueden ser además giratorios individualmente alrededor de un segundo eje de rotación (S2) que no es paralelo a dicho primer eje de rotación (S1) del carrusel (91), de manera que durante la rotación del carrusel (91) al menos un recolector (92) puede girar alrededor del segundo eje (S2) desde una posición de recolección del sello, en la que el recolector (92) se orienta hacia dicha salida (902) del cargador (901) para llevar un sello respectivo (90), a una posición de liberación para liberar el sello (90), en la que el recolector (92) está en una posición separada angularmente alrededor de dicho segundo eje de rotación (S2) con respecto a dicha posición de recolección y en la que el recolector (92) libera dicho sello (90), caracterizado porque dicho al menos un cargador de sellos está fijo con respecto a dicho primer eje de rotación central (S1).

Description

DESCRIPCIÓN
Estación de alimentación de sellos de cierre y método de sellado de contenedores para una línea de empaque
La presente invención se refiere a una estación de alimentación de sellos de cierre de contenedores y a un método de sellado de contenedores para una línea de empaque, particularmente una línea de empaque FFS (formar-llenar-sellar).
Las soluciones conocidas se basan en máquinas lineales, tal como por ejemplo la descrita en el documento US6094890. Sin embargo, estas soluciones tienen una serie de limitaciones que están asociadas precisamente con el despliegue en una línea de producción. Una de estas limitaciones, por ejemplo, es una flexibilidad extremadamente baja debido al hecho de que la separación de la máquina está ligada al diámetro de los contenedores, de manera que, cuando se hace necesario modificar este último, la máquina tiene que someterse a extensas modificaciones, que afectan especialmente a la longitud total de la máquina, con la consecuencia de que una máquina diseñada para trabajar con contenedores de cierto diámetro no puede trabajar con contenedores de mayor diámetro, excepto a expensas de adaptaciones que son enteramente poco económicas o incompatibles con el espacio originalmente asignado a la máquina.
Es conocido por el documento US 3,964,237 que para proporcionar una línea de termoformado en la que, para obtener contenedores termoformados, se usan preformas en forma de láminas termoplásticas, en particular discos, que se calientan, moldean, llenan y cierran individualmente sin recurrir al troquelado.
La ventaja de la solución conocida del documento US 3,964,237 es que, a diferencia de otras soluciones convencionales que implican moldear una pluralidad de contenedores sobre una lámina de material termoplástico alimentada por un carrete, el volumen ocupado por tal carrete es considerablemente mayor que el ocupado por las preformas en forma de lámina del documento US 3,964,237 para obtener el mismo número de contenedores.
Un inconveniente de la solución conocida del documento US 3,964,237 es que funciona a bajas velocidades. En particular, el plato giratorio que soporta las preformas en forma de lámina en el documento US 3,964,237 funciona intermitentemente, para permitir que las preformas en forma de lámina dispuestas a lo largo de la región periférica del plato giratorio se procesen en estaciones de procesamiento fijas dispuestas alrededor del perímetro del plato, en particular estaciones para el calentamiento, estiramiento y sellado.
El funcionamiento y la velocidad de la solución en el documento US 3,964,237 están, por lo tanto, limitados por la posición fija de las estaciones de procesamiento periféricas.
El documento US 4,816,110 describe un aparato de sellado en línea que incluye una torreta giratoria que tiene una pila de láminas que gira junto con la torreta y un cabezal móvil de aplicación de láminas para retirar la lámina más inferior de la pila y para transferir la lámina y aplicarla a la boca del contenedor colocado dentro de un bolsillo respectivo de la torreta.
El objetivo de la presente invención es para proporcionar una estación para alimentar los sellos de cierre de contenedores y un método correspondiente que sean capaces de mejorar la técnica anterior en uno o más de los aspectos indicados anteriormente.
Dentro de este objetivo, un objeto de la invención es para proporcionar una estación de alimentación de sellos de cierre de contenedores y un método correspondiente que permita un suministro continuo de sellos, sin necesidad de que el contenedor a sellar se detenga en la estación de alimentación de sellos.
Otro objeto de la invención es para proporcionar una estación para alimentar los sellos de cierre de contenedores y un método correspondiente que puede usarse en una línea de empaque FFS (formar-llenar-sellar).
Además, otro objeto de la presente invención es para superar los inconvenientes de la técnica anterior de una manera diferente a cualquier solución existente.
Otro objeto adicional de la invención es para proporcionar una estación para alimentar los sellos de cierre de contenedores y un método correspondiente que sean altamente confiables, fáciles de implementar y de bajo costo.
Este objetivo y estos y otros objetos que se harán más evidentes a continuación se consiguen mediante una estación de alimentación de sellos de cierre para contenedores de cierre, caracterizado porque comprende al menos un cargador fijo de sellos que se proporciona con una salida desde la que dichos sellos pueden extraerse tomados individualmente, dicha estación de alimentación de sellos comprende un carrusel de alimentación de sellos que puede girar con respecto a un primer eje de rotación central y se proporciona con una pluralidad de recolectores que están separados radialmente de dicho primer eje de rotación, siendo dichos recolectores además giratorios individualmente alrededor de un segundo eje de rotación que no es paralelo a dicho primer eje de rotación del carrusel, de manera que durante la rotación del carrusel al menos un recolector puede girar alrededor del segundo eje desde una posición de recolección del sello, en la que el recolector se orienta hacia dicha salida del cargador con el fin de tomar un sello respectivo, a una posición para liberar el sello, en la que el recolector está en una posición separada angularmente alrededor de dicho segundo eje de rotación con respecto a dicha posición de recolección y en la que el recolector libera dicho sello, caracterizado porque dicho al menos un cargador de sellos está fijo con respecto a dicho primer eje de rotación central.
Igualmente, el objetivo y los objetos de la invención se logran mediante un método de sellado de contenedores, caracterizado porque comprende las etapas de:
• proporcionar al menos un cargador fijo de sellos que se proporciona con una salida y con un carrusel de alimentación de sellos que puede girar con respecto a un primer eje de rotación central y que se proporciona con una pluralidad de recolectores que están separados radialmente alrededor de dicho primer eje de rotación, dichos recolectores son además giratorios individualmente alrededor de un segundo eje de rotación que no es paralelo a dicho primer eje de rotación del carrusel, dicho al menos un cargador de sellos es fijo con respecto a dicho primer eje de rotación central:
• girar dicho carrusel de alimentación de sellos con un movimiento continuo alrededor de dicho primer eje;
• durante dicha rotación del carrusel, recolectar un sello de dicha salida por medio de una recolección respectiva de dicha pluralidad del recolector;
• durante dicha rotación del carrusel, girar dicho recolector alrededor de dicho segundo eje hasta una posición de liberación;
• durante dicha rotación del carrusel, liberar dicho sello a un carrusel de sellado que está lateralmente adyacente a dicho carrusel de alimentación de sellos.
Características y ventajas adicionales de la invención resultarán más evidentes a partir de la descripción de una modalidad preferida, pero no exclusiva, de la estación de alimentación de sellos de acuerdo con la invención, que se ilustra por medio de un ejemplo no limitativo en los dibujos adjuntos en donde:
la Figura 1 es una vista en planta de una línea de empaque FFS (formar-llenar-sellar) que comprende una estación de alimentación de sellos de acuerdo con la invención;
las Figuras 2-5 son vistas en perspectiva del carrusel de la estación de alimentación de sellos en las diversas posiciones angulares, desde la posición para la recolección de un sello (Figura 2) hasta la posición para liberar el sello (Figura 5).
Con referencia a las figuras, una línea para contenedores de empaque rellenables con material suelto mediante el uso de termoformado, generalmente designada por el numeral de referencia 1, comprende un cargador 2 de preformas G en forma de láminas termoplásticas, una estación 3 para alimentar las preformas a una estación 4 subsecuente para calentar las preformas, una estación 5 para termoformar los contenedores a partir de tales preformas, y una estación 6 para llenar los contenedores con el material suelto, una estación 7 para sellar los contenedores llenos por medio de sellos suministrados por una estación de alimentación de sellos 9.
Las preformas G en forma de láminas termoplásticas comprenden, o están enteramente constituidas por, una "ficha" de material plástico termoformable, por ejemplo un polímero termoplástico, preferentemente del tipo adecuado para alimentos, tal como PS, HIPS, PET o similares. Generalmente, cada preforma G puede tener cualquier forma en vista en planta, por ejemplo redonda, cuadrada, rectangular, ovalada, poligonal, que corresponda al plano del contenedor final que se desee proporcionar o del borde de su boca. En la modalidad preferida e ilustrada, cada preforma G está adaptada a la formación de un único contenedor y tiene, pero no se limita a, una forma de disco.
Preferentemente, los contenedores obtenidos con la estación de termoformado 5 son tubos, adaptados por ejemplo para llenarse en la estación de llenado 6 con una sustancia comestible en la forma de partículas o fluidos, por ejemplo con yogur, para luego sellarse con recubrimientos de láminas "despegables" (por ejemplo, laminados de plástico/aluminio), que se denominan a continuación sellos de cierre.
La estación para alimentar los sellos de cierre 9 comprende al menos un cargador fijo de sellos 901 y con mayor preferencia una pluralidad de cargadores de sellos 900, cada uno de los cuales contiene una pluralidad de sellos de cierre 90, por ejemplo apilados, y proporcionado de una respectiva salida 902 desde la cual los sellos 90 pueden tomarse individualmente. En la presente descripción, los sellos 90 se identifican además con "S" para abreviar.
Los cargadores 900 pueden hacerse fijos, por ejemplo, montándolos sobre una superficie de soporte que a su vez está fijada en voladizo a un montante de la línea de empaque 1.
En la modalidad que se muestra, las salidas 902 de los cargadores de sellos 900 están adaptadas para mantener el sello 90 extraíble individualmente de cada uno de ellos en una posición sustancialmente horizontal.
Dado que los sellos 90 se apilan preferentemente en los respectivos cargadores 900 a lo largo de una dirección sustancialmente vertical que se extiende lejos de la salida 902, el sello más hacia abajo de la pila, es decir, el que se extrae de la respectiva salida 902, es sustancialmente paralelo al piso sobre el que descansa la estación de alimentación 9.
Además, se proporciona un carrusel de alimentación de sellos 91, que puede girar con respecto a un primer eje de rotación central S1 y se proporciona con una pluralidad de recolectores 92 que están separados radialmente del primer eje de rotación S1 y que están dispuestos a distancias angulares regulares alrededor de tal eje S1. En los dibujos sólo se muestra uno de dichos recolectores 92.
La proyección ortogonal de los recolectores 92 en un plano perpendicular al primer eje de rotación S1 define una circunferencia, indicada aquí como el diámetro del círculo del carrusel S1.
Los recolectores 92 pueden girar individualmente alrededor de un segundo eje de rotación S2 que no es paralelo al primer eje de rotación S1 del carrusel 91, sino que está orientado transversalmente a dicho primer eje S1 y con mayor preferencia perpendicular o radialmente a dicho primer eje S1. De esta manera, durante la rotación del carrusel 91, al menos un recolector 92 está adaptado para girar desde una posición para recolectar el sello 90 de un cargador 901, en el que el recolector 92 está frente a la salida 902 de dicho cargador 901 para extraer un sello 90 respectivo que está dispuesto paralelo al plano de rotación del carrusel 91, a una posición para liberar el sello 90, en la que el recolector 92 está en una posición separada angularmente alrededor del segundo eje de rotación S2 con respecto a la posición de recolección y en la que el recolector 92 libera el sello 90 que se había extraído previamente de la salida 902 del cargador 901.
El diámetro del círculo del carrusel de alimentación de sellos 91 interseca preferentemente el diámetro del círculo de otro carrusel presente en la estación de sellado 7 en al menos un punto en el que los recolectores 92 están en la posición de liberación, para poder liberar los sellos 90 al carrusel de la estación de sellado 7.
Ventajosamente, cada recolector 92 se define por un brazo en forma de L 94 que termina con una ventosa 95 y está fijado en la región periférica de un disco que pivota en un orificio 96 a lo largo del perímetro del carrusel 91. Tal disco está acoplado a medios de rotación adecuados, no se muestran, por ejemplo, a un motor sin escobillas respectivo que está conectado a un controlador que controla todos los motores sin escobillas de los recolectores 92.
El controlador está convenientemente programado para accionar los motores sin escobillas para hacer que cada recolector 92, y en particular las ventosas 95, a lo largo de un arco del diámetro del círculo del carrusel 91, describan una porción de un cicloide desde la posición de recolección del sello 90 a la posición de liberación de ese mismo sello 90. En particular, la salida 902 del respectivo cargador 901 está dispuesta en, o mirando hacia, una cúspide de dicho cicloide, de manera que en la posición de recolección del sello 90 el recolector 92 puede extraer un sello 90 de la salida 902 en velocidad instantánea sustancialmente nula. La porción de cicloide descrita es sustancialmente un semicicloide, es decir, el sello 90 se somete a una rotación de 180 grados alrededor del eje S2 por el recolector 92 para liberarse a la estación de sellado 7 en una posición horizontal y volcarse con respecto a la posición que tenía el sello 90 en el cargador 901.
Ventajosamente, los cargadores 900 están separados angularmente entre sí de acuerdo con ángulos idénticos a la distancia angular de los recolectores 92 a lo largo del diámetro del círculo del carrusel 91, de manera que una pluralidad de recolectores 92 pueden ubicarse simultáneamente en la posición de recolección debajo de un cargador correspondiente y, por tanto, una pluralidad de sellos 90 pueden recolectarse simultáneamente durante la rotación del carrusel 91.
Los medios de rotación de los recolectores 92 se configuran por lo tanto para realizar un número de recolectores 92 correspondiente al número de cargadores 900 de la estación de alimentación de sellos 9 que describan simultáneamente un semicicloide de manera que las respectivas cúspides de los semicicloides descritos se ubicarán en, o frente a, las respectivas salidas 902 de los cargadores 900.
El funcionamiento de la invención es evidente a partir de la descripción de la estructura. En particular, durante la rotación continua del carrusel de alimentación de sellos 91 alrededor del primer eje S1, un conjunto de recolectores adyacentes 92 se ubican con la ventosa 95 dirigida hacia arriba y estos recolectan un respectivo sello 90 de la salida 902 de un respectivo cargador fijo.
Siguiendo un comando del controlador, cada uno de estos recolectores 92 gira alrededor del segundo eje S2, sin que el carrusel 91 se detenga, y las ventosas 95 describen, por lo tanto, una trayectoria semicicloide hasta que se colocan en un ángulo de 180 grados alejándose de la posición de recolección y la rotación del recolector alrededor del segundo eje S2 se detiene, mientras que el carrusel 91 continúa girando alrededor del primer eje S1.
En esta condición, los sellos 90 recolectados se cuelgan ahora de las ventosas 95 y pueden liberarse al carrusel adyacente de la estación de sellado 7, cuya rotación está obviamente sincronizada con la del carrusel de alimentación de sellos 91. La liberación puede producirse retirando neumáticamente el vacío parcial entre la ventosa 95 y el sello 90, de una manera conocida per se.
En la práctica, se ha comprobado que la invención logra plenamente el objetivo y los objetos previstos, proporcionando una estación de alimentación de los sellos que permite alimentar los sellos almacenados en una posición fija a un carrusel de sellado que gira con un movimiento continuo.
Por lo tanto, la estación de alimentación de acuerdo con la invención puede usarse ventajosamente en líneas de empaque de tipo giratorio y preferentemente en líneas FFS (formar-llenar-sellar).
La invención, por lo tanto concebida, es susceptible de numerosas modificaciones y variaciones, todas las cuales están dentro del alcance de las reivindicaciones anexas. Además, todos los detalles pueden sustituirse con otros elementos técnicamente equivalentes.
En la práctica los materiales empleados, siempre que sean compatibles con el uso específico, así como las dimensiones y formas contingentes, pueden ser cualquiera de acuerdo con los requisitos y con el estado de la técnica. Esta solicitud reivindica la prioridad de las descripciones en la Solicitud de Patente Italiana Núm. 102017000014689 (UA2017A000849).
Cuando las características técnicas mencionadas en cualquier reivindicación son seguidas de los signos de referencia, esos signos de referencia se han incluido con el único propósito de aumentar la inteligibilidad de las reivindicaciones y en consecuencia, tales signos de referencia no tienen ningún efecto limitante en la interpretación de cada elemento identificado a manera de ejemplo por tales signos de referencia.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Una estación (9) de alimentación de sellos de cierre (90) para el cierre de contenedores, que comprende al menos un cargador de sellos (901) que se proporciona con una salida (902) de la que dichos sellos (90) pueden tomarse individualmente, dicha estación de alimentación de sellos que comprende un carrusel de alimentación de sellos (91) que puede girar con respecto a un primer eje de rotación central (S1) y se proporciona con una pluralidad de recolectores (92) que están separados radialmente de dicho primer eje de rotación (S1), dichos recolectores (92) pueden ser además giratorios individualmente alrededor de un segundo eje de rotación (S2) que no es paralelo a dicho primer eje de rotación (S1) del carrusel (91), de manera que durante la rotación del carrusel (91) al menos un recolector (92) puede girar alrededor del segundo eje (S2) desde una posición de recolección del sello, en la que el recolector (92) se orienta hacia dicha salida (902) del cargador (901) para llevar un sello respectivo (90), a una posición de liberación para liberar el sello (90), en la que el recolector (92) está en una posición separada angularmente alrededor de dicho segundo eje de rotación (S2) con respecto a dicha posición de recolección y en la que el recolector (92) libera dicho sello (90), caracterizado porque dicho al menos un cargador de sellos está fijo con respecto a dicho primer eje de rotación central (S1).
2. La estación de alimentación de sellos de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho segundo eje (S2) está dirigido sustancialmente de manera radial con respecto a dicho primer eje (S1).
3. La estación de alimentación de sellos de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha salida (902) de dicho al menos un cargador (901) está adaptada para mantener el sello (90) que puede llevarse de dicha salida a una posición que es sustancialmente paralela al plano de rotación de dicho carrusel de alimentación de sellos (91).
4. La estación de alimentación de sellos de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, que comprende medios para girar dichos recolectores (92) que están adaptados para girar dichos recolectores (92) 180 grados alrededor del segundo eje (S2) desde dicha posición de recolección a dicha posición de liberación y viceversa.
5. La estación de alimentación de sellos de acuerdo con la reivindicación 4, en donde los medios para hacer girar dichos recolectores (92) se configuran para hacer que dichos recolectores (92) describan, a lo largo de un arco del diámetro del círculo de dicho carrusel de alimentación de sellos (91), una porción de un cicloide desde dicha posición de recolección a dicha posición de liberación.
6. La estación de alimentación de sellos de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la salida (902) de dicho al menos un cargador (901) se dispone en una cúspide de dicho cicloide, de manera que en dicha posición de recolección el recolector (92) puede extraer un sello (90) de dicho cargador (901) a una velocidad instantánea sustancialmente nula.
7. La estación de alimentación de sellos de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, en donde dicha porción de cicloide corresponde a un semicicloide.
8. La estación de alimentación de sellos de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 5 a 7, que comprende una pluralidad de dichos cargadores (900) que están separados angularmente entre sí en ángulos que corresponden a la distancia angular de dichos recolectores (92) a lo largo del diámetro del círculo de dicho carrusel (91), cada cargador (901) que comprende al menos una porción en la que se apilan dichos sellos (90) extendiéndose lejos de dicha salida (902), dichos medios para la rotación de los recolectores (92) se configuran para hacer que un número de recolectores (92) que corresponde a dicho número de cargadores describa simultáneamente dicha porción cicloide, de manera que las respectivas cúspides coincidan con las respectivas salidas de los cargadores (900).
9. Una línea de empaque (1), caracterizada porque comprende un carrusel (7) para sellar contenedores que puede girar con un movimiento continuo y que comprende una pluralidad de cabezales de sellado a lo largo de su región periférica que están adaptados para acoplar de manera estable un sello de cierre (90) en un contenedor, y porque la línea de empaque (1) comprende además la estación de alimentación de sellos (9) de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, en donde un diámetro del círculo de dicho carrusel de alimentación de sellos (91) interseca un diámetro del círculo de dicho carrusel de sellado (7) en al menos un punto en el que al menos uno de dichos recolectores (92) del carrusel de alimentación de sellos (91) se encuentra en la posición de liberación.
10. Un método para sellar contenedores, caracterizado porque comprende las etapas de:
- proporcionar al menos un cargador fijo de sellos que se proporciona con una salida y con un carrusel de alimentación de sellos (91) que puede girar con respecto a un primer eje de rotación central (S1) y se proporciona con una pluralidad de recolectores (92) que están separados radialmente alrededor de dicho primer eje de rotación (S1), dichos recolectores (92) son además giratorios individualmente alrededor de un segundo eje de rotación (S2) que no es paralelo a dicho primer eje de rotación (S1) del carrusel, dicho al menos un cargador de sellos es fijo con respecto a dicho primer eje de rotación central (S1);
- girar dicho carrusel de alimentación de sellos (91) con un movimiento continuo alrededor de dicho primer eje (S1);
- durante dicha rotación del carrusel (91), recolectar un sello (90) desde dicha salida (902) por medio de un respectivo recolector (92) de dicha pluralidad de recolectores (92);
- durante dicha rotación del carrusel (91), girar dicho recolector (92) alrededor de dicho segundo eje (S2) hasta una posición de liberación;
- durante dicha rotación del carrusel (91), liberar dicho sello (90) a un carrusel de sellado (7) que está lateralmente adyacente a dicho carrusel de alimentación de sellos (91).
11. El método de sellado de contenedores de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque dicho segundo eje (S2) está dirigido radialmente con respecto a dicho primer eje (S1) y la rotación de dicho recolector (92) implica una trayectoria cicloide en forma de arco descrita por dicho recolector (92) desde la posición de recolección del sello hasta la posición de liberación del sello.
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