ES2940458T3 - Aparato y método para aplicar un cuerpo anular a un reborde perimetral de un recipiente - Google Patents

Aparato y método para aplicar un cuerpo anular a un reborde perimetral de un recipiente Download PDF

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Abstract

Se describe un aparato para aplicar un cuerpo anular a base de celulosa (A) a un reborde perimetral (P) de un recipiente (C). El aparato comprende una unidad de soporte (10) y una unidad operativa (20). La unidad de soporte (10) tiene un asiento configurado para recibir un cuerpo del contenedor (C) por inserción en el mismo y está rodeada por una porción anular (11) sobre la cual descansan el cuerpo anular (A) y la pestaña perimetral (P), de tal manera que el cuerpo anular (A) se interpone en uso entre la porción anular (11) y el reborde perimetral (P). El aparato también comprende un dispositivo de calentamiento (21; 121). La unidad de soporte (10) y el dispositivo de calentamiento (21; 121) se pueden mover recíprocamente a lo largo de un eje de movimiento (X) entre una posición separada en la que el dispositivo de calentamiento (21; 121) está inactivo y una posición de activación en la que el dispositivo de calentamiento (21; 121) está activo y se coloca en contacto con el ala perimetral (P) de manera que caliente el cuerpo anular (A) a través del ala perimetral (P). La unidad de soporte (10) comprende un rebaje anular (12), que rodea la parte anular (11), diseñado para alojar al menos parcialmente un reborde anular (O) de la brida perimetral (P). El aparato comprende un dispositivo de formación (22; 42), móvil a lo largo de un respectivo eje de movimiento (X; Y) entre una posición lejana y una posición de enganche. En la posición de acoplamiento, el dispositivo de formación (22; 42) acopla y deforma el reborde anular (O) empujando dicho reborde anular (O) hacia el interior del rebaje anular (12). rodeando la parte anular (11), destinada a alojar al menos parcialmente un reborde anular (O) de la brida perimetral (P). El aparato comprende un dispositivo de formación (22; 42), móvil a lo largo de un respectivo eje de movimiento (X; Y) entre una posición lejana y una posición de enganche. En la posición de acoplamiento, el dispositivo de formación (22; 42) acopla y deforma el reborde anular (O) empujando dicho reborde anular (O) hacia el interior del rebaje anular (12). rodeando la parte anular (11), destinada a alojar al menos parcialmente un reborde anular (O) de la brida perimetral (P). El aparato comprende un dispositivo de formación (22; 42), móvil a lo largo de un respectivo eje de movimiento (X; Y) entre una posición lejana y una posición de enganche. En la posición de acoplamiento, el dispositivo de formación (22; 42) acopla y deforma el reborde anular (O) empujando dicho reborde anular (O) hacia el interior del rebaje anular (12). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato y método para aplicar un cuerpo anular a un reborde perimetral de un recipiente
Esta invención se refiere a un aparato y a un método de aplicación para aplicar un cuerpo anular a un reborde perimetral de un recipiente.
Más en detalle, la invención se puede aplicar ventajosamente en un aparato y un método para aplicar un anillo de sellado a un reborde perimetral de un recipiente, en el que el recipiente comprende una pared de base y una pared lateral desde la cual se extiende el reborde perimetral, en un proceso de producción para fabricar una cápsula para bebidas, siendo el anillo de sellado de un material a base de celulosa, por ejemplo, papel o cartón.
El recipiente puede, ventajosamente, ser de aluminio.
Se conocen envases de la técnica anterior para productos alimenticios, los cuales se sellan de tal manera que contienen el producto de manera herméticamente sellada, a la vez que prolongan la vida útil del producto y mantienen sus propiedades organolépticas.
De estos, están cada vez más extendidas las cápsulas para bebidas que se pueden utilizar en máquinas dispensadoras automáticas.
Las cápsulas conocidas para su uso en máquinas dispensadoras son envases de un solo uso y monodosis que comprenden un recipiente, es decir una envoltura exterior, que tiene forma de vaso o copa. La carcasa suele tener una pared de base y una pared lateral que definen una cavidad que contiene el producto inicial, por ejemplo, café molido, té o una preparación para chocolate, a partir de la cual se obtiene el producto final, por ejemplo, la bebida. Un reborde perimetral se extiende desde la pared lateral y se coloca alrededor de la cavidad, en el lado opuesto con respecto a la pared de base.
La cavidad, en una abertura relativa, está sellada herméticamente por un elemento de cubierta, fijado al borde del reborde perimetral, de manera que sella el producto inicial en el interior del recipiente.
La cápsula se puede utilizar en una máquina dispensadora en la que un usuario puede insertar la cápsula en una cámara de la máquina dispensadora.
Durante la dispensación, la pared de base de la cápsula es perforada por un dispositivo de inyección para inyectar líquido a presión, por ejemplo, agua, en la cápsula y el elemento de cubierta es perforado por un dispositivo dispensador de la máquina dispensadora para permitir que el producto final sea dispensado.
El dispositivo dispensador de la máquina dispensadora comprende una placa dispensadora equipada con una pluralidad de elementos puntiagudos que, cuando aumenta la presión del fluido en el interior de la cápsula, se acoplan con el elemento de cubierta y lo perforan en una pluralidad de zonas diferentes.
El producto final puede fluir hacia un recipiente de uso a través de las perforaciones formadas por el dispositivo dispensador de la máquina dispensadora.
Para lograr una dispensación exitosa, la cápsula también comprende un elemento de sellado colocado en el reborde perimetral, que está configurado para hacer un sello hermético a los fluidos con la máquina dispensadora, en particular, con el elemento de alojamiento de la máquina dispensadora en el que se puede insertar la cápsula, siendo el elemento de alojamiento en forma de saliente.
El elemento de sellado impide un escape del líquido presurizado a las altas presiones operativas de la máquina dispensadora y, en uso, es aplastado entre el elemento de alojamiento de la máquina dispensadora y la placa dispensadora del dispositivo dispensador.
Se proporciona un ejemplo de una cápsula con un elemento de sellado en el documento de patente EP1654966, en el que el recipiente, es decir la carcasa, es de aluminio y el elemento de sellado es un anillo elástico de caucho de silicona fijado al reborde perimetral.
La utilización de aluminio para la carcasa de la cápsula es particularmente ventajosa porque permite conservar el producto inicial en la cavidad durante mucho tiempo, ya que es impermeable al oxígeno y al vapor de agua. Sin embargo, la colocación del anillo elastomérico en la carcasa de aluminio requiere dispositivos para aplicar caucho de silicona en el reborde perimetral y es difícil de realizar, con la consecuencia de que, si el elemento de sellado se aplica de forma imprecisa, pueden producirse fugas de agua no deseadas durante la dispensación de la bebida.
Además, aunque el aluminio por sí mismo es reciclable, un cuerpo formado por la carcasa de aluminio y por el elemento de sellado de caucho de silicona ya no es reciclable y esto constituye un problema para la necesidad cada vez más sentida de hacer un producto totalmente reciclable con fines de eliminación de residuos.
Para ello, están muy extendidas en el mercado las cápsulas en las que el recipiente, es decir, la carcasa, está hecho de aluminio y el elemento de cierre es un anillo de material compostable, por ejemplo, de papel, o de fibras naturales, para garantizar que la cápsula solo tenga componentes compostables o totalmente reciclables.
En las cápsulas del estado de la técnica con carcasa de aluminio, el reborde perimetral es plano y comprende un cordón de extremo anular, en el que un borde de la carcasa de aluminio se pliega sobre sí mismo de acuerdo con el estado de la técnica, extendiéndose el cordón de extremo anular simétricamente, en un dirección paralela a un eje de simetría de la cápsula, hacia la pared de base y en el lado opuesto a la misma.
El anillo de material a base de celulosa puede aplicarse a la carcasa de aluminio, bien antes de llenar la cavidad o cuando la cápsula ya ha sido llenada, cuando el producto inicial ya ha sido cerrado en la cavidad mediante el elemento de cubierta.
Esta aplicación es particularmente delicada, ya que es necesario garantizar el correcto acoplamiento del anillo sin ningún daño/deformación de la carcasa o del anillo.
El documento WO2017106191 describe un tejido no tejido que se puede utilizar para fabricar filtros de café y/o cápsulas para bebidas en un proceso de termoformado.
El documento WO2019092144 describe una cápsula de café hecha de aluminio que comprende un elemento de sellado a base de celulosa, estando cerrada la cápsula por una película de aluminio. El elemento de sellado se puede calentar desde abajo cuando se coloca la película, o desde arriba.
El documento WO2020128961 describe un método para fabricar una cápsula para preparar bebidas, teniendo la cápsula un cuerpo provisto de una cavidad y un reborde anular. El método comprende colocar una lámina de un elemento de cubierta sobre la cavidad y sobre el reborde anular y plegar una zona periférica del elemento de cubierta alrededor de un extremo exterior de un reborde anular.
En particular, en el proceso de producción para la fabricación de la cápsula, es necesario garantizar el correcto acoplamiento y la retención del anillo para evitar fugas de agua no deseadas durante la dispensación de la bebida o que el anillo sea poco seguro y poco adherente a la cápsula. Además, es necesario garantizar que el anillo no pueda quedar unido al elemento de alojamiento de la máquina dispensadora, impidiendo la liberación automática de la cápsula al final del proceso de dispensación de la bebida, ya que el anillo forma fricción con las guías de expulsión de la máquina dispensadora.
Cuando la cápsula no es expulsada automáticamente, el usuario se ve obligado, por ejemplo, a separar manualmente la cápsula de las guías de expulsión.
En este contexto, el propósito técnico que forma la base de la invención es proporcionar un aparato y un método para la aplicación de un cuerpo anular a un reborde perimetral de un recipiente que supere al menos algunos de los inconvenientes mencionados anteriormente de la técnica anterior.
Más específicamente, el objetivo de la invención es proporcionar un aparato y un método para aplicar un cuerpo anular a un reborde perimetral de un recipiente que sea capaz de garantizar un acoplamiento correcto, estable y eficiente entre el cuerpo anular y el recipiente, de tal manera que se forme un elemento de sellado que evite fugas de agua no deseadas durante la dispensación de la bebida de la cápsula obtenida a partir de la misma y al mismo tiempo favorezca el correcto desprendimiento de la cápsula al final del proceso de dispensación.
El propósito técnico indicado y los objetivos especificados se logran sustancialmente mediante un aparato y un método para la aplicación de un cuerpo anular a un reborde perimetral de un recipiente que comprende las características técnicas descritas en una o más de las reivindicaciones adjuntas.
De acuerdo con la presente invención, se describe un aparato para aplicar un cuerpo anular a base de celulosa a un reborde perimetral de un recipiente, preferiblemente una cápsula para bebidas.
El aparato comprende una unidad de soporte.
La unidad de soporte tiene un asiento configurado para recibir un cuerpo del recipiente insertándolo en el mismo y está rodeado por una porción anular sobre la cual descansan el cuerpo anular y el reborde perimetral, de tal manera que el cuerpo anular se interpone en uso entre la porción anular y el reborde perimetral.
El aparato comprende un dispositivo de calentamiento.
La unidad de soporte y el dispositivo de calentamiento se mueven de manera recíproca a lo largo de un eje de movimiento entre una posición separada en la que el dispositivo de calentamiento está inactivo y una posición de activación en la que el dispositivo de calentamiento está activo y se coloca en contacto con el reborde perimetral para calentar el cuerpo anular a través del reborde perimetral.
La unidad de soporte comprende un rebaje anular, que rodea la porción anular, adecuado para alojar al menos parcialmente un reborde anular de extremo del reborde perimetral.
El aparato también comprende un dispositivo de formación, que se puede mover a lo largo de un eje de movimiento respectivo entre una posición alejada y una posición acoplada en la que el dispositivo de formación acopla y deforma el reborde anular empujándolo hacia el interior del rebaje anular.
Ventajosamente, el aparato de acuerdo con la invención permite aplicar un cuerpo anular al reborde perimetral de un recipiente de manera particularmente eficaz y estable, evitando el riesgo de daño y/o deterioro de los componentes individuales durante su procesamiento.
De hecho, tanto el dispositivo de calentamiento como el dispositivo de formación están configurados para reforzar un acoplamiento del cuerpo anular al recipiente, que se realiza tanto por medio de un acoplamiento de calentamiento como por medio de un acoplamiento de deformación mecánica del cordón anular, de tal manera de manera que el cuerpo anular no pueda desprenderse accidentalmente del reborde perimetral del recipiente cuando, durante la dispensación, se inyecte líquido a presión en la cápsula obtenida a partir del mismo, cuando la cápsula se utilice en una máquina dispensadora. También hay que señalar que, gracias a la forma del cordón anular deformado alrededor del cuerpo anular y desplazado hacia una pared de base del recipiente, se forma un rebaje en el que se aloja íntegramente el cuerpo anular. Gracias a esta forma del cordón anular, se puede reducir el defecto asociado con la falta de liberación de la cápsula al final de la distribución. La invención también se refiere a un método para aplicar un cuerpo anular a base de celulosa a un reborde perimetral de un recipiente, preferiblemente en un proceso de producción para hacer una cápsula para bebidas.
El método se realiza preparando una unidad de soporte que tiene un asiento pasante y una porción de borde anular que rodea el asiento e insertando en el asiento el cuerpo anular y el recipiente, de tal manera que el cuerpo anular se interpone entre la porción anular y la reborde perimetral.
Luego se aplica calor al reborde perimetral de manera que se caliente el cuerpo anular a través del mismo.
Además, se realiza la deformación de un cordón de extremo anular del reborde perimetral, en el que la etapa de deformación se realiza empujando el cordón de extremo anular dentro de un rebaje anular de la unidad de soporte posicionada fuera de la porción anular.
La etapa de aplicar calor al reborde perimetral y la etapa de deformar el cordón anular pueden realizarse en una sola estación operativa o en respectivas estaciones de procesamiento independientes y ubicadas en sucesión a lo largo de una trayectoria para procesar el recipiente.
Ventajosamente, el método descrito en el presente documento proporciona un procedimiento útil para aplicar el cuerpo anular al recipiente en el que se mantienen las propiedades estructurales químicas/físicas del cuerpo anular.
Las reivindicaciones dependientes se refieren a diferentes realizaciones de la invención. Otras características y ventajas de la invención son más evidentes en la descripción no limitativa que sigue de una realización preferida no limitativa de un aparato y un método para aplicar un cuerpo anular a un reborde perimetral de un recipiente, como se ilustra en los dibujos adjuntos, en los cuales:
• Las figuras 1 a 5 muestran diferentes configuraciones operativas de un aparato para aplicar un cuerpo anular a un recipiente, que comprende una unidad de soporte configurada para recibir un cuerpo del recipiente y una unidad operativa que comprende un dispositivo de calentamiento y un dispositivo de formación, estando el dispositivo de calentamiento alojado en el dispositivo de formación;
• Las figuras 6A y 6B muestran en detalle dos posiciones operativas diferentes de un componente del aparato, es decir, del dispositivo de formación;
• Las figuras 7 a 9 muestran diferentes configuraciones de funcionamiento de otro componente del aparato, es decir, de una unidad de expulsión, asociada o asociable con la unidad de soporte, configurada para expulsar el recipiente desde un asiento de la unidad de soporte en el que se inserta;
• La figura 10 muestra una estación de procesamiento que comprende la unidad de soporte configurada para recibir el cuerpo del recipiente, un dispositivo de tope y un dispositivo de formación, estando alojado el dispositivo de tope en el dispositivo de formación;
• La figura 11 muestra una versión del dispositivo de calentamiento, que se coloca en una estación de procesamiento respectiva, independiente de la estación de procesamiento del dispositivo de formación de la figura 10, estando ubicadas dichas estaciones de procesamiento en sucesión a lo largo de una trayectoria para procesar el recipiente.
El número 100 en los dibujos adjuntos indica genéricamente un aparato para aplicar un cuerpo anular "A" a un reborde perimetral "P" de un recipiente "C", al cual se hace referencia a continuación en la presente descripción simplemente como el aparato 100.
Más específicamente, el aparato 100 tiene un alto nivel de rendimiento en la aplicación de cuerpos anulares "A" a base de celulosa, es decir, fabricados a modo de anillo de papel, o cartón, o de fibras naturales, o con una composición que comprende un combinación de estos materiales, al reborde perimetral "P" de un recipiente "C", en un proceso productivo para la fabricación de una cápsula para bebidas adecuada para contener en su interior un producto inicial que se transforma en bebida mediante la inyección de un fluido en la cápsula en una máquina dispensadora. El recipiente "C" puede tener una pared de base y una pared lateral que definen una cavidad adecuada para contener el producto inicial, extendiéndose el reborde perimetral "P" desde la pared lateral y estando posicionado alrededor de la cavidad, en el lado opuesto con respecto a la pared de base. La pared de base y la pared lateral definen un cuerpo del recipiente "C" desde el cual se extiende el reborde perimetral "P".
Al reborde perimetral "P" del recipiente "C" se puede fijar un elemento de cubierta que cierra la cavidad y el producto inicial contenido en el mismo, una vez llenado el recipiente "C", para la fabricación de la cápsula.
En particular, el recipiente "C" puede ser de aluminio, papel, PLA (ácido poliláctico), bioplástico obtenido a partir de almidón de maíz, trigo, tapioca y/o patata (por ejemplo, Mater-Bi), o poliolefina. Se entiende que se utiliza el mismo material para fabricar tanto el cuerpo como el reborde perimetral "P" del recipiente "C". El producto inicial que puede contener el recipiente "C", una vez lleno y cubierto por el elemento de cubierta, puede ser, en cambio, por ejemplo, un producto alimenticio soluble, liofilizado, deshidratado, concentrado, percolable, en forma de polvo, por ejemplo, café o chocolate; alternativamente, la preparación inicial puede ser, por ejemplo, un producto alimenticio en forma de hoja, por ejemplo, té.
El fluido es preferentemente agua caliente y a presión, lo que permite obtener una bebida, por ejemplo, café, café de cebada, té, tisana o chocolate a partir de la cápsula que se puede obtener a partir del recipiente "C".
Estructuralmente, el aparato 100 comprende al menos una unidad de soporte 10 y una unidad operativa 20.
La unidad de soporte 10 tiene un asiento configurado para recibir un cuerpo del recipiente "C" por inserción en el mismo y una porción de borde anular 11, que rodea el asiento, adecuada para recibir y soportar el cuerpo anular "A" y el reborde perimetral "P" del recipiente "C", de tal manera que el cuerpo anular "A" se interpone en uso entre la porción de borde anular 11 y el reborde perimetral "P".
La pared de base y la pared lateral del recipiente "C" definen el cuerpo del recipiente "C".
En otras palabras, la unidad de soporte 10 define un alojamiento en el interior del cual se inserta el cuerpo del recipiente "C", es decir, su cuerpo principal, mientras que su reborde perimetral "P" está soportado por la porción anular 11.
Asimismo, la porción anular 11 también soporta el cuerpo anular "A" de tal forma que durante el uso del aparato 100, es decir, durante una operación de aplicación del cuerpo anular "A" al reborde perimetral "P", el cuerpo anular "A" descansa en contacto directo con la porción anular 11, mientras que el reborde perimetral "P" se coloca sobre el cuerpo anular "A" en contacto directo con este último, descansando así y siendo también soportado por la porción anular 11 .
La unidad de soporte 10 también puede comprender un rebaje anular 12, que rodea la porción anular 11, adecuado para alojar al menos parcialmente un cordón anular "O" del reborde perimetral "P".
En otras palabras, la unidad de soporte 10 tiene un perfil conformado que define un asiento, en el que se puede insertar el cuerpo del recipiente "C", alrededor del cual se extiende circunferencialmente la porción anular 11 sobre la cual se apoyarán el cuerpo anular "A" y el reborde perimetral "P" del recipiente "C", que a su vez está completamente rodeado por el rebaje anular 12 que, por otro lado, es adecuado para alojar el reborde anular "O" que representa la porción más externa (es decir, el borde exterior ) del reborde perimetral "P".
La unidad operativa 20 comprende, por otro lado, un dispositivo de calentamiento 21 configurado para aplicar calor al reborde perimetral "P" del recipiente "C", de tal manera que fije el cuerpo anular "A" al reborde perimetral "P". Más específicamente, la unidad de soporte 10 y el dispositivo de calentamiento 21 son móviles entre sí a lo largo de un eje de movimiento "X" entre una posición separada, que se muestra en la figura 1, en la que el dispositivo de calentamiento 21 está inactivo, y una posición de activación, mostrada, por ejemplo, en las figuras 2 y 3, en la que el dispositivo de calentamiento 21 es activo y está posicionado en contacto con el reborde perimetral "P" para calentar el cuerpo anular "A" a través del reborde perimetral "P".
En otras palabras, el dispositivo de calentamiento 21 se activa para generar calor que se transfiere por conducción al cuerpo anular "A" cuando el dispositivo de calentamiento 21 se pone en contacto con el reborde perimetral "P" del recipiente "C" que se interpone entre los dos.
El dispositivo de calentamiento 21 puede ponerse en contacto directo con el reborde perimetral "P" del recipiente "C".
Sin embargo, cabe señalar que, en general, la posición de activación es simplemente la posición en la que el dispositivo de calentamiento 21 se encuentra en una condición tal que puede realizar una transferencia de calor eficiente al cuerpo anular "A" por medio del reborde perimetral "P".
En este sentido, la transferencia de calor al cuerpo anular "A" también puede ocurrir por convección y/o irradiación y no sólo por contacto directo.
En este contexto, en la posición de activación, el dispositivo de calentamiento 21 podría estar simplemente frente al reborde perimetral "P" y en contacto con el mismo por medio de un fluido (idealmente aire) que media la transferencia de calor desde el dispositivo de calentamiento 21 hacia el reborde perimetral "P".
De esta forma, el dispositivo de calentamiento 21 nunca está en contacto directo con el cuerpo anular "A", eliminando el riesgo de daño o deterioro.
Por ello, en posición de activación, tanto si el dispositivo de calentamiento 21 está en contacto directo con el reborde perimetral "P", como frente al mismo y en contacto con el mismo por medio del fluido, está activo y está configurado para calentar el cuerpo anular "A" a través del reborde perimetral "P".
Más concretamente, el cuerpo anular "A" comprende al menos una capa de unión, hecha preferentemente de un material adhesivo termoactivable, que en uso se interpone entre el cuerpo anular "A" y el reborde. En general, la capa de unión puede ser, por ejemplo, de un material tal como polietileno, o una poliolefina, o un bioplástico obtenido a partir de almidón de maíz, trigo, tapioca y/o patata (por ejemplo, Mater-Bi), poliláctico ácido (PLA) que, cuando se calienta utilizando el dispositivo de calentamiento 21, se vuelve pegajoso y une de forma estable el cuerpo anular "A" al reborde perimetral "P".
Según una posible realización, el cuerpo anular "A" comprende una capa de material adhesivo termoactivable y una capa a base de celulosa.
En este contexto, el dispositivo de calentamiento 21 está configurado para aplicar una cantidad de calor suficiente para activar el material adhesivo a través del reborde perimetral "P", permitiendo así la fijación del anillo al reborde perimetral "P". El cuerpo anular "A" también puede comprender una estructura en capas realizada mediante la colocación de dos o más capas a base de celulosa alternadas con capas de unión. En otras palabras, hay una capa de material adhesivo interpuesta entre cada par de capas a base de celulosa y una capa adhesiva adicional que permitirá el acoplamiento del cuerpo anular "A" al recipiente "C".
En este contexto, el dispositivo de calentamiento 21 está configurado para aplicar una cantidad de calor suficiente para activar cada capa de material adhesivo a través del reborde perimetral "P", permitiendo así fijar el anillo al reborde perimetral "P" y al mismo tiempo sellar juntas en el tiempo las capas a base de celulosa que definen un cuerpo anular monolítico "A".
Alternativamente, nuevamente si el cuerpo anular "A" está formado por una pluralidad de capas a base de celulosa, el aparato 100 puede comprender una estación de montaje dedicada en la que las diversas capas que forman el cuerpo anular "A" se sellan entre sí.
Operativamente, la estación de montaje puede estar aguas arriba de la aplicación del cuerpo anular "A" al recipiente "C".
En otras palabras, la estación de montaje está configurada de tal manera que pueda procesar el cuerpo anular "A" antes de que este último se aplique al recipiente "C".
Más en detalle, la estación de montaje comprende un emisor de ultrasonidos configurado para acoplarse al cuerpo anular "A" y aplicar ultrasonidos a las capas que lo componen para hacerlas vibrar.
Este emisor puede, por lo tanto, ser desplazable entre una posición en la que entra en contacto o sustancialmente en contacto con al menos una de las capas a base de celulosa que componen el cuerpo anular "A" y una posición en la que está separado de este último.
En uso, la vibración generada por el ultrasonido provoca el calentamiento de las capas adhesivas interpuestas entre las capas a base de celulosa, activando el material adhesivo, permitiendo que se suelden entre sí de forma estable.
La presencia de la estación de montaje mejora la calidad global del producto acabado que puede lograrse, ya que el preprocesamiento del cuerpo anular "A", es decir, la producción del cuerpo anular "A" acabado antes de su aplicación, significa que en las etapas posteriores de producción solo es necesario aplicar una cantidad suficiente de calor para formar el acoplamiento con el recipiente "C".
En consecuencia, se reduce la cantidad de calor transferido al recipiente "C" durante la aplicación del cuerpo anular "A", reduciendo consecuentemente la tensión térmica a la que está sometido y también el riesgo de daño accidental del mismo.
Cabe señalar que la realización y la finalización de cualquier procedimiento de elaboración sobre el cuerpo anular "A" mediante la citada estación de montaje (es decir, una estación configurada para funcionar mediante un emisor de ultrasonidos para el sellado de las distintas capas que componen el cuerpo anular "A") es particularmente ventajosa independientemente del método específico de aplicación posterior del cuerpo anular al recipiente "C" y de los detalles estructurales del aparato propuesto para realizar este procedimiento.
Preferiblemente, el dispositivo de calentamiento 21 tiene forma cilíndrica y comprende al menos un elemento de calentamiento, tal como, por ejemplo, al menos una resistencia eléctrica o al menos un dispositivo de ultrasonidos, aplicado en una porción perimetral de una superficie de base del dispositivo de calentamiento 21 configurado para entrar en contacto directo o no con el reborde perimetral "P" cuando el dispositivo está en la posición de activación.
Por ello, el dispositivo de calentamiento 21 comprende al menos un elemento de calentamiento, el cual define una porción de calentamiento activa que se extiende a lo largo de una corona circular que idealmente tiene las mismas dimensiones que el reborde perimetral “P” y está configurada para entrar en contacto directo con el reborde perimetral "P" de tal manera que transfiere calor por conducción térmica (o convección y/o irradiación como se indicó anteriormente) cuando la unidad de operación 20 está en la posición de activación.
Más específicamente, la porción activa puede seguir completamente el perfil del reborde perimetral "P", o tener una pluralidad de puntos de calentamiento separados y distintos colocados para formar una forma que sigue sustancialmente el perfil del reborde perimetral "P".
Preferiblemente, la porción activa del dispositivo de calentamiento puede tener una temperatura T21 respectiva que puede estar entre 210° y 350°.
Además, si el dispositivo de calentamiento 21 está en contacto directo con el reborde perimetral "P", la presión de este contacto puede estar en un intervalo de entre 5 bar y 7,5 bar, preferiblemente 6,5 bar, aplicada con un cilindro neumático con una varilla no pasante de 50 mm de diámetro.
El tiempo de este calentamiento a la temperatura T21 mediante el dispositivo de calentamiento 21 puede estar entre 450 ms y 1,5 segundos.
Preferiblemente, en particular, el aparato 100 está configurado para procesar recipientes "C" hechos de aluminio, la unidad operativa 20 comprende además un dispositivo de formación 22 que se puede mover a lo largo del eje de movimiento "X" entre una posición alejada, que se muestra, por ejemplo, en la figura 1, y una posición de acoplamiento, mostrada en las figuras 2 y 3, en la que el dispositivo de formación 22 acopla y deforma el cordón anular "O" del reborde perimetral 12 empujándolo en el rebaje anular "P".
Operativamente, el dispositivo de formación 22 está, por lo tanto, configurado para acoplar y deformar mecánicamente el cordón anular "O" de tal manera que se conforma adecuadamente de acuerdo con los requisitos de fabricación y la forma específica que adoptará el borde del recipiente "C", como se muestra con más detalle en las figuras 6A y 6B.
Preferiblemente, el dispositivo de formación 22 está configurado para deformar el cordón anular "O" de tal manera que lo pliegue al menos parcialmente alrededor del cuerpo anular "A".
De esta manera, el cordón anular "O" contribuye a retener correctamente el cuerpo anular "A", evitando que se desprenda del recipiente "C".
También hay que señalar que, de esta manera, el cordón anular "O" define un rebaje en el que se puede alojar todo el cuerpo anular "A".
Esto puede permitir durante la dispensación, cuando la cápsula obtenida desde el recipiente "C" se utiliza en la máquina dispensadora, evitar el rozamiento entre el cuerpo anular "A" y las guías de expulsión de la máquina dispensadora, permitiendo así una reducción del porcentaje de defectos debidos a la suspensión en la máquina y, por lo tanto, garantizando el correcto desbloqueo al final de la dosificación.
Cabe señalar que, si es el cordón anular "O" el que retiene al menos parcialmente el cuerpo anular "A", puede no ser necesario proporcionar ninguna capa de sustancias adhesivas para restringir este último al reborde perimetral "P", ya que el acoplamiento entre ambos puede ser de tipo puramente mecánico. Alternativamente, la retención y el acoplamiento del cuerpo anular "A" al recipiente "C" pueden realizarse únicamente mediante la aplicación de sustancias adhesivas. Sin embargo, ventajosamente, la retención y el acoplamiento del cuerpo anular "A" al recipiente "C" se puede lograr mediante una combinación entre el acoplamiento mecánico y el acoplamiento por calentamiento de sustancias adhesivas, en el que el uso de sustancias adhesivas se utiliza en combinación con una deformación del reborde anular "O" del recipiente para ayudar a la retención del cuerpo anular "A".
En efecto, dado que el cordón anular "O" contribuye a la correcta retención del cuerpo anular "A", la sujeción del cuerpo anular "A" al reborde perimetral "P" se ve reforzada durante la dispensación. En otras palabras, esto refuerza el hecho de que el cuerpo anular "A" no puede desprenderse accidentalmente del reborde perimetral "P" cuando, durante la dispensación, se inyecta líquido a presión en la cápsula obtenida del recipiente "C".
En la unidad operativa 20, debe indicarse que el dispositivo de calentamiento 21 está alojado en el dispositivo de formación 22, es decir, el dispositivo de formación 22 está montado sobre el dispositivo de calentamiento 21, está colocado alrededor de este y es móvil a lo largo del mismo eje de movimiento X a lo largo del cual es móvil el dispositivo de calentamiento 21. La unidad operativa 20 y la unidad de soporte 10 definen de esta manera una estación operativa en la que se produce tanto el calentamiento como la deformación mecánica del cordón anular "O".
De hecho, el dispositivo de calentamiento 21 y el dispositivo de formación 22 son coaxiales entre sí en relación con el mismo eje de movimiento X.
De acuerdo con un aspecto de la invención, el dispositivo de formación 22 tiene una superficie de empuje adecuada para acoplarse con el cordón anular "O". La superficie de empuje es una superficie ubicada al final del dispositivo de formación 22.
De acuerdo con una realización, no ilustrada, la superficie de empuje tiene una forma plana.
En uso, la superficie de empuje se superpone completamente a lo largo del eje de movimiento "X" en el cordón anular "O" de tal manera que se acopla completamente cuando el dispositivo de formación 22 se mueve a la posición de acoplamiento. Al mismo tiempo, el rebaje anular 12 tiene una extensión lateral sensiblemente igual a la del único cordón anular "O", de tal manera que pueda alojarlo completamente cuando éste sea deformado por el dispositivo de formación 22. Más específicamente, cuando el dispositivo de formación 22 está en la posición de acoplamiento y la deformación se ha completado, el cordón anular "O" está completamente alojado dentro del rebaje anular 12, preferiblemente alojado a medida, mientras que la superficie de empuje todavía está superpuesta sobre y en contacto con el cordón anular "O" relativo al eje de movimiento "X".
Esta forma, con la superficie de empuje plana, es particularmente compacta y permite reducir las dimensiones totales de la unidad de soporte 10.
De acuerdo con una realización alternativa, que se muestra en detalle en las figuras 6A y 6B, el dispositivo de formación 22 tiene una superficie de empuje adecuada para encajar con el cordón anular "O", que está conformado para definir una corona circular interior 22a y una corona circular exterior 22b.
En uso, la corona circular interior 22a está completamente superpuesta a lo largo del eje de movimiento "X" sobre el cordón anular "O", mientras que la corona circular exterior 22b está superpuesta sólo parcialmente sobre un borde exterior del cordón anular "O". La corona circular exterior 22b sobresale con respecto a la corona circular interior 22a a lo largo del eje de movimiento "X".
De esta manera, durante la traslación del dispositivo de formación 22 desde la posición alejada a la posición de acoplamiento, la corona circular exterior 22b engrana primero con el cordón anular "O" en su borde exterior comenzando su deformación y solo entonces la corona circular interior 22a entra en contacto con todo el cordón anular "O" para empujarlo a lo largo del eje de movimiento "X", completando la deformación.
Esta forma específica permite, por lo tanto, acompañar la deformación del cordón anular "O", dividiendo el proceso en una serie de etapas sucesivas que reducen el riesgo de dañar el cordón anular "O", ya que la tensión mecánica a la que está sometido se aplica gradualmente y el empuje final se aplica solo después de preformar el cordón anular "O" mediante la corona circular exterior 22b.
Además, la corona circular interior 22a, la corona circular exterior 22b y su superficie de conexión pueden tener una forma especial para dar al perfil del cordón anular "O" una forma específica, una vez deformada, permitiendo así cumplir con cualquier requisito estético o funcional (por ejemplo, compatible con los componentes de ciertas máquinas con las que se va a utilizar el recipiente "C").
Al mismo tiempo, el rebaje anular 12 tiene una extensión lateral mayor que la de sólo el cordón anular "O", de manera que al menos en parte aloja también la corona circular exterior 22b del dispositivo de formación 22 cuando este último está movido a la posición de acoplamiento.
En particular, como se muestra en la figura 6B, cuando el dispositivo de formación 22 está en la posición de acoplamiento y la deformación del cordón anular "O" acaba de completarse, la corona circular exterior 22b está completamente alojada dentro del rebaje anular 12 y está posicionada a lo largo del exterior del cordón anular "O" deformado, mientras que la corona circular interior 22a todavía está superpuesta y en contacto con el cordón anular "O" en relación con el eje de movimiento "X".
Cabe señalar que durante la deformación del cordón anular "O", un borde libre del cordón anular "O" se pone en contacto con una pared inferior del rebaje anular 12 y gracias a la forma del cordón anular deformado "O ", en el que se desplaza el borde libre hacia la pared de base del recipiente "C", se forma un rebaje en el que se aloja íntegramente el cuerpo anular "A". Gracias a esta forma, además de retener el cuerpo anular "A", se pueden reducir los defectos asociados a la falta de liberación de la cápsula obtenida del recipiente "C" al final de la dispensación. De acuerdo con una posible realización, el dispositivo de formación 22 tiene una forma tubular dentro de la cual se inserta de forma deslizante el dispositivo de calentamiento 21, que a su vez tiene forma cilíndrica o, en cualquier caso, tiene forma para que coincida con la pared interior del dispositivo de formación 22.
Operativamente, el dispositivo de formación 22 puede deslizarse a lo largo del dispositivo de calentamiento 21 (es decir, los dos dispositivos 21, 22 son móviles entre sí), de tal manera que el dispositivo de formación 22 se puede mover desde la posición alejada a la posición de acoplamiento cuando el dispositivo de calentamiento 21 se mantiene en la posición de activación.
Por esta razón, es posible deformar el cordón anular "O" mientras aún se está realizando el calentamiento del cuerpo anular "A", con la ventaja adicional de que el contacto del dispositivo de calentamiento 21 con el reborde perimetral "P" elimina el riesgo de movimientos accidentales del recipiente "C" durante la deformación mecánica del cordón anular "O".
Por lo tanto, esta característica garantiza la producción de un producto con una alta calidad tanto estructuralmente como en términos de apariencia.
Para ello, de acuerdo con una primera posible realización, la unidad operativa 20 comprende un dispositivo de movimiento, no ilustrado, configurado para mover el dispositivo de calentamiento 21 y el dispositivo de formación 22 de manera solidaria entre la posición separada y la posición de activación, y sólo el dispositivo de formación 22 entre la posición alejada y la posición de acoplamiento cuando el dispositivo de calentamiento 21 está en la posición de activación.
En otras palabras, cuando el dispositivo de calentamiento 21 y el dispositivo de formación 22 están respectivamente en la posición separada y en la posición alejada de la unidad de soporte 10, el dispositivo de formación 22 se retrae y se separa más de la unidad de soporte 10 con respecto al dispositivo de calentamiento 21.
Por esta razón, en uso, el dispositivo de movimiento determina el movimiento mutuo entre la unidad de soporte 10 y el dispositivo de calentamiento 21 y el dispositivo de formación 22 simultáneamente, hasta que el dispositivo de calentamiento 21 está en contacto con el reborde perimetral "P" del recipiente "C".
En este punto, el avance adicional del dispositivo de calentamiento 21 es impedido por las dimensiones totales de la unidad de soporte 10 y el dispositivo de movimiento actúa únicamente sobre el dispositivo de formación 22, haciéndolo deslizar a lo largo del dispositivo de calentamiento 21, de tal manera que se mueve progresivamente hacia la unidad de soporte 10 hasta acoplar y deformar el cordón anular "O" del recipiente "C".
En este contexto, la unidad operativa 20 comprende además medios elásticos interpuestos entre el dispositivo de calentamiento 21 y el dispositivo de formación 22, que están configurados para mediar un movimiento hacia atrás/adelante entre estos últimos durante el movimiento del dispositivo de formación 22.
Más concretamente, una vez que el dispositivo de calentamiento 21 ha alcanzado la posición de activación, el movimiento gradual del dispositivo de formación 22 es absorbido por los medios elásticos, provocando una deformación correspondiente que se recupera posteriormente cuando el dispositivo de formación 22 vuelve a la posición alejada.
De esta forma, durante todo el procedimiento de deformación del cordón anular "O", la acción de empuje ejercida por los medios elásticos garantiza el correcto mantenimiento de la posición de activación del dispositivo de calentamiento 21.
De acuerdo con una realización diferente, el dispositivo de calentamiento 21 y el dispositivo de formación 22 pueden moverse independientemente entre sí mediante respectivos dispositivos de accionamiento, no ilustrados.
De acuerdo con este aspecto, la unidad operativa 20 comprende específicamente un primer dispositivo de accionamiento, configurado para mover el dispositivo de calentamiento 21 entre la posición separada y la posición de activación, y un segundo dispositivo de accionamiento configurado para mover el dispositivo de formación 22 entre la posición alejada y la posición de acoplamiento.
Más específicamente, el dispositivo de formación 22 está configurado para mantenerse en la posición de acoplamiento, cuando el dispositivo de calentamiento 21 se mueve desde la posición de activación a la posición separada, como se ilustra a modo de ejemplo en la figura 4.
En otras palabras, el segundo dispositivo de accionamiento funciona de manera que devuelve el dispositivo de formación 22 desde la posición acoplada a la posición alejada sólo después de que el primer dispositivo de accionamiento haya devuelto el dispositivo de calentamiento 21 a la posición separada.
De esta forma, es posible garantizar el correcto desprendimiento del dispositivo de calentamiento 21 del reborde perimetral "P", incluso si el calor transferido ha sido tal que ha provocado una fusión parcial de una laca termosellada que generalmente recubre una superficie exterior de las cápsulas de aluminio, provocando la consiguiente adhesión con el dispositivo de calentamiento 21, ya que durante su desplazamiento desde la posición de activación a la posición de separación el recipiente "C" queda retenido en su posición de acoplamiento con el dispositivo de soporte 10 gracias a la acción del dispositivo de formación 22, que todavía está acoplando el cordón perimetral. En cuanto a la laca termosellada, también puede personalizar el aluminio si se colorea y puede facilitar la adherencia del adhesivo al aluminio del cuerpo. De hecho, la laca se puede unir, por ejemplo, al polietileno, o al ácido poliláctico, cuando al menos estos últimos se calientan (opcionalmente, la laca también se puede calentar), para permitir que el cuerpo anular "A" se una a la laca de termosellado del aluminio.
Preferentemente, la laca se selecciona de forma que sea compatible con la capa de unión, es decir, con el adhesivo, garantizando así un sellado permanente o una adherencia adecuada para no despegar el cuerpo anular "A" del reborde perimetral "P" incluso durante la dispensación.
De acuerdo con una posible alternativa de realización, ilustrada en la figura 10, el dispositivo de formación 22 no está acoplado al dispositivo de calentamiento 21 en la unidad operativa 20, sino que está ubicado aguas arriba o aguas abajo de esta última a lo largo de una trayectoria para procesar el recipiente "C".
En otras palabras, el aparato comprende un dispositivo de calentamiento 121, una versión del cual se muestra en la figura 11, y un dispositivo de formación 42, que definen respectivas estaciones de procesamiento independientes ubicadas en sucesión a lo largo de la trayectoria para procesar el recipiente "C".
El dispositivo de calentamiento 121 puede moverse a lo largo de un eje de movimiento "Y".
En este contexto, el dispositivo de formación 42 se puede mover a lo largo de un respectivo eje de movimiento "W", que es preferiblemente paralelo al eje de movimiento "Y", entre la posición alejada mencionada anteriormente y la posición de acoplamiento en la que el dispositivo de formación 42 se acopla con y deforma el cordón anular "O", empujándolo hacia el rebaje anular 12.
Cabe señalar que el dispositivo de formación 42 está configurado para reemplazar sustancialmente tanto la estructura como las funciones previstas para el dispositivo de formación 22 en la realización descrita anteriormente.
En consecuencia, la unidad de soporte 10 es móvil a lo largo de la trayectoria de procesamiento que enfrenta tanto la estación definida por el dispositivo de calentamiento 121 como la estación definida por el dispositivo de formación 42, de tal manera que les permita operar en el recipiente "C".
Preferiblemente, el aparato 100 comprende además un dispositivo de tope 41 colocado coaxialmente dentro del dispositivo de formación 42.
El aparato 100 comprende una unidad de procesamiento 40 que comprende el dispositivo de tope 41 y el dispositivo de formación 42.
En otras palabras, el dispositivo de tope 41 está alojado en el dispositivo de formación 42, es decir, el dispositivo de formación 42 está instalado en el dispositivo de tope 41, de la misma manera que en la realización mencionada anteriormente se instaló el dispositivo de formación 22 en el dispositivo de calentamiento 21.
Más en detalle, el dispositivo de tope 41 es deslizable a lo largo del eje de movimiento W para entrar en contacto con el reborde perimetral "P" al menos durante la deformación del cordón anular "O", como ya se ilustra con más detalle en las figuras 6A y 6B con referencia al dispositivo de calentamiento 21 y el dispositivo de formación 22, entre la posición separada y la posición de activación mencionadas anteriormente.
Cabe señalar que en la realización aquí descrita en detalle el dispositivo de tope 41 está acoplado de manera que reemplaza sustancialmente tanto la estructura como las funciones previstas para el dispositivo de calentamiento 21 en la realización descrita anteriormente, es decir, el uno en el que el dispositivo de calentamiento 21 estaba alojado en el dispositivo de formación 22, es decir, el dispositivo de formación 22 estaba instalado en el dispositivo de calentamiento 21.
Cabe señalar en la figura 10 que tanto el dispositivo de tope 41 como el dispositivo de formación 42 están en las posiciones separadas y lejanas mencionadas anteriormente y el cordón anular "O" aún no se ha deformado.
Por esta razón, cualquier consideración presentada anteriormente específicamente con respecto al movimiento relativo entre el dispositivo de calentamiento 21 y el dispositivo de formación 22 y los medios que permiten este movimiento son, en este contexto, también replicados y aplicados al dispositivo de formación 42 y al dispositivo de tope 41.
Operativamente, el dispositivo de tope 41 en particular permite que el recipiente "C" se mantenga correctamente en posición durante la deformación del cordón anular "O". Además, el dispositivo de tope 41 puede comprender una porción de acoplamiento termoajustable (no ilustrada) diseñada para acoplarse con el reborde perimetral "P" para ajustar la temperatura al menos durante la deformación del cordón anular "O".
Esta característica permite que el dispositivo de tope 41 ajuste con precisión la temperatura del reborde perimetral "P", lo que permite ayudar a la deformación del cordón anular "O" para hacerlo más maleable cuando se encuentra aguas arriba de la estación de calentamiento 121 o para estabilizar el cuerpo anular "A" enfriándolo cuando se encuentra aguas abajo del dispositivo de calentamiento 121.
Por lo tanto, es válido, como se ha dicho anteriormente, que el dispositivo de tope 41 tenga forma cilíndrica y que el dispositivo de formación 42 tenga una forma tubular que aloja el dispositivo de tope 41.
De hecho, el dispositivo de formación 42 puede deslizarse a lo largo del dispositivo de tope 41 de tal manera que dicho dispositivo de formación 42 puede moverse desde la posición alejada hasta la posición de acoplamiento cuando el dispositivo de tope 41 se mantiene en la posición de activación.
En lo que se refiere, por otra parte, al movimiento relativo entre el dispositivo de tope 41 y el dispositivo de formación 42, análogamente al anterior, puede existir un dispositivo de desplazamiento, similar al dispositivo de movimiento descrito anteriormente, configurado para mover el dispositivo de tope 41 y el dispositivo de formación 42 de manera mutuamente integral entre la posición separada y la posición de activación, y el dispositivo de formación 42 entre la posición separada y la posición de acoplamiento cuando el dispositivo de tope 41 está en la posición de activación, y los medios elásticos interpuestos entre el dispositivo de tope 41 y el dispositivo de formación 42 configurado para mediar un movimiento hacia atrás/adelante entre el dispositivo de tope 41 y el dispositivo de formación 42 durante el movimiento del dispositivo de formación 42.
Cabe señalar que el dispositivo de formación 42 está configurado para mantenerse en la posición de acoplamiento, cuando el dispositivo de tope 41 se mueve desde la posición de activación a la posición separada.
Alternativamente, la unidad de procesamiento 40 puede comprender un primer dispositivo de accionamiento, similar al primer dispositivo de accionamiento descrito anteriormente, configurado para mover el dispositivo de tope 41 entre la posición separada y la posición de activación y un segundo dispositivo de accionamiento, similar al segundo dispositivo de accionamiento descrito anteriormente, configurado para mover el dispositivo de formación 42 entre la posición alejada y la posición de acoplamiento, siendo el primer dispositivo de accionamiento y el segundo dispositivo de accionamiento independientes entre sí.
En cuanto al dispositivo de calentamiento 121, puede tener forma cilíndrica y puede comprender al menos un elemento de calentamiento, tal como, por ejemplo, al menos una resistencia eléctrica o al menos un dispositivo de ultrasonidos, aplicado en una porción perimetral de una superficie base del dispositivo de calentamiento 121 configurado para entrar en contacto directo, o no, con el reborde perimetral "P" cuando el dispositivo está en posición de activación.
Lo anterior se aplica a la estructura y a la función del dispositivo de calentamiento 121, que tiene tanto la estructura como las funciones previstas para el dispositivo de calentamiento 21 en la realización descrita anteriormente, es decir, aquella en la que el dispositivo de calentamiento 21 estaba alojado en el dispositivo de formación 22, y era móvil entre la posición separada y la posición de activación mencionadas anteriormente.
Sin embargo, ventajosamente, cuando el dispositivo de calentamiento 121 se coloca aguas abajo de la unidad de formación 42, como se muestra en la figura 11, en la que el cordón anular "O" ya se ha doblado en el rebaje anular 12, el dispositivo de calentamiento 121 puede diferir del dispositivo de calentamiento 21, ya que puede tener al menos un elemento de calentamiento que se extiende a lo largo de una corona circular de dimensiones mayores que el reborde perimetral "P".
De esta forma, el dispositivo de calentamiento 121 puede acoplarse con todo el reborde perimetral "P" cuando el dispositivo de calentamiento 121 está en posición de activación y esto permite aumentar la superficie de la corona circular configurada para contactar y calentar el cuerpo anular "A" a través del reborde perimetral "P".
Al aumentar la superficie de contacto, el dispositivo de calentamiento 121 puede aumentar la transmisión de calor por unidad de tiempo, lo que garantiza una eficiencia de transmisión de calor mejorada y permite un tiempo de contacto más pequeño, en beneficio de un tiempo de ciclo más corto del aparato y, por lo tanto, un eficiencia de producción que se puede aumentar. Además, el dispositivo de calentamiento 121 se puede mantener a una temperatura óptima T121 para evitar daños en las capas de revestimiento del reborde perimetral "P".
Además, si el dispositivo de tope 41 se ajusta térmicamente a una temperatura T41 respectiva de entre 60 y 120°, el dispositivo de calentamiento 121 puede tener una porción activa a una temperatura T121 respectiva de entre 210° y 350°.
En este caso, el tiempo de calentamiento a la temperatura T121 es de 100 ms a 350 ms.
De hecho, el calor que recibe el cuerpo anular "A" del dispositivo de tope 41 se mantiene gracias a la inercia térmica del cuerpo anular "A" durante el movimiento del dispositivo de soporte 10 que transfiere el recipiente "C" desde la estación de formación a la estación de calentamiento. Por esta razón, el dispositivo de calentamiento 121 puede calentar rápidamente el cuerpo anular "A", ya que recibe este último cuando ya está caliente, a una temperatura que es justo inferior a la temperatura T41 del dispositivo de tope 41.
Opcionalmente, el dispositivo de calentamiento 121 puede duplicarse, es decir, puede haber un dispositivo de calentamiento adicional, igual al descrito anteriormente, en una estación de procesamiento independiente respectiva, también ubicada a lo largo de la trayectoria de procesamiento del recipiente "C", aguas abajo del dispositivo de calentamiento 121. El dispositivo de calentamiento adicional también está orientado hacia la trayectoria de procesamiento y también puede tener al menos un elemento de calentamiento que se extiende a lo largo de una corona circular con dimensiones mayores que el reborde perimetral "P".
El dispositivo de calentamiento adicional, no ilustrado, puede estabilizar ventajosamente el calentamiento del cuerpo anular "A" a una temperatura de funcionamiento adicional T121' que también puede ser igual o diferente a la temperatura de funcionamiento T121 del dispositivo de calentamiento 121, ya que el dispositivo de calentamiento recibe el cuerpo anular "A" a una temperatura ligeramente inferior a la temperatura T121 del dispositivo de calentamiento 121.
De hecho, como se mencionó anteriormente, el calor que recibe el cuerpo anular "A" del dispositivo de calentamiento 121 se mantiene durante el movimiento del recipiente "C" desde el dispositivo de calentamiento 121 al otro dispositivo de calentamiento mediante el dispositivo de soporte 10.
Cabe señalar que, en presencia del dispositivo de calentamiento adicional, el dispositivo de tope 41 también puede estar sin regulación de temperatura, es decir, puede funcionar a temperatura ambiente.
El dispositivo de calentamiento adicional puede tener una porción activa a una temperatura T121' respectiva de entre 210° y 300°.
En este caso, el tiempo de calentamiento a la temperatura T121' mediante el dispositivo de calentamiento adicional puede ser de 100 ms a 350 ms.
Por ejemplo, el tiempo de calentamiento a la temperatura T121 puede ser igual a 300 ms, mientras que el tiempo de calentamiento a la temperatura T121' por el dispositivo de calentamiento adicional puede ser igual a 150 ms, dado que el cuerpo anular "A" ya ha sido calentado por el dispositivo de calentamiento 121.
Si por el contrario, el dispositivo de calentamiento 121 está aguas arriba de la unidad de procesamiento 40, se diferencia del mostrado en la figura 11 en cuanto al diámetro, el cual debe tener un elemento de calentamiento que se extienda a lo largo de una corona circular de las mismas dimensiones que el reborde perimetral "P", debiendo evitar la deformación del cordón anular "O".
En este caso, el dispositivo de calentamiento ubicado aguas arriba del dispositivo de formación puede tener la forma del dispositivo de calentamiento 21 descrito en asociación con la unidad operativa 20, y cada consideración presentada anteriormente específicamente en relación con la forma y el movimiento relativo entre el dispositivo de calentamiento 21 y la unidad de soporte 10 se replican en este contexto y se aplican también al dispositivo de calentamiento ubicado en una estación de procesamiento independiente del dispositivo de formación 42 y aguas arriba de este último.
En términos generales, es decir, independientemente de la realización específica, según la cual se fabrican el dispositivo de calentamiento 21 o 121, y el dispositivo de formación 22 o 42, y el dispositivo de tope 41, el aparato 100 puede comprender además una unidad de expulsión 30 asociada o asociable a la unidad de soporte 10, de manera que quede posicionada por debajo de la misma, es decir, frente a la zona de aplicación del cuerpo anular "A".
Más específicamente, de acuerdo con una primera posible realización, la unidad de expulsión 30 está acoplada de manera estable a la unidad de soporte 10 y se mueve integralmente con ella a lo largo de la trayectoria de procesamiento y luego entra en acción solo al final de las operaciones de calentamiento y formación, es decir, para digamos, cuando los dos están situados aguas abajo tanto de la posición del dispositivo de calentamiento 21 como de la posición en la que se encuentra el dispositivo de formación 22.
Alternativamente, la unidad de expulsión 30 puede estar ubicada en una posición fija situada a lo largo de la trayectoria de procesamiento aguas abajo tanto de la posición del dispositivo de calentamiento 21 como de la posición del dispositivo de formación 22.
En esta situación, la unidad de expulsión 30 entra en acción sólo cuando la unidad de soporte 10, que se desliza a lo largo de la trayectoria de procesamiento, se encuentra, en particular superpuesta, con esta unidad de expulsión 30 y define un dispositivo de expulsión del recipiente "C" desde un asiento en el que se inserta.
En detalle, la unidad de expulsión 30 comprende o es conectable a una fuente de presión neumática configurada para generar un flujo de aire comprimido "S" adecuado para expulsar el recipiente "C" de la unidad de soporte 10.
Por esta razón, la extracción del recipiente "C" de la unidad de soporte 10 al final de la aplicación del cuerpo anular "A" se realiza dirigiendo contra el recipiente "C" un flujo de aire comprimido "S" que golpea desde abajo hasta levantarlo, como se muestra en la figura 9, y expulsarlo por encima de la unidad de soporte 10.
Estructuralmente, la unidad de expulsión 30 comprende un cuerpo en forma de copa 31 móvil a lo largo del eje de movimiento "X" entre una posición separada, mostrada en la figura 7, y una posición sellada, mostrada, por ejemplo, en las figuras 8 y 9, en la cual el cuerpo en forma de copa 31 se acopla con una superficie inferior de la unidad de soporte 10 que coincide preferiblemente con una superficie inferior de la porción anular 11, formando con esta un acoplamiento estanco a los fluidos.
Más específicamente, el cuerpo en forma de copa 31 puede comprender una junta anular 32 colocada en un borde superior relativo diseñado para interponerse en la posición de sellado entre el cuerpo en forma de copa 31 y la porción anular 11, formando de esta manera el acoplamiento estanco a los fluidos mencionado anteriormente.
Esto evita la costosa e ineficaz dispersión del flujo de aire comprimido "S" que se dirige correcta y completamente hacia el recipiente "C".
Ventajosamente, la invención consigue los objetivos preestablecidos, superando los inconvenientes del estado de la técnica al proporcionar al usuario un aparato 100 para aplicar un cuerpo anular "A" al reborde perimetral "P" de un recipiente "C", que es estructuralmente simple y capaz para calentar el cuerpo anular "A" sin dañarlo.
La invención también se refiere a un método para aplicar un cuerpo anular "A", preferiblemente a base de celulosa, a un reborde perimetral "P" de un recipiente "C", preferiblemente en un proceso de producción para fabricar una cápsula para bebidas.
Más específicamente, el método descrito aquí se puede realizar, en particular, utilizando un aparato 100 que tenga una o más de las características técnicas descritas anteriormente.
El método se realiza preparando una unidad de soporte 10 que tiene un asiento pasante y una porción de borde anular 11 que rodea el asiento.
El cuerpo anular "A" y también el reborde perimetral "P" del recipiente "C" se apoyan sobre la porción anular 11, de tal manera que el cuerpo anular "A" se interpone entre la porción anular 11 y el reborde perimetral "P".
En otras palabras, primero se apoya el cuerpo anular "A" sobre la porción anular 11 y solo entonces se inserta el recipiente "C" en el asiento, posicionando su reborde perimetral "P" por encima del cuerpo anular "A" y en contacto directo con este.
A continuación, se aplica calor al reborde perimetral "P" de tal manera que calienta el cuerpo anular "A" a través del reborde perimetral "P".
Es decir, según este método, el calor no se aplica directamente al cuerpo anular "A", sino a un elemento adicional, concretamente al reborde perimetral "P", que realiza la función de elemento intermedio y cede el calor recibido al cuerpo anular "A", impidiendo así que se le aplique calor directamente.
De esta forma, el cuerpo anular "A" no interactúa directamente con la fuente de calor (es decir, el dispositivo de calentamiento 21 o 121, si el procedimiento se realiza utilizando un aparato de acuerdo con la invención) y no corre el riesgo de dañarse o deteriorarse en términos de sus propiedades químicas/físicas.
Más detalladamente, la aplicación de calor al reborde perimetral "P" se realiza poniendo un dispositivo de calentamiento 21, o 121, en contacto con el reborde perimetral "P".
El dispositivo de calentamiento 21, o 121, se activa entonces de forma que genere calor que se transfiere al cuerpo anular "A" por medio del reborde perimetral "P".
El método puede comprender además una etapa de deformación en la que se deforma un cordón anular "O" del reborde perimetral "P" empujándolo hacia un rebaje anular 12 de la unidad de soporte 10 colocada fuera de la porción anular 11.
Además, la etapa de aplicar calor al reborde perimetral "P" y la etapa de deformar el cordón anular "O" se pueden realizar en una sola estación de operación o en respectivas estaciones de procesamiento independientes ubicadas en sucesión a lo largo de una trayectoria de procesamiento del recipiente "C".
Más concretamente, la deformación del cordón anular "O" puede comenzar después del inicio de la etapa de aplicación de calor al reborde perimetral "P".
La etapa de deformación del cordón anular "O" también puede concluir antes de finalizar la etapa de aplicación de calor al reborde perimetral "P".
Por ejemplo, la etapa de deformación podría realizarse en una estación ubicada aguas arriba de la estación donde se realiza la etapa de aplicación de calor. De acuerdo con otro aspecto de la invención, la etapa de deformación del cordón anular "O" concluye, por otra parte, tras finalizar la etapa de aplicación de calor al reborde perimetral "P".
Por ejemplo, el proceso de calentamiento podría realizarse en una estación ubicada aguas arriba de la estación donde se realiza el procedimiento de deformación. El método también puede comprender una etapa de expulsión o, en general, desacoplamiento del recipiente "C" de la unidad de soporte 10, que se realiza al final del procedimiento de aplicación de calor.
En particular, la expulsión puede realizarse generando un flujo de aire comprimido "S" que se aplica al recipiente "C" en una cara de la unidad de soporte 10 opuesta a aquella en cuya porción anular 11 se ubica el cuerpo anular "A" y los rebordes perimetrales "P" están apoyados.
Ventajosamente, la invención consigue los objetivos preestablecidos superando los inconvenientes del estado de la técnica al proporcionar al usuario un método para aplicar un cuerpo anular "A" al reborde perimetral "P" de un recipiente que es particularmente simple y eficaz, que evita daños y deterioro del cuerpo anular "A" durante su aplicación y garantiza una sujeción reforzada del cuerpo anular "A" al reborde perimetral "P" por calentamiento del cuerpo anular "A" y la deformación mecánica del cordón anular "O" .

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato para aplicar un cuerpo anular (A) a base de celulosa a un reborde perimetral (P) de un recipiente (C), que comprende:
- una unidad de soporte (10) que tiene un asiento, configurado para recibir un cuerpo de dicho recipiente (C) por inserción en el mismo, y una porción de borde anular (11) que rodea dicho asiento y es adecuada para recibir y soportar el cuerpo anular (A) y dicho reborde perimetral (P) de tal manera que el cuerpo anular (A) se interponga en uso entre la porción de borde anular (11) y el reborde perimetral (P);
- un dispositivo de calentamiento (21; 121), siendo dicha unidad de soporte (10) y dicho dispositivo de calentamiento (21; 121) móviles recíprocamente a lo largo de un eje de movimiento (X; W) entre una posición separada en la que el dispositivo de calentamiento (21; 121) está inactivo y una posición de activación en la que el dispositivo de calentamiento (21; 121) está activo y se coloca en contacto con el reborde perimetral (P), de tal manera que calienta el cuerpo anular (A) a través de dicho reborde perimetral (P); en el que
- la unidad de soporte (10) comprende un rebaje anular (12), que rodea la porción anular (11), diseñado para alojar al menos parcialmente un cordón anular (O) del reborde perimetral (P); comprendiendo el aparato
- un dispositivo de formación (22; 42), que se puede mover a lo largo de un respectivo eje de movimiento (X; Y) entre una posición alejada y una posición de acoplamiento en la que dicho dispositivo de formación (22; 42) se acopla con el cordón anular (O), caracterizado por que el dispositivo de formación (22; 42) en la posición de acoplamiento deforma el cordón anular (O) empujando dicho cordón anular (O) dentro del rebaje anular (12).
2. El aparato según la reivindicación 1, en el que el cuerpo anular (A) comprende una estructura en capas que comprende una capa de material adhesivo termoactivable y una capa a base de celulosa, estando configurado dicho dispositivo de calentamiento (21) para activar el material adhesivo a través del reborde perimetral (P) para fijar el anillo al reborde perimetral (P).
3. El aparato según la reivindicación 1 o 2, en el que el dispositivo de calentamiento (21) tiene una forma cilíndrica y comprende al menos un elemento de calentamiento, preferiblemente al menos una resistencia eléctrica o al menos un dispositivo de ultrasonidos, aplicado en una porción perimetral de una superficie de base del dispositivo de calentamiento (21), estando configurada dicha superficie de base para acoplarse con el reborde perimetral (P) en la porción anular (11) cuando el dispositivo de calentamiento (21) está en la posición de activación.
4. El aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el aparato comprende una unidad operativa (20) que comprende el dispositivo de calentamiento (21) y el dispositivo de formación (22), en el que el dispositivo de calentamiento (21) está alojado en el dispositivo de formación (22), siendo móvil el dispositivo de formación (22) a lo largo del mismo eje de movimiento (X) a lo largo del cual es móvil el dispositivo de calentamiento (21) y, opcionalmente, en el que el dispositivo de calentamiento (21) tiene forma cilíndrica y el dispositivo de formación (22) tiene forma tubular y aloja internamente dicho dispositivo de calentamiento (21).
5. El aparato según la reivindicación 4, en el que el dispositivo de formación (22) puede deslizarse a lo largo del dispositivo de calentamiento (21) de tal manera que dicho dispositivo de formación (22) se puede mover desde la posición alejada hasta la posición de acoplamiento cuando el dispositivo de calentamiento ( 21) se mantiene en la posición de activación.
6. El aparato según la reivindicación 4 o 5, en el que la unidad operativa (20) comprende:
- un dispositivo de movimiento configurado para mover de manera mutuamente integral el dispositivo de calentamiento (21) y el dispositivo de formación (22) entre la posición separada y la posición de activación, y el dispositivo de formación (22) entre la posición alejada y la posición de acoplamiento cuando el dispositivo de calentamiento (21) está en la posición de activación;
- medios elásticos interpuestos entre el dispositivo de calentamiento (21) y el dispositivo de formación (22) configurados para mediar un movimiento hacia atrás/adelante entre el dispositivo de calentamiento (21) y el dispositivo de formación (22) durante el movimiento del dispositivo de formación (22) y, opcionalmente, en el que el dispositivo de formación (22) está configurado para mantenerse en la posición de acoplamiento, cuando el dispositivo de calentamiento (21) se mueve desde la posición de activación a la posición de separación; o en el que la unidad operativa (20) comprende:
- un primer dispositivo de accionamiento configurado para mover el dispositivo de calentamiento (21) entre la posición separada y la posición de activación;
- un segundo dispositivo de accionamiento configurado para mover el dispositivo de formación (22) entre la posición alejada y la posición de acoplamiento;
siendo dicho primer dispositivo de accionamiento y el segundo dispositivo de accionamiento independientes entre sí.
7. El aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el dispositivo de formación (42) se coloca aguas arriba o aguas abajo del dispositivo de calentamiento (121), y se puede mover a lo largo de un respectivo eje de movimiento (W) paralelo al eje de movimiento (Y) del dispositivo de calentamiento (121), y opcionalmente en el que la unidad de soporte (10) se puede mover a lo largo de una trayectoria de procesamiento frente al dispositivo de calentamiento (121) y el dispositivo de formación (42).
8. El aparato según la reivindicación 7, en el que el aparato comprende una unidad de procesamiento (40) que comprende un dispositivo de tope (41) colocado coaxialmente dentro del dispositivo de formación (42) y deslizable a lo largo de dicho dispositivo de formación (42) entre una posición separada respectiva y una posición de activación respectiva para acoplar dicho reborde perimetral (P) al menos durante la deformación del cordón anular (O); y opcionalmente en el que el dispositivo de tope (41) comprende una porción de acoplamiento termoajustable diseñada para acoplarse con el reborde perimetral (P) para ajustar la temperatura de dicho reborde perimetral (P) al menos durante la deformación del cordón anular (O).
9. El aparato según la reivindicación 8, en el que el dispositivo de tope (41) tiene forma cilíndrica y el dispositivo de formación (42) tiene forma tubular que aloja dicho dispositivo de tope (41) en su interior.
10. El aparato según la reivindicación 8 o 9, en el que el dispositivo de formación (42) puede deslizarse a lo largo del dispositivo de tope (41) de tal manera que dicho dispositivo de formación (42) se puede mover desde la posición alejada hasta la posición de acoplamiento cuando el dispositivo de tope (41) se mantiene en la posición de activación.
11. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que la unidad de procesamiento (40) comprende:
- un dispositivo de desplazamiento configurado para mover de manera mutuamente integral el dispositivo de tope (41) y el dispositivo de formación (42) entre la posición separada y la posición de activación, y el dispositivo de formación (42) entre la posición alejada y la posición de acoplamiento cuando el dispositivo de tope (41) está en la posición de activación;
- medios elásticos interpuestos entre el dispositivo de tope (41) y el dispositivo de formación (42) configurados para mediar un movimiento hacia atrás/adelante entre el dispositivo de tope (41) y el dispositivo de formación (42) durante el movimiento del dispositivo de formación (42) y, opcionalmente, en el que el dispositivo de formación (42) está configurado para mantenerse en la posición de acoplamiento, cuando el dispositivo de tope (41) se mueve desde la posición de activación a la posición de separación; o en el que la unidad de procesamiento (40) comprende:
- un primer dispositivo de accionamiento configurado para mover el dispositivo de tope (41) entre la posición separada y la posición de activación;
- un segundo dispositivo de accionamiento configurado para mover el dispositivo de formación (42) entre la posición alejada y la posición de acoplamiento;
siendo dichos primer dispositivo de accionamiento y segundo dispositivo de accionamiento independientes entre sí.
12. El aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, en el que el dispositivo de calentamiento (121) está colocado aguas abajo del dispositivo de formación (42) a lo largo de la trayectoria de procesamiento y tiene al menos un elemento de calentamiento que se extiende a lo largo de una corona circular con dimensiones mayores que el reborde perimetral ("P").
13. El aparato según la reivindicación 12, y que comprende un dispositivo de calentamiento adicional, colocado aguas abajo del dispositivo de calentamiento (121), estando la trayectoria de procesamiento enfrentada además al dispositivo de calentamiento adicional; teniendo el dispositivo de calentamiento adicional al menos un elemento de calentamiento que se extiende a lo largo de una corona circular con dimensiones mayores que el reborde perimetral (P).
14. Un método para aplicar un cuerpo anular (A) a base de celulosa a un reborde perimetral (P) de un recipiente (C), que comprende las siguientes etapas:
- preparar una unidad de soporte (10) que tiene un asiento pasante y una porción de borde anular (11) que rodea dicho asiento;
- posicionar el cuerpo anular (A) y dicho reborde perimetral (P) apoyado sobre la porción de borde de soporte anular (11) de tal manera que el cuerpo anular (A) a base de celulosa quede interpuesto entre la porción de borde anular (11) y el reborde perimetral (P);
- aplicar calor al reborde perimetral (P) de forma que se caliente el cuerpo anular (A) a base de celulosa a través de dicho reborde perimetral (P); caracterizado por que la etapa de aplicar calor al reborde perimetral (P) se realiza mediante las siguientes subetapas:
- poner en contacto un dispositivo de calentamiento (21; 121) con el reborde perimetral (P);
- activar el dispositivo de calentamiento (21; 121) de manera que caliente el cuerpo anular (A) a través de dicho reborde perimetral (P) y en el que el método comprende, además
- deformar un cordón anular (O) del reborde perimetral (P), realizándose dicha etapa de deformación empujando el cordón anular (O) dentro de un rebaje anular (12) de la unidad de soporte (10) posicionada fuera de la porción anular (11).
15. El método según la reivindicación 14, en el que la etapa de deformar el cordón anular (O) comienza después de la etapa de aplicar calor al reborde perimetral (P).
16. El método según la reivindicación 14 o 15, en el que la etapa de deformar el cordón anular (O) concluye antes del final de la etapa de aplicar calor al reborde perimetral (P) o en el que la etapa de deformar el cordón anular (O) se concluye después del final de la etapa de aplicar calor al reborde perimetral (P).
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