WO2008000849A1 - Maquina para el conformado, llenado y cierre de envases de polimero expandido - Google Patents

Maquina para el conformado, llenado y cierre de envases de polimero expandido Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a machine for forming, filling and closing containers obtained from a web of an expanded polymer, such as expanded polystyrene.
  • the machine of the invention is designed to continuously obtain containers formed from an expanded polystyrene band or the like, preferably obtained from a coil, the filling of the containers with the product to which they are intended, their hermetic sealing and finally the supply of closed individual containers for sale.
  • the machine of the invention may also include means for carrying out certain prints on the film or closure sheet of the package, such as the packaging date, expiration date, etc.
  • the machine of the invention comprises a lower rewinder for the coil that supplies the expanded polymer band, a preheating station of this band, a thermoforming station of the packages, a packaging zone, a superior unwinder that supplies the film for the closure of the containers, a container closure station and a final cutting station.
  • the machine also includes a system for dragging the sheet that runs along the different stations, from the entrance to the preheating station to the exit of the cutting station. Between the thermoforming stations and the position in which the upper unwinder and the container closing station is located, there is a space corresponding to the loading area, an operation that can be carried out manually or automatically. Background of the invention
  • the packaging of products of different nature in expanded polystyrene containers or similar is every day more frequent, especially for perishable products, due to the conservation conditions that can offer this type of packaging.
  • the containers are obtained, generally in the form of trays, by forming facilities, and are supplied to the packer, who will carry out the filling and closing operation of the container.
  • This system involves a series of drawbacks, such as the need for transport and storage of containers by the packer, having to adapt to beverage containers offered by the packaging manufacturer, the possibility of contamination of the packaging from its manufacture to its filling and closing, etc.
  • the machine is composed of a set of bobbin holder shafts and an unwound unit of the expanded polymer band, a preheating unit of the band, a molding unit in which the packages are formed, a closing and sealing unit of the packaging, printing units, a longitudinal cutting unit and a cross cutting unit.
  • the machine is completed with a dragging system of the sheet, which stops the advance of said sheet while the different operations are carried out in the different stations and causes the advance of the same, once these operations are finished.
  • This machine although it provides for the manufacture of containers, filling and closing them, all of this continuously, presents certain problems, mainly in the constitution and operation of the preheating station, thermoforming station and container closing station.
  • the preheating station does not allow adequate regulation of the preheating temperature, in function of the speed or frequency of movement of the band along the different stations.
  • thermoforming station presents risks of unwanted deformations in the container wall.
  • sealing station the way in which this operation is carried out, prior to creation within the container of an inert atmosphere, which ensures the conservation of the contained product is not foreseen.
  • the present invention aims to eliminate the exposed problems, by means of a machine of the type indicated, with a simpler constitution, which allows safer operation.
  • the preheating station is constituted so as to allow adequate temperature regulation, both through the number of radiating elements and by the variation in the distance of said elements of the band to be formed.
  • thermoforming station ensures a perfect adaptation of the band to the mold and counter mold surfaces that become part of this station, so that the risk of unwanted malformations occurs.
  • the storage conditions of the product are ensured by creating an inert atmosphere inside the package, an operation that is carried out easily in the sealing station.
  • a further advantage of the machine of the invention is that the total cutting of the sheet, to prepare the already closed containers, is carried out in a single station and cutting operation.
  • the machine of the invention is of the type comprising a lower unwinder for an expanded polymer web coil, a web preheating station, a packaging thermoforming station, an upper unwinder for a coil of a closing film of the shaped containers, a closing station of the containers, a cutting station and a drag system that moves the polymer band through the different stations, keeping the band stopped while it is being carried out in each station the corresponding operation, causing the band to move, advancing consecutively through the different stations, each time said operations end.
  • the different driving elements both of the drive chain and of the driving of the mobile organs of the different stations and unwinders, will be coordinated by means of the corresponding control program, all in a manner known per se.
  • the preheating station is constituted by two horizontal, vertically coincident drawers, located one above the drag system and the other below, both mounted on a structure with the ability to move vertically on it by means of cylinders of drive, for its approach or separation.
  • These drawers are carriers, for their facing surfaces of heating means.
  • the heating means will preferably consist of infrared resistors arranged on reflective surfaces.
  • a centering plate of the polymer sheet is arranged preheated, on which the band from the lower unwinder is deposited and conducts it to the drive system.
  • the plateau has on its longitudinal edges movable, transversely movable stops, on which the longitudinal edges of the band rest, for longitudinal centering.
  • thermoforming station is composed of a lower mold and an upper counter mold facing each other, mounted on vertically movable platforms. Both the mold and the counter mold have through holes between the outer and inner surface thereof. Through these holes the mold and counter mold are connected to a vacuum source that causes, during the forming operation, the vacuum between the band to be formed and the mold and counter mold surfaces. This ensures a perfect coupling and adhesion of the band to the surfaces of the mold and against mold, avoiding the risks of malformations.
  • the container is obtained, generally in the form of a bottom tray. Following this station there is a loading or packaging area, for the disposal of the product in the trays or containers, an operation that can be carried out manually or automatically.
  • the container closing station a station comprising a lower mold, coinciding in its shape with that of the formed containers, and an upper welding plate, the mold and plate being vertically movable by means of cylinders of drive
  • This station has means to carry out the vacuum inside the containers and to fill them with a controlled inert gas, which ensures the preservation of the contained product.
  • the machine comprises the cutting station, which is composed of a series of lower frames, the number and position coinciding with the containers that reach this station each time and with the same contour as those containers, frames that are located immediately below the drag system.
  • the station also includes an upper contour blade coinciding with the final contour of each container, which blade is located above the drag system and moves vertically by means of a drive cylinder.
  • the cutting station is completed with two or more suction cups intended to support the containers.
  • the suction cups are placed in an inverted position above the containers and suspended from stems that cross vertically the contour defined by each blade.
  • the cutting station includes a conveyor belt, responsible for receiving the containers, already separated from the belt.
  • the suction cups can move vertically between an upper position, located above the containers, to a lower position, where they are supported, transported vertically and deposit the containers on the conveyor belt.
  • the upper unwinder includes a passage or advancement detector of the film and a braking device of said film, which is activatable by the passage detector and ensures the correct positioning of the film on the containers formed to close.
  • the means for effecting the vacuum of the containers and filling of a controlled inert gas in the container closing station comprise a bell that covers the upper welding plate and can move vertically between an inoperative upper position, in which it is separated from the mold, and a lower position in which it rests against the mold and closes tightly against it, when said mold is in its upper position.
  • the bell is connectable to a vacuum source and a source of supply of a controlled inert gas, allowing the container to successively undergo these two situations, in the first of which the extraction of all the contaminated air contained in the container is carried out, subsequently proceeding to the controlled gas injection, following which the upper welding plate will defend, pressing at high temperature between said plate and the mold the portions of the band that surrounds the hollow of the container and the upper closing film, until the sealing of Both components
  • Figure 1 is a schematic side elevation of a machine constituted according to the invention.
  • Figure 2 is a perspective of the lower unwinder, for the expanded polymer web coil.
  • Figure 3 is a perspective of the centering plateau of the polymer band.
  • Figure 4 is a perspective of the band preheating station.
  • Figure 5 is a vertical section of the packaging thermoforming station.
  • Figure 6 is a schematic side elevation of the upper unwinder of the film reel for closing packages.
  • Figure 7 is a perspective of the axis of the upper unwinder.
  • Figure 8 is a schematic cross-section of the axis of the upper unwinder, taken along the line VIII-VIII of Figure 7.
  • Figure 9 is a longitudinal vertical section of the container closing station.
  • Figure 10 shows in perspective a portion of the band, at the exit of the closure station of the containers of Figure 9, with the containers formed and closed.
  • Figure 11 is a vertical cross section of the cutting station.
  • Figure 12 is a schematic of the expanded polymer web drag system.
  • Figure 13 is a vertical section of the drive system, taken along section line XIII-XIII of Figure 12.
  • Figure 14 is a schematic of the path of the drag chain of the expanded polymer band. Detailed description of one embodiment
  • a machine constituted according to the invention is shown in schematic side elevation, which comprises a lower unwinder, for a coil 2 of an expanded polymer, for example expanded polystyrene, a preheating station 3 of the band 4 of expanded polymer, a container thermoforming station 5, a loading zone 6 of the formed containers, a rewinder 7 for a coil 8 of a film 9 for the closure of the formed containers, a station 10 for closing the containers, a container cutting station 11 and a drag system 12 of the polymer band 4 4, through all the stations, from the entrance of the preheating station 3 to the exit of the cutting station 11.
  • the lower unwinder which comprises a frame 13 on which the bobbin holder shaft 14 is mounted, the motor 15 for unwinding and a rocker 16 which will regulate the unwinding.
  • the shaft 14 includes two cones 17 for centering and clamping the coil.
  • the unwind system consists essentially of two elements, the motor 15 that will cause the shaft 14 to rotate, and the rocker 16 that will ensure the tension of the unwind band.
  • the unwinding of the band will be intermittently produced as necessary by the operations carried out along the machine.
  • the machine includes the preheating station 3, which is composed, as can be seen in Figure 4, by two drawers, one upper 20 and one lower 21 mounted on a structure 22, with the ability to move vertically on the same, by means of drive cylinders 23.
  • the drawer 20 is located above the drive system 12 and the drawer 21 below.
  • the drawers 20 and 21 have internal reflective surfaces and a variable number is mounted thereon, depending on the advance step and the width of the material to be thermoformed, infrared radiation cells 24.
  • the drawers 21 can be approached or separated, in order to prevent overheating of the material and its deterioration in the face of a possible stop of the machine. In this station, due to the temperature that is reached between the drawers 20 and 21, during the normal phase of operation, it is possible to sterilize the material that could be contaminated by various circumstances.
  • thermoforming container station 5 which, as best seen in figure 5, it is composed of a lower mold 26 and a counter mold upper 27 facing each other.
  • Figure 5 corresponds to a cross-section, which in the described example includes in cross-alignment three molds 26 and as many counter-molds 27, for the thermoforming of as many containers.
  • the mold 26 and counter mold 27 are mounted on vertically movable platforms, of which only the platform 28 that supports the counter mold 27, operable by pneumatic cylinder 28 is shown. Both the mold 26 and the counter mold 27 have through holes 30 communicated with a circuit through which the vacuum can be made.
  • the upper platform 28 shows the assembly 31 connectable to a vacuum source, to cause the vacuum between the band 4 that is formed and the surface of the countermold 27 and in the same way as the mold 30.
  • the container APRA what mold 26 will rise with the shape of the tray or container to be obtained.
  • This lifting movement of the mold 26 is carried out by means of a known mechanism, in the same way that the counter-mold 27 has a pushing mechanism, activated by the cylinder 29, the counter-molds 27 having the internal shape of the container.
  • the forming of the sheet 4 is achieved to obtain the trays or containers.
  • the shaped containers pass along the zone 6, where the product to be packaged is deposited and once the containers are filled, which are still dragged along the chain, they will reach the sealing station 10, before which it is arranged the upper unwinder 7, carrier of a coil 8 of a film 9 for closing the containers.
  • Figure 6 shows this upper unwinder 7, which includes a series of rollers 32 for film guide 9, a tensioner roller 33, a brake 34 that imprisons the film 4 to stop its advance, and a sensor 35 for reading macules or signals included in film 9, which guarantees the impressions that the film can carry on the containers to be closed.
  • FIG. 6 A guide device 36 for driving the film 9 to the entrance of the machine to the welding station 10 is shown in Figure 6.
  • Figure 7 shows the axis 37 of the upper unwinder 8, which is of tubular configuration and it has longitudinal grooves through each of which protrudes a retractable toothed rod 38 that supports internally in an inflatable pad 39, figure 8, housed inside the axis 37. At one end of this axis it has a connector 40 for inflation of pad 39, while on the other it is related to a drive motor 41.
  • the film 9 is guided inside the packaging welding and sealing station 10, which is shown in greater detail in Figure 9. This station is in charge of welding the film 9 to the contour of the formed containers 42 and with the product to be packed
  • This closing station 10 comprises a lower mold 43, sized to accommodate the containers 42, and an upper welding plate 44.
  • the band 9 and the containers 42 formed and filled with the product pass superimposed between the mold 43 and the plate 44.
  • a counter mold 45 which seals tightly against it is supported.
  • This counter-mold 45 has a hole 46 to which a vacuum source is connected, by means of which vacuum is achieved both inside and outside the container 43.
  • several controlled inert gases are injected through the same hole 46 and then the plate 44 is lowered to seal the container.
  • the countermould 45 constitutes a bell that closes tightly against the mold 43, with interposition of the containers 42 and film 9. The sealing process is carried out without opening or raising the bell 45, so as not to contaminate the contained gas.
  • the bell 45 is decompressed, until it reaches atmospheric pressure, and it is opened to allow the advance of the closed containers 45 to the next cutting station 11.
  • Figure 10 shows a portion of the band 4 with the formed containers 43 and the film 9 positioned and sealed on said containers.
  • the cutting station 11, shown in cross-section in Figure 11 is composed of three subsets, one of cut 47, another of vertical displacement
  • subset 48 which is composed of a series of suction cups 51 that approximate the lid of the container constituted by film 9, until these containers are held.
  • the station also includes cutting blades 52 of contour coinciding with that of the packages to be cut.
  • the suction cups 51 are suspended by stems 53 that cross the contours formed by the blades 52, in order to reach the lid of the containers 49.
  • a lower runner 55 supported by a movable table 56, rises to support the containers. Subsequently, by means of another upper drive, the plate 57 carrying the blades 52, with the shape of the container, is lowered to produce the cutting thereof.
  • the subset 48 is lowered, until the containers 49 are close to the belt 50, at which point the suction is stopped through the suction cups , leaving the containers 49 located on the belt 50 for its outdoor station. Both the bearing 55 and the blades 52 and the system The positioner of these elements will return to the resting position, and can then evacuate the trays on the side of the machine.
  • Figures 12 to 14 show the drag system of the expanded polymer band 4 along the different stations.
  • This system includes two parallel chains that run along guides 59 and are driven on one side by guide wheels 60 and driving wheels 61, driven by the motor 62, while on the opposite side they are driven by guide wheels 63.
  • the drive system comprises a chain 64 whose links have a pointed projection 65 that is directed upwardly in the forward section of the chain, while in the reverse section it is directed in the direction falling.
  • This pointed projection 65 nails and passes through the band 4 to serve as traction or drag elements of said band along the entire machine.

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Abstract

Máquina para el conformado, llenado y cierre de envases de polímero expandido, que comprende un desbobinador inferior (1) de una banda (4) de polímero expandido, una estación (3) de precalentamiento de la banda, una estación (5) de termoconformado de envases, una zona (6) de llenado de los envases, un desbobinador superior (7) para un film de cierre de envases conformados, una estación (10) de cierres de envases, una estación (11) de corte y un sistema (12) de arrastre de la banda (4) a lo largo de las diferentes estaciones.

Description

MAQUINA PARA EL CONFORMADO, LLENADO Y CIERRE DE ENVASES DE POLÍMERO EXPANDIDO. Campo de la invención
La presente invención se refiere a una máquina para el conformado, llenado y cierre de envases obtenidos a partir de una banda de un polímero expandido, tal como poliestireno expandido .
La máquina de la invención esta concebida para obtener de forma continua envases conformados a partir de una banda de poliestireno expandido o similar, preferentemente obtenida desde una bobina, el llenado de los envases con el producto a que estén destinados, su cerrado hermético y finalmente el suministro de los envases individuales cerrados para su venta. La máquina de la invención puede además incluir medios para llevar a cabo determinadas impresiones en el film o lámina de cierre del envase, tales como la fecha de envasado, fecha de caducidad, etc.
Para ello, la máquina de la invención comprende una desbobinadora inferior para la bobina que suministra la banda de polímero expandido, una estación de precalentamiento de esta banda, una estación de termoformado de los envases, una zona de envasado, una desbobinadora superior que suministra el film para el cierre de los envases, una estación de cierre de envases y una estación final de corte. La máquina incluye además un sistema de arrastre de la lámina que discurre a lo largo de las diferentes estaciones, desde la entrada a la estación de precalentamiento hasta la salida de la estación de corte. Entre las estaciones de termoformado y la posición en la que se encuentra el desbobinador superior y la estación de cierre de envases, existe un espacio que corresponde a la zona de carga, operación que puede llevarse a cabo de forma manual o automática. Antecedentes de la invención
El envasado de productos de diferente naturaleza en envases de poliestireno expandido o similar es cada día mas frecuente, sobre todo para los productos perecederos, debido a las condiciones de conservación que pueden ofrecer este tipo de envases. Los envases se obtienen, generalmente en forma de bandejas, mediante instalaciones conformadoras, y son suministrados al envasador, quién llevará a cabo la operación de llenado y cierre del envase. Este sistema supone una serie de inconvenientes, como son la necesidad de transporte y almacenamiento de envases por parte del envasador, el tener que adaptarse a envases de bebidas ofrecidas por el fabricante de envases, la posibilidad de contaminación del envase desde su fabricación hasta su llenado y cierre, etc.
Para resolver este problema en la solicitud PCT WO 2005/030471 se describe una máquina que permite llevar a cabo, de forma continua, el conformado del envase, a partir de una banda de un polímero expandido, el llenado del envase y el cierre y suministro del mismo, para su venta.
La máquina esta compuesta por un conjunto de ejes portabobinas y una unidad de desbobinado de la banda de polímero expandido, una unidad de precalentamiento de la banda, una unidad de moldeo en la que se conforman los envases, una unidad de cierre y sellado de los envases, unidades de impresión, una unidad de corte longitudinal y otra de corte transversal. La máquina se completa con un sistema de arrastre de la lámina, que detiene el avance de dicha lámina mientras se llevan a cabo las distintas operaciones en las diferentes estaciones y provoca el avance de la misma, una vez finalizadas estas operaciones.
Esta máquina, si bien prevé la fabricación de envases, llenado y cierre de los mismos, todo ello de forma continua, presenta ciertos problemas, fundamentalmente en la constitución y funcionamiento de la estación de precalentamiento, estación de termoformado y estación de cierre de envases .
La estación de precalentamiento no permite una regulación adecuada de la temperatura de precalentamiento, en función de la velocidad o frecuencia de desplazamiento de la banda a lo largo de las diferentes estaciones.
La estación de termoformado presenta riesgos de que se produzcan deformaciones indeseadas en la pared del envase. En cuanto a la estación de sellado, no se prevé la forma en que esta operación se lleva a cabo, previa creación dentro del envase de una atmósfera inerte, que asegure la conservación del producto contenido.
Respecto de las estaciones de corte, al disponer consecutivamente dos estaciones de corte, una de corte longitudinal y otra de corte transversal, aumenta la longitud de la máquina el coste de la misma. Descripción de la invención
La presente invención tiene por objeto eliminar los problemas expuestos, mediante una máquina del tipo indicado, con una constitución más sencilla, que permita un funcionamiento mas seguro.
En la máquina de la invención la estación de precalentamiento esta constituida de modo que permita una regulación adecuada de la temperatura, tanto a través del número de elementos radiantes como por la variación en la distancia de dichos elementos de la banda a conformar.
Por otro lado, la estación de termoformado asegura una perfecta adaptación de la banda a las superficies del molde y contra molde que entran a formar parte de esta estación, de modo que se elimina el riesgo de que se produzcan malformaciones indeseadas.
Las condiciones de conservación del producto se aseguran creando dentro del envase una atmósfera inerte, operación que se lleva a cabo de forma sencilla en la estación de sellado.
Una ventaja más de la máquina de la invención es que el corte total de la lámina, para preparar los envases ya cerrados, se lleva a cabo en una sola estación y operación de corte. Tal y como se ha indicado, la máquina de la invención es del tipo que comprende un desbobinador inferior para una bobina de banda de polímero expandido, una estación de precalentamiento de la banda, una estación de termoformado de envases, un desbobinador superior para una bobina de un film de cierre de los envases conformados, una estación de cierre de los envases, una estación de corte y un sistema de arrastre que desplaza la banda de polímero a través de las diferentes estaciones, manteniendo a la banda parada mientras se lleva a cabo en cada estación la operación correspondiente, haciendo que la banda se desplace, avanzando consecutivamente a través de las diferentes estaciones, cada vez que finalizan dichas operaciones. Para ello los distintos elementos motrices, tanto de la cadena de arrastre como de accionamiento de los órganos móviles de las diferentes estaciones y desbobinadoras, estarán coordinados mediante el correspondiente programa de control, todo ello de forma en sí conocida.
De acuerdo con la presente invención, la estación de precalentamiento está constituida por dos cajones horizontales, verticalmente coincidentes, situado uno por encima del sistema de arrastre y otro por debajo, ambos montados sobre una estructura con facultad de desplazamiento vertical sobre la misma mediante cilindros de accionamiento, para su aproximación o separación. Estos cajones son portadores, por sus superficies enfrentadas de medios de calentamiento. En esta estación se llevará a cabo el precalentamiento de la banda, sin contacto con la misma, como paso previo al formado de los envases . Los medios de calentamiento estarán preferentemente constituidos por resistencias de infrarrojos dispuestas sobre superficies reflectantes. Mediante variación del número de resistencias activadas y mediante la separación de los cajones, se puede regular adecuadamente la temperatura de precalentamiento. Inmediatamente antes de la estación de precalentaraiento va dispuesta una meseta centradora de la lámina de polímero, sobre la que se deposita la banda procedente de la desbobinadora inferior y la conduce hasta el sistema de arrastre. La meseta dispone en sus bordes longitudinales de topes móviles, transversalmente desplazables, sobre los que apoyan los bordes longitudinales de la banda, para su centrado longitudinal.
En la máquina de la invención la estación de termoformado esta compuesta por un molde inferior y un contramolde superior enfrentados, montados sobre plataformas verticalmente desplazables . Tanto el molde como el contramolde disponen de orificios pasantes entre la superficie externa e interna de los mismos. A través de estos orificios el molde y contra molde se conectan a una fuente de vacío que provoca, durante la operación de conformado, el vacío entre la banda que se va a conformar y las superficies del molde y contra molde. De este modo se asegura un perfecto acoplamiento y adherencia de la banda a las superficies del molde y contra molde, evitando los riesgos de malformaciones. En esta operación se obtiene el envase, generalmente en forma de bandeja de fondo. A continuación de esta estación existe una zona de carga o envasado, para la disposición del producto en las bandejas o envases, operación que puede llevarse de forma manual o automática. A continuación de la zona de carga se encuentra la estación de cierre de envases, estación que comprende un molde inferior, coincidente en su forma con la de los envases conformados, y una placa superior de soldadura siendo el molde y placa desplazables verticalmente mediante cilindros de accionamiento. Entre el molde y placa pasan superpuestas la banda de polímero con los envases conformados y llenados con el producto, y el film de cierre procedente del desbobinador superior. Esta estación dispone de medios para llevar a cabo el vacío dentro de los envases y para efectuar el llenado de los mismos con un gas inerte controlado, que asegure la conservación del producto contenido. Por último, la máquina comprende la estación de corte, la cual esta compuesta por una serie de marcos inferiores, el número y posición coincidente con los envases que alcanzan cada vez esta estación y de contorno igual al de dichos envases, marcos que van situados inmediatamente por debajo del sistema de arrastre. La estación incluye además una cuchilla superior de contorno coincidente con el contorno final de cada envase, cuchilla que queda situada por encima del sistema de arrastre y se desplaza verticalmente mediante un cilindro de accionamiento. La estación de corte se completa con dos o más ventosas destinadas a sustentar los envases. Las ventosas van situadas en posición invertida por encima de los envases y suspendidas de vastagos que atraviesan verticalmente el contorno definido por cada cuchilla. Por debajo de todo el conjunto descrito la estación de corte incluye una cinta transportadora, encargada de recibir los envases, ya separados de la banda .
Las ventosas podrán desplazarse verticalmente entre una posición superior, situada por encima de los envases, hasta una posición inferior, en la que se sustentan, transportan verticalmente y depositan los envases sobre la cinta transportadora.
El desbobinador superior incluye un detector de paso o avance del film y un dispositivo de frenado de dicho film, que es activable por el detector de paso y asegura el posicionado correcto del film sobre los envases conformados a cerrar.
Los medios para efectuar el vacío de los envases y llenado de un gas inerte controlado en la estación de cierre de envases, comprenden una campana que cubre la placa superior de soldadura y puede desplazarse verticalmente entre una posición superior inoperante, en la que queda separada del molde, y una posición inferior en la que apoya contra el molde y cierra herméticamente contra el mismo, cuando dicho molde se encuentra en su posición superior. La campana es conectable a una fuente de vacío y a una fuente de suministro de un gas inerte controlado, permitiendo someter al envase sucesivamente a estas dos situaciones, en la primera de las cuales se lleva a cabo la extracción de todo el aire contaminado que contiene el envase, procediéndose posteriormente a la inyección del gas controlado, a continuación de los cual defenderá la placa superior de soldadura, presionando a elevada temperatura entre dicha placa y el molde las porciones de banda que circunda el hueco del envase y el film superior de cierre, hasta logra el sellado de ambos componentes.
Breve descripción de los dibujos
Todas las características expuestas, así como otras propias de la invención, podrán comprenderse mejor con la siguiente descripción, hecha con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestra un ejemplo de realización no limitativo.
En los dibujos:
La figura 1 es un alzado lateral esquemático de una máquina constituida de acuerdo con la invención. La figura 2 es una perspectiva de la desbobinadora inferior, para la bobina de banda de polímero expandido.
La figura 3 es una perspectiva de la meseta centradora de la banda de polímero.
La figura 4 es una perspectiva de la estación de precalentamiento de la banda.
La figura 5 es una sección vertical de la estación de termoformado de envases .
La figura 6 es un alzado lateral esquemático del desbobinador superior de la bobina del film para cierre de envases.
La figura 7 es una perspectiva del eje del desbobinador superior.
La figura 8 es una sección transversal esquemática del eje del desbobinador superior, tomado según la línea de corte VIII-VIII de la figura 7. La figura 9 es una sección vertical longitudinal de la estación de cierre de envases.
La figura 10 muestra en perspectiva una porción de la banda, a la salida de la estación de cierre de los envases de la figura 9, con los envases conformados y cerrados.
La figura 11 es una sección vertical transversal de la estación de corte.
La figura 12 es un esquema del sistema de arrastre de la banda de polímero expandido. La figura 13 es una sección vertical del sistema de arrastre, tomado según la línea de corte XIII-XIII de la figura 12.
La figura 14 es un esquema del recorrido de la cadena de arrastre de la banda de polímero expandido. Descripción, detallada de un modo de realización
En la figura 1 se muestra en alzado lateral esquemático una máquina constituida de acuerdo con la invención, la cual comprende un desbobinador inferiorl, para una bobina 2 de un polímero expandido, por ejemplo poliestireno expandido, una estación 3 de precalentamiento de la banda 4 de polímero expandido, una estación de termoconformado de envases 5, una zona 6 de carga de los envases conformados, un desbobinador 7 para una bobina 8 de un film 9 para el cierre de los envases conformados, una estación 10 de cierre de los envases, una estación 11 de corte de los envases y un sistema de arrastre 12 de la banda 4 de polímero 4, a través de todas las estaciones, desde la entrada de la estación de precalentamiento 3 hasta la salida de la estación de corte 11. En la figura 2 se muestra el desbobinador inferior, el cual comprende un bastidor 13 sobre el que va montado el eje portabobinas 14, el motor 15 para el desbobinado y un balancín 16 que regulará el desbobinado.
El eje 14 incluye dos conos 17 para centrado y sujeción de la bobina. El sistema de desbobinado está compuesto esencialmente por dos elementos, el motor 15 que provocará el giro del eje 14, y el balancín 16 que asegurará la tensión de la banda desbobinada. El desbobinado de la banda se irá produciendo intermitentemente conforme sea necesario por las operaciones realizadas a lo largo de la máquina.
Una vez desbobinada la banda 4, pasa por la entrada de la máquina donde existe una meseta 18 para centrado de dicha banda. Esta meseta dispone en sus bordes longitudinales de topes móviles 19, transversalmente desplazables, para el centrado de la banda. Una vez pasada la banda por esta meseta 18, es fijado por la cadena del sistema de arrastre 14, la cual dispone de eslabones con salientes puntiagudos superiores que pinchan la banda para su arrastre, según se expondrá mas adelante. A continuación de la meseta 18 la máquina incluye la estación de precalentamiento 3, que esta compuesta, según puede apreciarse en la figura 4, por dos cajones, uno superior 20 y otro inferior 21 montados sobre una estructura 22, con facultad de desplazamiento vertical sobre la misma, mediante cilindros de accionamiento 23. El cajón 20 queda situado por encima del sistema de arrastre 12 y el cajón 21 por debajo. Los cajones 20 y 21 presentan superficies internas reflectantes y sobre la misma va montado un número variable, en función del paso de avance y de la anchura del material a termoformar, celdas 24 de radiación infrarroja. Mediante los cilindros 23 pueden aproximarse o separarse los cajones 21, con el fin de evitar el sobrecalentamiento del material y su deterioro frente a una posible parada de la máquina. En esta estación, debido a la temperatura que se alcanza entre los cajones 20 y 21, durante la fase normal de funcionamiento, se consigue esterilizar el material que pudiera venir contaminado por diversas circunstancias.
En la máquina de la figura 1, a continuación de la estación de precalentamiento 3 va dispuesta la estación de termoformado de envases 5 la cual, como mejor puede apreciarse en la figura 5, esta compuesta por un molde inferior 26 y un contra molde superior 27 enfrentados. La figura 5 corresponde a una sección transversal, que en el ejemplo descrito incluye en alienación transversal tres moldes 26 y otros tantos contramoldes 27, para el termoformado de otros tantos envases. El molde 26 y contramolde 27 van montados sobre plataformas verticalmente desplazables, de las cuales solo se representa la plataforma 28 que soporta el contramolde 27, accionable mediante cilindro neumático 28. Tanto el molde 26 como el contramolde 27 presentan orificios pasantes 30 comunicados con un circuito a través del que puede efectuarse el vacío. En la plataforma superior 28 se muestra el conjunto 31 conectable a una fuente de vacío, para provocar el vacío entre la banda 4 que se conforma y la superficie del contramolde 27 y de idéntica forma del molde 30. En la estación 5 se da forma al envase, APRA lo que se elevará el molde 26 con la forma de la bandeja o envase a obtener. Este movimiento de elevación del molde 26 se hace mediante un mecanismo conocido, de igual forma que el contramolde 27 dispone de un mecanismo empujador, activado por el cilindro 29, teniendo los contramoldes 27 la forma interior del envase .
Mediante la aproximación del molde y contra molde y la activación del vacío se consigue el conformado de la lámina 4 para obtener las bandejas o envases. Tras estas operaciones los envases conformados pasan a lo largo de la zona 6, donde se deposita el producto a envasar y una vez llenos los envases, que siguen siendo arrastrados por la cadena, alcanzarán la estación 10 de sellado, antes de la cual va dispuesto el desbobinador superior 7, portador de una bobina 8 de un film 9 para el cerrado de los envases . En la figura 6 se muestra este desbobinador superior 7, el cual incluye una serie de rodillos 32 para guía de film 9, un rodillo 33 tensor, un freno 34 que aprisiona el film 4 para paralizar su avance, y un sensor 35 para lectura de máculas o señales incluidas en el film 9, que garantice las impresiones que pueda llevar el film sobre los envases a cerrar. En la figura 6 se muestra un dispositivo de guía 36 para conducir el film 9 a la entrada de la máquina, a la estación de soldadura 10. En la figura 7 se muestra el eje 37 del desbobinador superior 8, el cual es de configuración tubular y dispone de ranuras longitudinales a través de cada una de las cuales sobresale una varilla dentada 38 retráctil que apoya interiormente en una almohadilla hinchable 39, figura 8, alojada dentro del eje 37. Por un extremo de este eje dispone de un conector 40 para hinchado de la almohadilla 39, mientras que por el otro va relacionado con un motor de accionamiento 41.
El film 9 es guiado dentro de la estación 10 de soldadura y sellado de los envases, que se muestra con mayor detalle en la figura 9. Esta estación es la encargada de soldar el film 9 al contorno de los envases 42 conformados y con el producto a envasar.
Esta estación de cierre 10 comprende un molde inferior 43, dimensionado para alojar los envases 42, y una placa superior 44 de soldadura. Entre el molde 43 y la placa 44 pasan superpuestas la banda 9 y los envases 42 conformados y llenos con el producto.
Antes del cierre de los envases se efectúa el vacio de los mismos. Para ello contra el molde 43 apoya un contramolde 45 que cierra herméticamente contra el mismo. Este contramolde 45 dispone de un taladro 46 al que se conecta una fuente de vacio, mediante la que se consigue efectuar el vacío tanto dentro como fuera del envase 43. A continuación se inyectan, a través del mismo taladro 46, uno varios gases inertes controlados y posteriormente se procede a la bajada de la placa 44 para el sellado del envase. El contramolde 45 constituye una campana que cierra herméticamente contra el molde 43, con interposición de los envases 42 y film 9. El proceso de sellado se realiza sin abrir o elevar la campana 45, a fin de no contaminar el gas contenido. Una vez realizado el sellado del envase, se descomprime la campana 45, hasta alcanzar la presión atmosférica, y se abre la misma para permitir el avance de los envases 45 cerrados hasta la siguiente estación 11 de corte.
En la figura 10 se muestra una porción de la banda 4 con los envases 43 conformados y el film 9 posicionado y sellado sobre dichos envases.
La estación de corte 11, que se muestra en sección transversal en la figura 11 esta compuesta por tres subconjuntos, uno de corte 47, otro de desplazamiento vertical
48 de los envases 49 cortados, y una mesa de evacuación compuesta por la cinta transportadora 50.
Cronológicamente el proceso se inicia mediante el subconjunto 48, el cual esta compuesto por una serie de ventosas 51 que se aproximan a la tapa del envase constituida por el film 9, hasta sujetar dichos envases. La estación incluye además cuchillas de corte 52 de contorno coincidente con el de los envases a cortar. Las ventosas 51 están suspendidas por vastagos 53 que atraviesan los contornos formados por las cuchillas 52, para poder alcanzar la tapa de los envases 49.
Una vez que las ventosas 51 se adhieren a la tapa de los envases 49, una sufridera inferior 55, soportada por una mesa móvil 56, asciende hasta soportar los envases. Posteriormente mediante otro accionamiento superior se hace bajar la placa 57 portadora de las cuchillas 52, con la forma del envase, para producir el corte de los mismos.
Una vez cortados los envases y teniendo en cuenta que están suspendidos por las ventosas 51, se procede al descenso del subconjunto 48, hasta que los envases 49 se encuentran próximos a la cinta 50, momento en que se deja de aspirar a través de las ventosas, quedando los envases 49 situados sobre la cinta 50 para su estación al exterior. Tanto la sufridera 55 como las cuchillas 52 y el sistema posicionador de estos elementos retornarán a la posición de reposo, pudiendo entonces evacuar las bandejas por el lateral de la máquina .
Concluido el proceso solo queda retirar el recorte sobrante de la banda 4, para su trituración y reutilización.
En las figuras 12 a 14 se muestra el sistema de arrastre de la banda 4 de polímero expandido a lo largo de las diferentes estaciones . Este sistema incluye dos cadenas paralelas que discurren a lo largo de guías 59 y que son conducidas por un lado por ruedas de guía 60 y ruedas 61 motrices, accionadas por el motor 62, mientras que en lado opuesto son conducidas por ruedas de guía 63.
Como puede verse en la figura 13, el sistema de arrastre comprende una cadena 64 cuyos eslabones disponen de un saliente puntiagudo 65 que queda dirigido en sentido ascendente en el tramo de avance de la cadena, mientras que en el tramo de retroceso queda dirigido en sentido descendente.
Este saliente puntiagudo 65 clava y atraviesa la banda 4 para servir como elementos traccionadores o de arrastre de dicha banda a lo largo de toda la máquina.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Máquina para el conformado, llenado y cierre de envases de polímero expandido, especialmente de envases conformados a partir de una banda de un polímero expandido, tal como poliestireno expandido, que comprende un desbobinador inferior para una bobina de banda de polímero expandido, una estación de precalentamiento de la banda, una estación de termoformado de envases, un desbobinador superior para una bobina de un film de cierre de envases conformados, una estación de cierre de los envases, una estación de corte y un sistema de arrastre de la banda de polímero expandido a lo largo de las diferentes estaciones, desde la salida de la desbobinadora inferior hasta la estación de corte., cuya estación de precalentamiento esta constituida por dos cajones horizontales verticales coincidentes, situado uno por encima del sistema de arrastre y otro por debajo, ambos montados sobre una estructura con facultad de desplazamiento vertical sobre la misma, mediante sendos cilindros de accionamiento, para su aproximación o separación, cuyos cajones son portadores, por sus superficies enfrentadas de medio de calentamiento; y cuya estación de termoformado esta compuesta por un molde inferior y un contramolde superior enfrentados, montados sobre plataformas verticalmente desplazables, cuyos molde y contramolde disponen de orificios pasantes entre la superficie externa e interna, a través de los que se conectan a una fuente de vacío, que provoca el vacío entre la superficie de los mismos y la lámina que se conforma; y cuya estación de cierre de envases comprende un molde inferior coincidente con la forma de los envases conformados y una placa superior de soldadura, ambos desplazables verticalmente mediante cilindros de accionamiento, entre cuyos molde y placa pasan superpuestas la banda con los envases conformados y llenos con el producto y el film de cierre, disponiendo dicha estación de cierre de medios para efectuar el vacío dentro de los envases y para el llenado de dichos envases con un gas inerte controlado; y cuya estación de corte comprende una serie de marcos inferiores, en número y posición coincidentes con los envases que alcanzan cada vez esta estación y de contorno igual al de dichos envases, situados inmediatamente por debajo del sistema de arrastre; una cuchilla superior de contorno coincidente con el contorno final de cada envase, situada por encima del sistema de arrastre y desplazable verticalmente mediante un cilindro de accionamiento; al menos dos ventosas situadas por encima de los envases, para sustentación de los mismos, que van suspendidas por vastagos que atraviesan verticalmente el contorno definido por cada cuchilla; y una cinta transportadora situada por debajo de los marcos citados, siendo las ventosas desplazables verticalmente entre una posición superior, situada por encima de los envases, hasta una posición inferior, en la que sustentan, transportan verticalmente y depositan los envases sobre la cinta transportadora.
2.- Máquina según la reivindicación 1, caracterizada porque a la entrada del sistema de arrastre va dispuesta una meseta centradora de la banda de polímero, sobre la que se deposita dicha banda procedente de la desbobinadora inferior y la conduce hasta el sistema de arrastre, cuya meseta dispone en sus bordes longitudinales de topes móviles, transversalmente desplazables, sobre los que apoyan los bordes longitudinales de la banda, para su centrado longitudinal.
3.- Máquina según al reivindicación 1, caracterizad aporque el desbobinador superior para el film de cierre comprende un eje portabobina expansible, una serie de rodillos guía para conducción del film desbobinado, un detector de paso o avance del film, y un dispositivo de frenado de dicho film que es activable por el detector de paso citado y asegura el posicionado correcto del film sobre los envases conformados a cerrar.
4.- Máquina según la reivindicación 3, caracterizada porque el eje expansible citado es de configuración tubular, va soportado solo por un extremo y dispone en su pared de una o mas ranuras longitudinales, a través de cada una de las cuales sobresale una varilla dentada retráctil, que apoya interiormente en una almohadilla hinchable alojada dentro del eje, estando dicho eje conectado, a través del extremo soportado, a un motor de hacinamiento.
5.- Máquina según la reivindicación 1, caracterizada porque los medios para efectuar el vacío de los envases y llenado de un gas inerte controlado, en la estación de cierre de envases, comprende una campana que cubre la placa superior de soldadura y es desplazable verticalmente de una posición superior inoperante, en la que queda separada del molde, y una posición inferior en la que apoya y cierra herméticamente contra el molde, en la posición superior de dicho molde, estando la campana conectada a una fuente de vacío y a una fuente de suministro de un gas inerte controlado, para someter al envase sucesivamente a estas situaciones para posterior soldadura del film sobre la banda, alrededor del contorno de los envases, mediante descenso de la placa de soldadura.
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