WO2018087414A1 - Un aparato y un procedimiento para el envasado de productos en envases preconfeccionados - Google Patents

Un aparato y un procedimiento para el envasado de productos en envases preconfeccionados Download PDF

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receiving station
station
container
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containers
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Cristobal JORGE ALESANCO
Oscar MARTINEZ LOPEZ
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Nexes Control Design Engineering S.L.U.
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Definitions

  • the invention relates to an apparatus that is supplied with pre-assembled packages, for example of the flexible type, and which comprises several work stations to be able to perform various operations on the packages, such as filling and closing.
  • the invention also relates to a method that employs this apparatus and distributes the packages that are supplied to it in a particular way between the work stations.
  • automatic machines which comprise a manufacturing module and a packaging module.
  • the packages are made from the supply of one or more continuous bands of a flexible material to form a train of open individual packages that are sequentially transferred to a packaging module that is contiguous and where said packages are they fill and close in respective work stations between which the containers are transported.
  • many other operations can be carried out depending on the needs of the product and the type of packaging.
  • the machine will have as many stations as different operations must be performed on the container.
  • the speed or capacity of packaging It is determined by the operation that requires the longest execution time in the packaging chain. While this operation does not end at the station that corresponds to it, new containers cannot be transferred to said station from an upstream station, nor can it deliver packages to a station that follows it in the packaging chain. It is usual to increase the capacity of the packaging modules to double the number of stations or divide the operation that requires the longest execution time into two adjacent stations so that said operation is carried out in two machine strokes or two feed advance cycles.
  • the packaging in the chain is usual to increase the capacity of the packaging modules to double the number of stations or divide the operation that requires the longest execution time into two adjacent stations so that said operation is carried out in two machine strokes or two feed advance cycles.
  • the proposed apparatus and procedure are therefore intended to increase the performance or capacity of a conventional packaging module without doubling the total number of workstations. It is also of interest that the proposed solution be implemented in a simple way, that is without increasing the mechanical complexity of the apparatus and specifically of the means of transferring the containers from one station to another.
  • the apparatus object of the invention is an apparatus suitable for packaging products in pre-packaged containers comprising a reception station of a container or group of packages and at least two work stations that are each arranged on one side of said reception station, the apparatus comprising packaging transfer means equipped with at least two clamping groups prepared to hold a corresponding container or group of packages in suspended mode and which are mobile between at least two positions, one that coincides with the container receiving station and another that coincides with one of the two work stations, so that the transfer means are able to dispatch the preconditioned containers received at said reception station to one side and another of the receiving station and corresponding work stations.
  • the other holding group may be pending to receive a new container or group of packages at the receiving station .
  • the apparatus has the ability to individually move the clamping groups between the receiving station and the work station or stations.
  • the transfer means comprise an element of rail or guide on which the clamping groups are mounted in a sliding way and in the two possible directions of transport.
  • the rail or guide element can describe an open path, preferably straight.
  • the clamping groups can each comprise pairs of arms each equipped with a clamp device, each arm being mounted slidably and in the two possible directions of transport on the rail or guide element.
  • Each pair of arms, using their tweezers, is concerned with receiving, holding and transporting a container.
  • each clamping group can be mechanical and the arms of each clamping group have the ability to approach or move away from each other.
  • each arm of each clamping group is individually operable along the rail or guide element.
  • each clamping group or, if applicable, each arm of each clamping group is individually operable for movement along the rail or guide by the effect of a magnetic field generated in the environment of influence of each transport group or each arm, the apparatus comprising programmable control means capable of individually commanding the movement of said holding groups or, where appropriate, of each arm of each transport group.
  • the implementation of format changes is simplified and the device can be adapted quickly to different sizes or package configurations.
  • At least one work station on each side of the receiving station is equipped with a fixed container holding group to which mobile holding groups can transfer the containers held when they are in static in coincidence with the mentioned work stations.
  • the associated clamping groups can initiate their return in vacuum towards the container receiving station even when the operation carried out in said work stations is not finished.
  • the apparatus comprises a work station on each side of the receiving station.
  • the invention also contemplates that the apparatus comprises more than one work station on each side of the receiving station.
  • the apparatus comprises two work stations on each side of the receiving station and each clamping group is mobile between the container receiving station and each of the two work stations arranged on the same side of the reception station, so that the transfer means are able not only to dispatch the preconditioned containers received at the said reception station, but also to transport them, from one side of the reception station to the other.
  • a workstation to another that is contiguous.
  • the clamp device associated with the arm furthest from the receiving station is retractable, being able to adopt an operative position (A) and a collected position (B) that allows the associated arm to be operated in the direction of the receiving station without having to remove the container from its natural delivery position.
  • the invention contemplates that the number of workstations on one side and another of the receiving station is different.
  • the receiving station is equipped with filling means of the containers that are transferred to it.
  • a method for packaging products in pre-packaged containers using the apparatus according to claim 1 comprising
  • At least the operations b) and c) or e) and f) are carried out totally or partially simultaneously.
  • a station on each side of the receiving station is prepared to hold the container or group of packages that are transferred to it such that, prior to step f) of moving the first empty holding group From one of these work stations to said reception station, it comprises transferring the container or the containers to said work station.
  • a packaging action such as a filling action, is carried out on the container or containers, with an associated execution time t; and at the work stations (3 and 33; 4 and 44) on the same side of the receiving station, different packaging actions are executed from the one executed at the receiving station, with an accumulated associated execution time Ta , where t ⁇ Ta.
  • Fig. 1 is a drawing that schematically illustrates a process for packaging products in pre-packaged packages according to the invention, according to a simple variant
  • Figs. 2 and 3 show in perspective an apparatus for the implementation of the procedure illustrated in Fig. 1, with three work stations: a reception station, centered and equipped with a container filling group; and two work stations each next to the reception station and equipped with two groups of container closures;
  • Figs. 4 to 20 show a possible sequence of operations among all the possibilities offered by the apparatus of Figs. 2 and 3, which exemplify the process of the invention;
  • Fig. 21 schematically shows the arrangement of workstations in an apparatus according to other embodiments that has a receiving station, centered; and with two work stations on each side of said reception station; Y
  • Fig. 22 schematically illustrates another variant of the invention in which there are more than one package at a time which are supplied and transported to one side and another of the receiving station.
  • Fig. 1 schematically illustrates a process for packaging products in pre-packaged packages according to a simple variant of the invention.
  • the procedure of Fig. 1 is based on having two work stations 3, 4 each next to a container receiving station 2; and in dispatching from one side of the said reception station 2, to the work stations 3 and 4, alternatively the successive containers 100, 101, 102, 103 and following which are received in said reception station 2 .
  • FIGs. 2 and 3 show an apparatus 1 for the implementation of this simple variant of the process according to different points of view and adopting its moving parts or components the same instantaneous position.
  • This apparatus 1 comprises a frame 13 that serves as support for transfer means 5 of packages based on a linear motor capable of ensuring the individual and controlled movement of a plurality of followers by magnetic coupling.
  • said transfer means 5 comprise the rail or guide element 8, attached to the frame 13, and the followers are configured in the form of arms 6a, 6b, 7a and 7b which, grouped in pairs, determine a first and a second clamping groups 6 and 7, respectively, when each arm is equipped with a clamp device 9 capable of lighting a side edge of a container 100, 101 of the flexible type, for example, configured in the form of an over-planar or over-stand up.
  • the first clamping group 6 by means of the cooperation of the clamps 9 of the arms 6a and 6b is concerned with the clamping of the container 101; and the second clamping group 7 by means of the cooperation of the clamps 9 of the arms 7a and 7b is concerned with the clamping of the container 100.
  • the apparatus 1 comprises programmable control means 10, schematically illustrated in Figs. 2 and 3, which govern the coordinated displacement of the pairs of arms 6a and 6b, 7a and 7b, as well as the actuation of the associated clamps 9, so that they are able to move the clamping groups 6 and 7 along the rail or guide element 8 and operate the clamps 9 to turn on or release containers. In practice this allows to receive containers; move and release them where required along the rail or guide element 8.
  • this apparatus 1 Unlike known packaging modules, which employ a rail or guide element that describes a circular path so that the clamping group that moves a container to the end of a chain can return to a starting position and hold a new container, in the apparatus 1 of Figs. 2 and 3 the rail or guide element 8 does not describe a closed path.
  • a feature of this apparatus 1 is the fact that it comprises a centralized reception station 2 and two work stations 3, 4 which are each arranged on one side of said reception station 2.
  • the first and second clamping groups 6, 7 will move each other between this receiving station 2 and one of the work stations 3 and 4, respectively, so that the transfer means 5 will dispatch from one side to the other. from the reception station 2 and to the work stations 3 and 4 alternatively the pre-packaged containers received in said reception station 2.
  • the receiving station 2 is equipped with a filling group 200 (illustrated schematically in Fig. 1) and each of the work stations 3 and 4 are equipped with identical identical closing groups. 15 of packages, mounted suspended in the frame 13.
  • these groups of closure 15 of packages each comprise a pair of welding jaws 15a, 15b capable of applying heat and pressure on the juxtaposed walls of the packages to produce their closure by thermo welding.
  • the jaws 15a, 15b are arranged at a level above the clamps 9 when the clamping groups 6, 7 arrange the container to be closed in the work stations 3 and 4, so that simultaneously to produce the closure of the containers they exert the function of two fixed groups for holding containers to which mobile holding groups 6, 7 can transfer the containers 100, 101 held when they are static in coincidence with said stations Working 3, 4.
  • the closing operation carried out on the container 100 in the workstation 4 arranged on one side of the receiving station 2 requires an execution time T greater than the time of execution t that requires the filling operation of a new container 101 delivered to the apparatus and that is carried out in the receiving station 2, this does not condition the number of finished containers per cycle since the apparatus 1 is in a position to dispatch this new container 101 filled to the workstation 3 arranged on the other side of the receiving station 2 while the workstation 4 ends its closing operation on the container 100.
  • Fig. 4 illustrates the initial starting position of the apparatus 1 in which the holding group 7 formed by the pair of arms 7a and 7b, with their clamps 9 in the open position, is located in the receiving station 2 ready to receive a container 100 in the open position.
  • Fig. 5 shows the reception of the container 100 at the reception station 2, which will be held suspended by the tweezers 9 of the arms 7a and 7b while the filling operation of the container 100 is completed. Once the filling operation is finished in the receiving station 2 will move the arms 7a and 7b in a coordinated manner to transfer the container 100 to the workstation 4 leaving the receiving station 2 free so that the holding group 6 can move to said station waiting to receive a new container, as illustrated in Figs. 6 to 8.
  • Fig. 1 1 it can also be observed that the clamp associated with the arm 7a furthest from the receiving station 2 is retractable, being able to adopt an operative position (A) (illustrated in Fig. 10) and a collected position (B) (illustrated in this Fig. 11) which allows the activation of the associated arm 7a in the direction of the receiving station 2 without being hindered by the position occupied by the container 100 while the closing operation in the station is completed working 4.
  • A illustrated in Fig. 10
  • B illustrated in this Fig. 11
  • the duty cycle of the apparatus 1 is repeated, illustrated in the sequence of Figs. 13 to 20 as the holding group 7 receives a new container 102 at the reception station 2 and tries to move it, once this container 102 is filled, to the workstation 4 all this while in the workstation 3 the execution continues the closing operation of the container 101.
  • the receiving station 2 is prepared to perform a filling operation of the packages that are delivered to the apparatus 1 and the work stations 3 and 4 are prepared to perform a closing operation on the packages
  • the invention It is applicable in devices that perform other types of operations on containers, or even in devices whose workstations are prepared to perform more than one operation on the containers, for example the operations of dislodging oxygen from the containers and filling; or closure of the containers and application of a cap or the like.
  • Fig. 21 would schematically illustrate, which schematically illustrates the arrangement in an apparatus according to the invention of a workstation. reception 2 next to which two work stations 3 and 33 are located; and on the other side of which two work stations 4 and 44 are located.
  • a first holding group with its arms 6a and 6b, will hold a container 100 received at the reception station 2 and transport it sequentially first to the station work 3 and then to work station 33, where it will be transferred to a fixed holding group 11 that will ignite the container at least during part of the operation that is carried out at this station 33, then return to reception station 2 and deal with a third container 102 because, in coordination with the first holding group, a second holding group, with its arms 7a and 7b, will have already held a second container 101 received at the receiving station 2 while the first group of clamping 6 was not in this same position and will have also begun its transport sequentially first to workstation 4 and then to workstation 44, where it will be transferred to a fixed clamping group ion 12 which will ignite the container at least during part of the operation that is carried out in this station 44, then return to the reception station 2 and deal with a fourth container, and so on.
  • the operations that are carried out at the receiving station 2 and at the work stations 3, 33, 4 and 44 can be diverse, only a filling operation for the receiving station 2 being illustrated by way of example; oxygen evacuation operations at stations 3 and 4; and closing operations at stations 33 and 44.
  • the same groups that attempt to close the containers at stations 33 and 44 can exercise the function of fixed clamping groups 1 1 and 12.
  • the type of product to be packaged will determine the needs that the packaging operation requires.
  • filling operations of the packages can be carried out with a product different from that introduced in the receiving station 2, so that the method according to the invention also becomes optimal for cases where more than one product must be introduced in each package.
  • Fig. 22 exemplifies a procedure in which they are groups of more than one container, in this case groups of two, which are supplied to the reception station 2, and which will be operated or handled in this reception station 2 , for example, for filling.
  • the groups of containers supplied will be transferred alternately to one side and another of the receiving station, in this case to stations 3 and 4 that will be equipped to attend and operate at the same time on all the containers of the transferred group.
  • each clamping group have two pairs of arms each, referenced in Fig. 22 as 6a and 6b; 6c and 6d for a first clamping group and 7a and 7b; 7c and 7d for a second clamping group.

Abstract

Un aparato (1) para el envasado de productos en envases (100, 101) preconfeccionados, que comprende una estación de recepción (2) de envases y al menos dos estaciones de trabajo (3, 4) que están dispuestas cada una a un lado de la citada estación de recepción, comprendiendo el aparato unos medios de transferencia (5) de envases equipado con al menos dos grupos de sujeción (6, 7) preparados para sujetar en modo suspendido envases y que son móviles entre al menos dos posiciones, una que coincide con la estación de recepción (2) de envases y otra que coincide con una de las dos estaciones de trabajo (3 ó 4), de forma que los medios de transferencia son capaces de despachar a un lado y a otro de la estación de recepción y a correspondientes estaciones de trabajo de forma alternativa los envases recibidos en la citada estación de recepción.

Description

D E S C R I P C I Ó N
"Un aparato y un procedimiento para el envasado de productos en envases preconfeccionados"
Sector técnico de la invención
La invención se refiere a un aparato al que se le suministran envases preconfeccionados, por ejemplo del tipo flexible, y que comprende varias estaciones de trabajo para poder realizar sobre los envases operaciones varias, tales como de llenado y de cierre. La invención también se refiere a un procedimiento que emplea este aparato y que reparte los envases que le son suministrados de una forma particular entre las estaciones de trabajo.
Antecedentes de la invención
En el ámbito del envasado, y más en concreto en el envasado de productos en envases del tipo flexible, son conocidas las máquinas automáticas que comprenden un módulo de confección y un módulo de envasado. En el módulo de confección se confeccionan los envases a partir del suministro de una o varias bandas continuas de un material flexible para formar un tren de envases individuales abiertos que son secuencialmente trasferidos a un módulo de envasado que le es contiguo y en donde dichos envases se llenan y se cierran en respectivas estaciones de trabajo por entre las cuales se transportan los envases. Además del llenado y cierre, muchas otras operaciones pueden llevarse a cabo en función de las necesidades del producto y el tipo de envase. Usualmente la máquina dispondrá de tantas estaciones como operaciones diferentes deben de realizarse sobre el envase.
También es usual disponer de un modo de envasado al que le son suministrados los envases preconfeccionados desde un almacén, o una carga portátil, en lugar de desde un módulo de confección.
En los módulos de envasado, ya sea del tipo que le son transferidos los envases desde un módulo de confección o del tipo al que le son suministrados los envases desde un almacén o carga portátil, la velocidad o capacidad de envasado viene determinada por la operación que precisa de mayor tiempo de ejecución en la cadena de envasado. Mientras no termina esta operación en la estación que le corresponde no le pueden ser transferidos a dicha estación nuevos envases desde una estación aguas arriba ni tampoco ésta podrá entregar envases a una estación que le siga en la cadena de envasado. Es usual para aumentar la capacidad de los módulos de envasado duplicar el número de estaciones o dividir la operación que precisa de mayor tiempo de ejecución en dos estaciones contiguas para que dicha operación se lleve a cabo en dos golpes de máquina o dos ciclos de avance de los envases en la cadena.
Es un primer objetivo de la invención dar a conocer una alternativa a esta forma de proceder, que permita atenuar el efecto cuello de botella que supone el tener que ejecutar una operación larga en una cadena de envasado, marcando esta operación la cadencia de avance de la cadena.
El aparato y el procedimiento que se proponen tienen pues como objetivo aumentar el rendimiento o capacidad de un módulo de envasado convencional sin duplicar el número total de estaciones de trabajo. También es de interés que la solución propuesta sea implementable de forma simple, eso es sin aumentar la complejidad mecánica del aparato y en concreto de los medios de transferencia de los envases de una estación a otra.
También es un objetivo de la invención un aparato y un procedimiento más versátiles, fácilmente adaptables a los cambios de formato de los envases.
Asimismo, es un objetivo de la invención un aparato y un procedimiento más compactos en comparación con aquellos basados en una cadena de envasado simple o dúplex (con dos estaciones por operación a llevar a cabo sobre los envases y en donde se terminan dos envases por ciclo de avance de la cadena única).
Explicación de la invención
El aparato objeto de la invención es un aparato apto para el envasado de productos en envases preconfeccionados que comprende una estación de recepción de un envase o grupo de envases y al menos dos estaciones de trabajo que están dispuestas cada una a un lado de la citada estación de recepción, comprendiendo el aparato unos medios de transferencia de envases equipado con al menos dos grupos de sujeción preparados para sujetar en modo suspendido cada uno un correspondiente envase o grupo de envases y que son móviles entre al menos dos posiciones, una que coincide con la estación de recepción de envases y otra que coincide con una de las dos estaciones de trabajo, de forma que los medios de transferencia son capaces de despachar a un lado y a otro de la estación de recepción y a correspondientes estaciones de trabajo de forma alternativa los envases preconfeccionados recibidos en la citada estación de recepción.
Ventajosamente, mientras un primer grupo de sujeción está pendiente de sujetar un envase o grupo de envases en una ubicación diferente a la estación de recepción, el otro grupo de sujeción puede estar pendiente de recibir un nuevo envase o grupo de envases en la estación de recepción. Esto mejora significativamente la capacidad productiva del aparato y lo hace especialmente óptimo cuando la estación de recepción está equipada con medios para realizar una operación sobre el envase o grupo de envases que le son transferidos cuya duración es menor que aquella que se lleva a cabo en la estación o estaciones de trabajo dispuestas a cada lado de la citada estación de recepción.
Estas ventajas se hacen más evidentes cuando el accionamiento de los grupos de sujeción es individual, lo que significa que no necesariamente tienen que moverse al unísono, pudiendo estar temporalmente los grupos de sujeción cada uno en una estación diferente y no haber, por lo tanto, temporalmente ningún grupo de sujeción en la estación de recepción. Por lo tanto, en una variante de la invención el aparato tiene la capacidad de mover de forma individual los grupos de sujeción entre la estación de recepción y la estación o estaciones de trabajo.
En una variante, los medios de transferencia comprenden un elemento de carril o guía sobre el que están montados de forma deslizable y en los dos sentidos de transporte posibles los grupos de sujeción.
Siendo el movimiento que realizan los grupos de sujeción esencialmente en vaivén, el elemento de carril o guía puede describir una trayectoria abierta, preferiblemente recta.
Los grupos de sujeción pueden comprender cada uno parejas de brazos equipados cada uno con un dispositivo de pinza estando montado cada brazo de forma deslizable y en los dos sentidos de transporte posibles sobre el elemento de carril o guía. Cada pareja de brazos, mediante sus pinzas, se preocupa de recibir, sujetar y transportar un envase.
El accionamiento de cada grupo de sujeción puede ser mecánico y los brazos de cada grupo de sujeción tener capacidad de acercarse o alejarse entre sí. No obstante, es una variante preferida de la invención que cada brazo de cada grupo de sujeción sea accionable de forma individual a lo largo del elemento de carril o guía. En una variante del aparato, cada grupo de sujeción o en su caso cada brazo de cada grupo de sujeción es actuable de forma individual para su desplazamiento a lo largo del carril o guía por efecto de un campo magnético generado en el entorno de influencia de cada grupo de transporte o de cada brazo, comprendiendo el aparato unos medios programables de control capaces de comandar individualmente el desplazamiento de los citados grupos de sujeción o en su caso de cada brazo de cada grupo de transporte.
De acuerdo con esta variante, se simplifica la implementación de cambios de formato pudiendo adaptarse el aparato rápidamente a diferentes tamaños o configuraciones de envase.
En una forma de realización, al menos una estación de trabajo a cada lado de la estación de recepción está equipada con un grupo fijo de sujeción de envases a los que los grupos de sujeción móviles pueden transferir los envases sujetados cuando están en estático en coincidencia con las citadas estaciones de trabajo. Ventajosamente, los grupos de sujeción asociados pueden iniciar su retorno en vacío hacia la estación de recepción de envases aun cuando la operación que se lleva a cabo en las citadas estaciones de trabajo no haya terminado.
En una variante de la invención el aparato comprende una estación de trabajo a cada lado de la estación de recepción. La invención contempla también que el aparato comprenda más de una estación de trabajo a cada lado de la estación de recepción.
En una variante concreta, el aparato comprende dos estaciones de trabajo a cada lado de la estación de recepción y cada grupo de sujeción es móvil entre la estación de recepción de envases y cada una de las dos estaciones de trabajo dispuestas a un mismo lado de la estación de recepción, de forma que los medios de transferencia son capaces no sólo de despachar a un lado y a otro de la estación de recepción y a correspondientes estaciones de trabajo de forma alternativa los envases preconfeccionados recibidos en la citada estación de recepción sino también de transportarlos de una estación de trabajo a otra que le es contigua.
Según una característica de una variante de la invención simple, en la que se reciben y transfieren envases de uno en uno, el dispositivo de pinza asociado al brazo más alejado de la estación de recepción es retráctil, pudiendo adoptar una posición operativa (A) y una posición recogida (B) que permite el accionamiento del brazo asociado en dirección a la estación de recepción sin tener que apartar el envase de su posición natural de entrega.
En los casos en que se reciba y se transfieran grupos de envases en lugar de un envase cada vez, serán varias las pinzas que tendrán capacidad de retraerse o de retirarse para permitir el accionamiento de los brazos asociados en dirección a la estación de recepción sin interferir con el grupo de envases liberado instantes antes. En una variante, al menos dos de las estaciones de trabajo, una a cada lado o a ambos lados de la estación de recepción, están preparadas para llevar a cabo la misma operación sobre los envases. Se prevé también que la operación o alguna de las operaciones que se llevan a cabo a un lado de la estación de recepción difiera de las que se llevan a cabo al otro lado de la estación de recepción, de forma que puedan terminarse envases diferentes a un lado y a otro de la estación de recepción.
Asimismo, la invención contempla que el número de estaciones de trabajo a un lado y a otro de la estación de recepción sea diferente.
Preferiblemente, la estación de recepción está equipada con medios de llenado de los envases que le son transferidos. Según otro aspecto de la invención, se da a conocer un procedimiento para el envasado de productos en envases preconfeccionados empleando el aparato según la reivindicación 1 que comprende
a) transferir al menos un primer envase preconfeccionado a la estación de recepción de forma que es sujetado por un primer grupo de sujeción ubicado en una posición de espera en dicha estación de recepción;
b) mover este primer grupo de sujeción desde la estación de recepción a una primera estación de trabajo dispuesta a un primer lado de la estación de recepción transportando consigo el primer envase;
c) mover un segundo grupo de sujeción en vacío desde una estación de trabajo dispuesta a un segundo lado de la estación de recepción hasta la citada estación de recepción, ubicándolo en la citada posición de espera de la estación de recepción;
d) transferir al menos un segundo envase preconfeccionado a la estación de recepción de forma que es sujetado por el segundo grupo de sujeción ubicado en posición de espera en dicha estación de recepción;
e) mover este segundo grupo de sujeción desde la estación de recepción a una segunda estación de trabajo dispuesta al citado segundo lado de la estación de recepción transportando consigo el segundo envase; y
f) mover el primer grupo de sujeción en vacío desde una estación de trabajo dispuesta al primer lado de la estación de recepción hasta la citada estación de recepción.
En una variante preferida del procedimiento, al menos las operaciones b) y c) ó e) y f) se realizan total o parcialmente de forma simultánea.
Según una forma de realización, una estación a cada lado de la estación de recepción está preparada para sujetar el envase o grupo de envases que le son transferidos de forma que, con carácter previo al paso f) de mover el primer grupo de sujeción en vacío desde una de estas estaciones de trabajo hasta la citada estación de recepción comprende transferir el envase o los envases a la citada estación de trabajo.
En una variante de interés en la que hay una estación de trabajo a cada lado de la estación de recepción, en dicha estación de recepción se ejecuta sobre el envase o en su caso sobre el grupo de envases que es sujetado una acción de envasado, tal como una acción de llenado, con un tiempo asociado de ejecución t; y en cada una de la primera y la segunda estaciones de trabajo, cada una dispuesta a un lado de la estación de recepción, se ejecuta sobre el envase o envases que les son transferidos una misma acción de envasado diferente de la que se ejecuta en la estación de recepción, tal como una acción de cierre, con un tiempo asociado de ejecución T, donde t<T.
En otra variante de interés en la que hay a cada lado de la estación de recepción más de una estación de trabajo y un mismo grupo de sujeción procura el transporte de un envase o un grupo de envases de una estación de trabajo a otra que le es contigua, en la estación de recepción se ejecuta sobre el envase o envases que son sujetados una acción de envasado, tal como una acción de llenado, con un tiempo asociado de ejecución t; y en las estaciones de trabajo (3 y 33; 4 y 44) a un mismo lado de la estación de recepción se ejecutan sendas acciones de envasado diferentes de la que se ejecuta en la estación de recepción, con un tiempo acumulado asociado de ejecución Ta, donde t<Ta.
Es de interés que en las operaciones a) y d) el envase o envases sean transferidos abiertos a la estación de recepción. Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1 , es un dibujo que ilustra, de forma esquemática, un procedimiento para el envasado de productos en envases preconfeccionados según la invención, de acuerdo con una variante simple;
Las Figs. 2 y 3 muestran en perspectiva un aparato para la puesta en práctica del procedimiento ilustrado en la Fig. 1 , con tres estaciones de trabajo: una estación de recepción, centrada y equipada con un grupo de llenado de envases; y dos estaciones de trabajo cada una a un lado de la estación de recepción y equipadas con sendos grupos de cierre de envases;
Las Figs. 4 a 20, muestran una posible secuencia de operaciones de entre todas las posibilidades que ofrece el aparato de las Figs. 2 y 3, que ejemplifican el procedimiento de la invención;
La Fig. 21 , muestra esquemáticamente la disposición de las estaciones de trabajo en un aparato de acuerdo con otras formas de realización que cuenta con una estación de recepción, centrada; y con dos estaciones de trabajo a cada lado de la citada estación de recepción; y
La Fig. 22 ilustra esquemáticamente otra variante de la invención en la que son más de un envase a la vez los que se suministran y transportan a un lado y otro de la estación de recepción.
Descripción detallada de la invención
La Fig. 1 ilustra de forma esquemática un procedimiento para el envasado de productos en envases preconfeccionados de acuerdo con una variante simple de la invención. El procedimiento de la Fig. 1 se basa en disponer dos estaciones de trabajo 3, 4 cada una a un lado de una estación de recepción 2 de envases; y en despachar a un lado y a otro de la citada estación de recepción 2, a las estaciones de trabajo 3 y 4, de forma alternativa los sucesivos envases 100, 101 , 102, 103 y siguientes que son recibidos en la citada estación de recepción 2.
Las Figs. 2 y 3 muestran un aparato 1 para la puesta en práctica de esta variante simple del procedimiento según diferentes puntos de vista y adoptando sus partes o componentes móviles la misma posición instantánea. Este aparato 1 comprende un bastidor 13 que sirve de soporte para unos medios de transferencia 5 de envases basado en un motor lineal capaz de procurar el desplazamiento individual y controlado de una pluralidad de seguidores por acople magnético.
Sistemas de este tipo vienen descritos en la literatura desde hace tiempo por ejemplo en el documento de patente US 6191507, que describe un carril formado por secciones de pista interconectadas, formando una pista continua, en el que cada sección de pista cuenta con una pluralidad de bobinas de control individual distribuidas a lo largo de la longitud del mismo y en el que una pluralidad de seguidores con imanes viaja de manera independiente por el citado carril. No obstante, los sistemas de control individualizado, mediante el empleo de sensores de posición no fueron perfeccionados hasta años más tarde para su implantación de una forma económica y técnicamente asumible en el campo del envasado, como ejemplifica el documento de patente US 6876107.
En el aparato 1 los citados medios de transferencia 5 comprenden el elemento carril o guía 8, sujeto al bastidor 13, y los seguidores están configurados en la forma de brazos 6a, 6b, 7a y 7b que agrupados por parejas determinan un primer y un segundo grupos de sujeción 6 y 7, respectivamente, al estar equipados cada brazo con un dispositivo de pinza 9 capaz de prender un canto lateral de un envase 100, 101 del tipo flexible, por ejemplo, configurado en la forma de sobre plano o sobre stand-up. En las Figs. 2 y 3, el primer grupo de sujeción 6 mediante la cooperación de las pinzas 9 de los brazos 6a y 6b se preocupa de la sujeción del envase 101 ; y el segundo grupo de sujeción 7 mediante la cooperación de las pinzas 9 de los brazos 7a y 7b se preocupa de la sujeción del envase 100. El aparato 1 comprende unos medios programables de control 10, ilustrados esquemáticamente en las Figs. 2 y 3, que gobiernan el desplazamiento coordinado de las parejas de brazos 6a y 6b, 7a y 7b, así como del accionamiento de las pinzas 9 asociadas, de forma que son capaces de mover los grupos de sujeción 6 y 7 a lo largo del elemento de carril o guía 8 y accionar las pinzas 9 para prender o liberar envases. En la práctica esto permite recibir envases; moverlos y liberarlos donde se requiera a lo largo del elemento carril o guía 8.
A diferencia de los módulos de envasado conocidos, que emplean un elemento de carril o guía que describe una trayectoria circular para que el grupo de sujeción que mueve un envase hasta el final de una cadena pueda volver a adoptar una posición de partida y sujetar un nuevo envase, en el aparato 1 de las Figs. 2 y 3 el elemento de carril o guía 8 no describe una trayectoria cerrada. Es una particularidad de este aparato 1 el hecho de que comprende una estación de recepción 2 de envases centrada y dos estaciones de trabajo 3, 4 que están dispuestas cada una a un lado de la citada estación de recepción 2.
El primer y el segundo grupos de sujeción 6, 7 se moverán cada uno en vaivén entre esta estación de recepción 2 y una de las estaciones de trabajo 3 y 4, respectivamente, de forma que los medios de transferencia 5 despacharán a un lado y a otro de la estación de recepción 2 y a las estaciones de trabajo 3 y 4 de forma alternativa los envases preconfeccionados recibidos en la citada estación de recepción 2.
En el aparato 1 de ejemplo, la estación de recepción 2 está equipada con un grupo de llenado 200 (ilustrado de forma esquemática en la Fig. 1) y cada una de las estaciones de trabajo 3 y 4 están equipadas con sendos grupos idénticos de cierre 15 de envases, montados suspendidos en el bastidor 13.
De forma conocida, estos grupos de cierre 15 de envases comprenden cada uno un par de mordazas 15a, 15b de soldadura capaces de aplicar calor y presión sobre las paredes yuxtapuestas de los envases para producir su cierre por termo soldadura. Las mordazas 15a, 15b quedan dispuestas a un nivel por encima de las pinzas 9 cuando los grupos de sujeción 6, 7 disponen el envase a cerrar en las estaciones de trabajo 3 y 4, de forma que simultáneamente a producir el cierre de los envases ejercen la función de sendos grupos fijos de sujeción de envases a los que los grupos de sujeción 6, 7 móviles pueden transferir los envases 100, 101 sujetados cuando están en estático en coincidencia con las citadas estaciones de trabajo 3, 4.
En el aparato 1 , de forma ventajosa, aunque la operación de cierre que se lleva a cabo sobre el envase 100 en la estación de trabajo 4 dispuesta a un lado de la estación de recepción 2 requiere de un tiempo de ejecución T superior al tiempo de ejecución t que requiere la operación de llenado de un nuevo envase 101 entregado al aparato y que se lleva a cabo en la estación de recepción 2, esto no condiciona el número de envases terminados por ciclo ya que el aparato 1 está en condiciones de despachar este nuevo envase 101 lleno a la estación de trabajo 3 dispuesta al otro lado de la estación de recepción 2 mientras la estación de trabajo 4 termina su operación de cierre sobre el envase 100.
En las Figs. 4 a 20 se explica en mayor detalle una posible secuencia de trabajo del aparato 1 de las Figs. 2 y 3.
La Fig. 4 ilustra la posición inicial de arranque del aparato 1 en la que el grupo de sujeción 7 formado por el par de brazos 7a y 7b, con sus pinzas 9 en posición abierta, está ubicado en la estación de recepción 2 preparado para recibir un envase 100 en posición abierta.
La Fig. 5 muestra la recepción del envase 100 en la estación de recepción 2, que se mantendrá sujeto suspendido por las pinzas 9 de los brazos 7a y 7b mientras se procede a la operación de llenado del envase 100. Terminada la operación de llenado en la estación de recepción 2 se moverán de forma coordinada los brazos 7a y 7b para transferir el envase 100 a la estación de trabajo 4 dejando libre la estación de recepción 2 para que el grupo de sujeción 6 pueda moverse a dicha estación a la espera de recibir un nuevo envase, tal y como ilustran la Figs. 6 a 8.
En el instante de la Fig. 8 puede observarse que al poder moverse individualmente los brazos 7a y 7b del grupo de sujeción 7, aumentando ligeramente su distancia, es posible tirar de los cantos del envase 100 sujetado, alejándolos entre sí para cerrar la embocadura del envase 100. Mientras en la estación de trabajo 4 el grupo de cierre 15 procede a cerrar el envase 100, el grupo de sujeción 6 que sujeta el envase 101 puede iniciar su desplazamiento en dirección a la estación de trabajo 3 para transferir a esta estación de trabajo 3 el envase 101 una vez se haya completado la operación de llenado en la estación de recepción 2, tal y como ilustran las Figs. 9 a 12.
En el instante de la Fig. 10 puede observarse que al quedar prendido el envase 100 por las mordazas 15a y 15b del grupo de cierre 15, las pinzas 9 del grupo de sujeción 7 pueden abrirse para liberar el envase pudiendo iniciar el grupo de sujeción 7 su movimiento de retorno a la estación de recepción 2, aun cuando no haya terminado la operación de cierre, ganando tiempo para disponer el aparato 1 listo para recibir un nuevo envase.
En el instante de la Fig. 1 1 puede observarse además que la pinza asociada al brazo 7a más alejado de la estación de recepción 2 es retráctil, pudiendo adoptar una posición operativa (A) (ilustrada en la Fig. 10) y una posición recogida (B) (ilustrada en esta Fig. 11) que permite el accionamiento del brazo asociado 7a en dirección a la estación de recepción 2 sin verse obstaculizado este movimiento por la posición que ocupa el envase 100 mientras se termina la operación de cierre en la estación de trabajo 4.
A partir de la situación representada en la Fig.12 se repite el ciclo de trabajo del aparato 1 , ilustrándose en la secuencia de las Figs. 13 a 20 como el grupo de sujeción 7 recibe un nuevo envase 102 en la estación de recepción 2 y procura su desplazamiento, una vez lleno este envase 102, a la estación de trabajo 4 todo ello mientras en la estación de trabajo 3 se continúa ejecutando la operación de cierre del envase 101.
Aunque en el aparato de ejemplo la estación de recepción 2 está preparada para realizar una operación de llenado de los envases que son entregados al aparato 1 y las estaciones de trabajo 3 y 4 están preparadas para realizar una operación de cierre sobre los envases, la invención es de aplicación en aparatos que realicen otro tipo de operaciones sobre los envases, o incluso en aparatos cuyas estaciones de trabajo estén preparadas para realizar más de una operación sobre los envases, por ejemplo las operaciones de desalojar oxígeno de los envases y de llenado; o de cierre de los envases y aplicación de un tapón o similar.
Igualmente, la invención también prevé que pueda haber más de una estación de trabajo a cada lado de la estación de recepción 2, como ilustraría de forma esquemática la Fig. 21 , que esquemáticamente ilustra la disposición en un aparato según la invención de una estación de recepción 2 a un lado de la cual están ubicadas dos estaciones de trabajo 3 y 33; y al otro lado de la cual están ubicadas dos estaciones de trabajo 4 y 44.
En el caso del ejemplo mostrado en la Fig. 21 , se prevé que un primer grupo de sujeción, con sus brazos 6a y 6b, sujete un envase 100 recibido en la estación de recepción 2 y lo transporte de forma secuencial primero a la estación de trabajo 3 y después a la estación de trabajo 33, donde será transferido a un grupo fijo de sujeción 11 que prenderá el envase al menos durante parte de la operación que se ejecute en esta estación 33, para luego retornar a la estación de recepción 2 y ocuparse de un tercer envase 102 porque, de forma coordinada con el primer grupo de sujeción, un segundo grupo de sujeción, con sus brazos 7a y 7b, habrá ya sujetado un segundo envase 101 recibido en la estación de recepción 2 mientras el primer grupo de sujeción 6 no se encontraba en esta misma posición y habrá iniciado su transporte también de forma secuencial primero a la estación de trabajo 4 y después a la estación de trabajo 44, donde será transferido a un grupo fijo de sujeción 12 que prenderá el envase al menos durante parte de la operación que se ejecute en esta estación 44, para luego retornar a la estación de recepción 2 y ocuparse de un cuarto envase, y así sucesivamente.
Las operaciones que se llevan a cabo en la estación de recepción 2 y en las estaciones de trabajo 3, 33, 4 y 44 pueden ser diversas, habiéndose ilustrado únicamente a título de ejemplo una operación de llenado para la estación de recepción 2; operaciones de desalojo de oxígeno en las estaciones 3 y 4; y operaciones de cierre en las estaciones 33 y 44. Al igual que en el aparato 1 del ejemplo de las Figs. 2 y 3, los mismos grupos que procuran el cierre de los envases en las estaciones 33 y 44 pueden ejercer la función de grupos fijos de sujeción 1 1 y 12. El tipo de producto a envasar determinará las necesidades que requiere la operación de envasado. Así, por ejemplo, en otra variante alternativa en las estaciones 3 y 4 pueden llevarse a cabo operaciones de llenado de los envases con un producto diferente al que se introduce en la estación de recepción 2, de forma que el procedimiento según la invención deviene también óptimo para los casos en que deben introducirse más de un producto en cada envase.
Esta variante con más de una estación de trabajo a cada lado de la estación de recepción deviene de particular interés cuando el tiempo acumulado Ta que necesitan las estaciones de trabajo dispuestas a un mismo lado de la estación de recepción es mayor al tiempo de ejecución t que requiere la operación que se lleva cabo sobre el envase o grupo de envases en la estación de recepción 2. Como ya se ha avanzado anteriormente, tanto el procedimiento como el aparato que son objeto de la invención son aptos para trabajar simultáneamente sobre más de un envase a la vez.
En esta línea la Fig. 22 ejemplifica un procedimiento en el que son grupos de más de un envase, en este caso grupos de dos, que se suministran a la estación de recepción 2, y que serán operados o manipulados en esta estación de recepción 2, por ejemplo, para su llenado. De forma análoga a las versiones del procedimiento antes explicadas, los grupos de envases suministrados serán transferidos de forma alternativa a un lado y a otro de la estación de recepción, en este caso a las estaciones 3 y 4 que a tal efecto estarán equipadas para atender y operar a la vez sobre todos los envases del grupo transferido.
La puesta en práctica tan sólo requiere duplicar la capacidad de las estaciones de recepción y de trabajo, que naturalmente pueden ser más de una a cada lado de la estación de recepción, así como equipar a la máquina de grupos de sujeción también preparados para sujetar y transportar grupos de envases en lugar de un envase individual. En el ejemplo ilustrado en la Fig. 22 esto requiere que cada grupo de sujeción disponga de dos pares de brazos cada uno, referenciados en la Fig. 22 como 6a y 6b; 6c y 6d para un primer grupo de sujeción y 7a y 7b; 7c y 7d para un segundo grupo de sujeción.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1. - Un aparato (1) para el envasado de productos en envases (100, 101) preconfeccionados, caracterizado porque comprende una estación de recepción (2) de un envases o grupo de envases y al menos dos estaciones de trabajo (3, 4) que están dispuestas cada una a un lado de la citada estación de recepción, comprendiendo el aparato unos medios de transferencia (5) de envases equipado con al menos dos grupos de sujeción (6, 7) preparados para sujetar en modo suspendido cada uno el correspondiente envase o grupo de envases y que son móviles entre al menos dos posiciones, una que coincide con la estación de recepción (2) de envases y otra que coincide con una de las dos estaciones de trabajo (3 ó 4), de forma que los medios de transferencia son capaces de despachar a un lado y a otro de la estación de recepción y a correspondientes estaciones de trabajo de forma alternativa los envases preconfeccionados recibidos en la citada estación de recepción.
2. - Un aparato (1) según la reivindicación anterior, caracterizado porque el aparato tiene la capacidad de mover de forma individual los grupos de sujeción (6, 7) entre la estación de recepción (2) y al menos la estación o estaciones de trabajo (3; 4) a un mismo lado de la estación de recepción.
3. - Un aparato (1) según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque los medios de transferencia (5) comprenden un elemento de carril o guía (8) sobre el que están montados de forma deslizable y en los dos sentidos de transporte posibles los grupos de sujeción (6, 7).
4. - Un aparato (1) según la reivindicación anterior, caracterizado porque el elemento de carril o guía (8) describe una trayectoria abierta, preferiblemente recta.
5. - Un aparato (1) según las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizado porque los grupos de sujeción (6, 7) comprenden cada uno al menos dos brazos (6a, 6b; 7a, 7b) equipados cada uno con un dispositivo de pinza (9) estando montado cada brazo (6a, 6b; 7a, 7b) de forma deslizable y en los dos sentidos de transporte posibles sobre el elemento de carril o guía (8).
6. - Un aparato (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque cada grupo de sujeción (6, 7) y en su caso cada brazo (6a, 6b; 7a, 7b) de cada grupo de sujeción es accionable de forma individual a lo largo del elemento de carril o guía (8).
7. - Un aparato (1) según la reivindicación anterior, caracterizado porque cada grupo de sujeción (6, 7) o en su caso cada brazo (6a, 6b; 7a, 7b) de cada grupo de sujeción es actuable de forma individual para su desplazamiento a lo largo del carril o guía por efecto de un campo magnético generado en el entorno de influencia de cada grupo de sujeción o de cada brazo, comprendiendo el aparato unos medios programables de control (10) capaces de comandar individualmente el desplazamiento de los citados grupos de sujeción (6, 7) o en su caso de cada brazo (6a, 6b; 7a, 7b) de cada grupo de sujeción.
8. - Un aparato (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos una estación de trabajo (3, 4) a cada lado de la estación de recepción (2) está equipada con un grupo fijo de sujeción (1 1 , 12) de envases a los que los grupos de sujeción (6, 7) móviles pueden transferir los envases (100, 101) sujetados cuando están en estático en coincidencia con las citadas estaciones de trabajo (3, 4).
9. - Un aparato (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende dos estaciones de trabajo (3, 33; 4, 44) a cada lado de la estación de recepción (2), y porque cada grupo de sujeción (6, 7) es móvil entre la estación de recepción (2) de envases y cada una de las dos estaciones de trabajo (3 y 33; 4 y 44) dispuestas a un mismo lado de la estación de recepción, de forma que los medios de transferencia (5) son capaces no sólo de despachar a un lado y a otro de la estación de recepción y a correspondientes estaciones de trabajo de forma alternativa los envases preconfeccionados recibidos en la citada estación de recepción sino también de transportarlos de una estación de trabajo a otra (3 a 33; 4 a 44) que le es contigua.
10. - Un aparato (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 9, caracterizado porque el dispositivo de pinza (9') asociado al brazo (6a, 7a) más alejado de la estación de recepción (2) es retráctil, pudiendo adoptar una posición operativa (A) y una posición recogida (B) que permite el accionamiento del brazo asociado (6a, 7a) en dirección a la estación de recepción (2) sin tener que apartar el envase de su posición natural de entrega.
1 1. - Un aparato (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos dos de las estaciones de trabajo (3 y 4), una a cada lado de la estación de recepción (2), están preparadas para llevar a cabo la misma operación sobre los envases (100 y 101).
12. - Un aparato (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la estación de recepción (2) está equipada con medios de llenado (200) de los envases que le son transferidos.
13. - Un procedimiento para el envasado de productos en envases preconfeccionados empleando el aparato según la reivindicación 1 que comprende
a) transferir al menos un primer envase (100) preconfeccionado a la estación de recepción (2) de forma que es sujetado por un primer grupo de sujeción (6) ubicado en una posición de espera en dicha estación de recepción;
b) mover este primer grupo de sujeción (6) desde la estación de recepción (2) a una primera estación de trabajo (3) dispuesta a un primer lado de la estación de recepción transportando consigo el primer envase (100);
c) mover un segundo grupo de sujeción (7) en vacío desde una estación de trabajo (4 ó 44) dispuesta a un segundo lado de la estación de recepción (2) hasta la citada estación de recepción, ubicándolo en la citada posición de espera de la estación de recepción;
d) transferir al menos un segundo envase (101) preconfeccionado a la estación de recepción (2) de forma que es sujetado por el segundo grupo de sujeción (7) ubicado en posición de espera en dicha estación de recepción;
e) mover este segundo grupo de sujeción (7) desde la estación de recepción (2) a una segunda estación de trabajo (4) dispuesta al citado segundo lado de la estación de recepción (2) transportando consigo el segundo envase (101); y f) mover el primer grupo de sujeción (6) en vacío desde una estación de trabajo (3 ó 33) dispuesta al primer lado de la estación de recepción (2) hasta la citada estación de recepción.
14.- Un procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque al menos las operaciones b) y c) ó e) y f) no son coincidentes o son sólo parcialmente coincidentes en el tiempo.
15.- Un procedimiento según la reivindicación 13 o 14, caracterizado porque con carácter previo al paso f) de mover el primer grupo de sujeción (6) en vacío desde una estación de trabajo (3 ó 33) dispuesta al primer lado de la estación de recepción (2) hasta la citada estación de recepción comprende transferir el envase o el grupo de envases (100) a la citada estación de trabajo (3 ó 33).
16. - Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque en la estación de recepción (2) se ejecuta sobre el envase que es sujetado (100 ó 101), o en su caso sobre el grupo de envases que es sujetado, una acción de envasado, tal como una acción de llenado, con un tiempo asociado de ejecución t; y porque en cada una de la primera y la segunda estaciones de trabajo (3 y 4), cada una dispuesta a un lado de la estación de recepción, se ejecuta sobre el envase o envases que les son transferidos una misma acción de envasado diferente de la que se ejecuta en la estación de recepción, tal como una acción de cierre, con un tiempo asociado de ejecución T, donde t<T.
17. - Un procedimiento según las reivindicaciones 13 ó 14, caracterizado porque habiendo a cada lado de la estación de recepción (2) más de una estación de trabajo (3 y 33; 4 y 44) y transportando un mismo grupo de sujeción (6, 7) un mismo envase, o un grupo de envases, de una estación de trabajo a otra que le es contigua, en la estación de recepción (2) se ejecuta sobre el envase o envases que son sujetados (100 ó 101) una acción de envasado, tal como una acción de llenado, con un tiempo asociado de ejecución t; y porque en las estaciones de trabajo (3 y 33; 4 y 44) a un mismo lado de la estación de recepción se ejecutan sendas acciones de envasado diferentes de la que se ejecuta en la estación de recepción, con un tiempo acumulado asociado de ejecución Ta, donde t<Ta.
18.- Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a
17, caracterizado porque en las operaciones a) y d) el envase (100; 101) es transferido abierto a la estación de recepción (2).
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