"UNIDADE PARA AGRUPAR EMBALAGENS AO LONGO DE UM TRAJETO DE TRANSFERÊNCIA" CAMPO TÉCNICO
A presente invenção é relativa a uma unidade para agrupar embalagens ao longo de um trajeto de transferência.
Na descrição e reivindicações a seguir, o termo "embalagem" é utilizado em seu sentido o mais amplo, para indicar qualquer recipiente para embalar produtos alimentícios líquidos ou derramáveis e portanto, inclui não apenas pacotes feitos de material folha de diversas camadas e similares, aos quais referência é feita daqui em diante puramente à guisa de exemplo, porém também garrafas de vidro ou de plástico, latas e etc.
FUNDAMENTOS DA TÉCNICA
Como é conhecido, diversos produtos alimentícios derramáveis tais como suco de frutas, leite UHT (tratado em temperaturaultra-elevada), vinho, molho de tomate e etc, são vendidos em embalagens feitas de material folha de embalagem esterilizada.
Um exemplo típico deste tipo de embalagem é a embalagem conformada em paralelepípedo para produtos alimentícios líquidos ou derramáveis conhecidos como Tetra Brik Aseptic (marca comercial registrada) que é feita dobrando e vedando material de embalagem em tira laminada. O material de embalagem tem uma estrutura de diversas camadas que compreendem uma camada de material flbroso, por exemplo papel, coberta em ambos os lados com camadas de material plástico de vedação térmica, por exemplo polietileno. No caso de embalagens assépticas para produtos de longa armazenagem tal como leite UHT, o material de embalagem compreende uma camada de material barreira a oxigênio, por exemplo folha de alumínio, que é superposto sobre uma camada de material plástico de vedação a quente, e é por sua vez coberta com uma outra camada de material plástico de vedação térmica, eventualmente formando a faceinterna da embalagem que contata o produto alimentício.
Como é conhecido, embalagens deste tipo são produzidas em linhas de embalagem completamente automáticas, nas quais um tubo contínuo é formado a partir do material de embalagem alimentado em tela; a tela de material de embalagem é esterilizada, por exemplo aplicando um agente químico de esterilização tal como uma solução de peróxido de hidrogênio, a qual é removida em seguida das superfícies do material de embalagem, por exemplo evaporado por aquecimento; e a tela de material de embalagem assim esterilizada é mantida em um ambiente fechado e estéril, e é dobrada e vedada longitudinalmente para formar um tubo vertical.
O tubo é enchido com o produto alimentício processado estéril, ou esterilizado, e é vedado e em seguida cortado ao longo de seções transversais igualmente espaçadas, para formar embalagens "travesseiro" que são dobradas mecanicamente para formar respectivas embalagens acabadas, por exemplo, substancialmente conformadas em paralelepípedo.
Alternativamente, o material de embalagem pode ser cortado em moldes, os quais são conformados em embalagens em fusos de conformação, e as embalagem são enchidas com o produto alimentício e vedadas. Um exemplo deste tipo de embalagem é a assim chamada "embalagem tipo cumeeira" conhecida pelo nome comercial Tetra Rex (marca comercial registrada).
Em ambos os casos acima, as embalagens acabadas são alimentadas sucessivamente para uma unidade de agrupamento onde elas são formadas em grupos separados de um dado número, que são eventualmente embalados em material de embalagem, por exemplo, papelão ou filme plástico, para formar pacotes respectivos para transporte para retalhistas.
Mais especificamente as embalagem são alimentadas para a unidade de agrupamento em linhas paralelas à direção de passeio, e são acumuladas temporariamente em uma estação de recebimento; um númeropredeterminado de embalagens na estação de recebimento é então alimentado sobre um transportador para transferência para uma estação de saída. Ao longo do trajeto definido pelo transportador, as embalagens em cada grupo são alinhadas em uma ou mais linhas transversais à direção de passeio e são, então, empurradas para a estação de saída onde elas são embaladas em material de embalagem para formar um pacote relativo.
Um exemplo de uma unidade de agrupamento conhecida, adequada para agrupar garrafas plásticas, está ilustrado na Patente U.S. 6.793.064.
Mais especificamente, a unidade acima compreende substancialmente uma correia transportadora contínua que tem que um ramal de transporte plano reto, sobre o qual as garrafas são alimentadas a intervalos de tempo predeterminados e em grupos de um número predeterminado para transferência para uma estação de embalagem a jusante, onde cada grupo degarrafas assim formado é embalado para distribuição para retalhistas.
Quando elas são alimentadas para a estação de embalagem, as garrafas em cada grupo são primeiro alinhadas em uma configuração específica, e são então empurradas naquela configuração para a estação de embalar. Isto é feito por meio de dois mecanismos separados - um mecanismo de alinhamento e um mecanismo de empurrar - arranjados em sucessão na direção de passeio das garrafas.
O mecanismo de alinhamento é localizado sobre o transportador e compreende um número de barras de alinhamento que se estendem transversais à direção de passeio das garrafas, e que são alimentadas por um dispositivo de acionamento de corrente ao longo de um trajeto sem-fim que tem uma porção voltada para e paralela ao ramal de transporte do transportador.
Cada grupo de garrafas alimentadas sobre o transportador vem para repouso contra uma barra relativa de alinhamento de jusante que passeiamais lenta do que o transportador.
As barras de alinhamento, portanto, fornecem desaceleração das garrafas ligeiramente em relação à velocidade do transportador, de modo a compactar as garrafas na direção de passeio e alinhá-las para uma ou mais linhas transversalmente à direção de passeio. As barras de alinhamento também impedem que as garrafas tombem sobre o transportador.
O mecanismo da empurrar é localizado sobre o transportador e a jusante do mecanismo de alinhamento na direção de passeio das garrafas e, como o mecanismo de alinhamento, compreende um número de barras de empurrar que se estendem transversais à direção de passeio das garrafas e que são alimentadas por meio de um outro dispositivo de acionamento de corrente ao longo de um trajeto sem-fim que tem uma porção voltada e paralela ao ramal de transporte do transportador.
Onde as barras de alinhamento liberam os grupos relativos de garrafas, cada barra de empurrar interage com o lado de montante das garrafas em cada grupo, para empurrar o grupo para a estação de empacotamento na mesma velocidade que o transportador.
Unidades conhecidas do tipo descrito acima têm um número relativamente grande de partes móveis, o que significa procedimentos complexos de ajustamento e sincronização, e custos de manutenção relativamente elevados e também são de volume considerável.
DIVULGAÇÃO DA INVENÇÃO
É um objetivo da presente invenção fornecer uma unidade de agrupamento de embalagens projetada para fornecer uma solução direta de baixo custo para as desvantagens anteriormente mencionadas associadas tipicamente com unidades conhecidas.
De acordo com a presente invenção, é fornecida uma unidade para agrupar embalagens ao longo de um trajeto de transferência, como reivindicado na reivindicação 1.BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Uma configuração não limitativa preferencial da presente invenção será descrita à guisa de exemplo com referência aos desenhos que acompanham, nos quais:
A Figura 1 mostra uma vista em perspectiva com partes removidas para clareza de uma unidade de agrupamento de embalagens de acordo com os ensinamentos da presente invenção;
As Figuras 2 e 3 mostram vistas laterais da unidade da Figura 1 em duas diferentes condições operacionais interagindo com as embalagens.
MELHOR MODO DE REALIZAR A INVENÇÃO
O número 1 nos desenhos que acompanham indica, como um todo, uma unidade de acordo com a presente invenção para agrupar embalagens 2 ao longo de um trajeto de transferência T - no exemplo mostrado, um trajeto de transferência reto. Mais especificamente, a unidade 1 fornece embalagens separadas 2, em grupos 3, de um número e configuração predeterminados para suprir uma unidade de embalar 4 (mostrada apenas parcialmente), onde grupos 3 são embalados em material de embalagem (não mostrado), por exemplo, papelão ou filme plástico, para formar pacotes relativos para transporte para retalhistas.
No exemplo mostrado, as embalagens 2 são definidas por pacotes conformados em paralelepípedo, feitos como descrito anteriormente em detalhes, de material de embalagem em folha de diversas camadas, que são enchidas com um produto alimentício derramável, tal como leite pasteurizado UHT, suco de frutas, vinho e etc, e vedadas.
Alternativamente, as embalagens 2 podem ser definidas por um número de pacotes mantidos juntos por material de embalagem, por exemplo filme plástico, ou podem ser definidas por outros tipos de recipientes de embalagem tais como garrafas, latas e etc.
A unidade 1 compreende substancialmente uma estação deentrada 5 para receber embalagens 2 arranjadas em linhas longitudinais paralelas ao trajeto T, uma estação de saída 6 para grupos 3 que compreendem um dado número de embalagens 2 a partir de linhas longitudinais respectivas e alinhadas em uma ou mais linhas transversais ao trajeto T; um transportador 8 que define uma superfície transportadora móvel 9 alimentada em intervalos predeterminados com um número de embalagens 2 igual àquele de cada grupo 3, e que alimenta embalagens 2 a partir da estação de entrada 5 para a estação de saída 6 ao longo do trajeto T; e um dispositivo de alinhamento que interage com embalagens 2 no transportador 8 para alinhá-las em uma ou 10 mais linhas transversais ao trajeto T quando elas viajam no sentido da estação de saída 6.
Mais especificamente as embalagens 2 são alimentadas para uma estação de entrada 5 por uma correia transportadora operada em etapas 11, e uma vez formadas em grupos separados 3, são alimentadas a partir da estação de saída 6 sobre uma outra correia transportadora 12 que faz parte da unidade de embalar 4 e mostrada somente parcialmente nos desenhos que acompanham.
Mais especificamente o transportador 11 compreende uma correia 13 enrolada ao redor de um número de roletes 14, no mínimo um dos quais é mecanizado e que define para as embalagens 2 uma superfície de transporte superior plana horizontal 15 coplanar com e a montante da superfície de transporte 9 do transportador 8. Mais especificamente, quando elas viajam no transportador 11 as embalagens 2 são mantidas em linhas longitudinais paralelas ao trajeto T por meio de um número de canais fixos 16 formados no topo da superfície de transporte 15. Cada canal 16 é limitado por duas paredes guia laterais entre as quais é alimentada uma linha longitudinal relativa de embalagens 2 que repousam na superfície de transporte 15.
De maneira conhecida, o transportador 11 é acionado por meio de um servo-motor (não mostrado) por intervalos de tempo de uma extensãoque depende do número de embalagens 2 a serem alimentadas em cada etapa de acionamento do transportador 11 para a estação de entrada 5, para formar um grupo relativo 3. Isto é, para cada etapa de acionamento do transportador 11 um dado número de embalagens 2 são transferidas desde uma porção de jusante da superfície de transporte 15 do transportador 11 para a estação de entrada 5 da unidade 1 definida por uma porção de montante da superfície de transporte 9 do transportador 8. Cada etapa de acionamento é seguida por uma pausa, na qual embalagens 2 são acumuladas sobre dita porção de jusante da superfície de transporte 15.
O número de embalagens 2 alimentadas para o transportador 8 é controlado de maneira conhecida por meio de sensores, por exemplo sensores óticos (não mostrado nos desenhos) porém não sendo essencial para um entendimento claro da presente invenção.
Preferivelmente um elemento de retenção 20, ativado de maneira síncrona com as pausas do transportador 11, é fornecido para sustentar a fila de embalagens 2 que espera para ser alimentada para a estação de entrada 5.
Mais especificamente, o elemento de retenção 20 é definido por uma placa que, vista da lateral, é na forma de um L invertido, e gira ao redor de um eixo fixo A, perpendicular à direção de passeio das embalagens 2 entre uma posição de liberação levantada (Figura 3) na qual ela desengata embalagens 2 para permitir acesso livre ao transportador 8, e uma posição de retenção abaixada (Figuras 1 e 2) na qual ela opera em conjunto com o topo e frente da linha transversal de embalagens 2, imediatamente a montante da estação de entrada 5, para impedir que ela se mova no sentido do transportador 8.
Mais especificamente com referência à direção de passeio das embalagens 2, o elemento de retenção 20 é articulado ao redor do eixo A por meio de uma aresta extrema de montante, e compreende uma primeira porção23 limitada de um lado por dita aresta extrema e que é posicionada voltada para e paralela à superfície de transporte 15 do transportador 11 para operar em conjunto com uma parede superior das embalagens 2; e uma segunda porção 24 que se estende perpendicularmente a partir de uma aresta extrema, oposta ao eixo A, da porção 23, e que opera em conjunto com a porção superior das respectivas paredes frontais de embalagens 2 adjacente à estação de entrada 5. O elemento de retenção 20 é movido entre as posições de liberação e de retenção por meio de um atuador conhecido 26 não descrito em detalhe.
As embalagens 2 em cada grupo 3 são alinhadas enquanto no transportador 8, o qual é preferivelmente um transportador de correia e é acionado de maneira contínua em velocidade constante ou variável por meio de um servo-motor conhecido (não mostrado).
O transportador 8 compreende substancialmente uma correia 30 enrolada ao redor de um número de roletes 31, no mínimo um dos quais é conectado a um servo-motor e que define a superfície de transporte superior para embalagens 2.
A estação de saída 6 é definida de maneira vantajosa por meio de uma superfície de desaceleração 32 coplanar com e a jusante da superfície de transporte 9 e que desacelera grupos 3 de embalagens 2 antes de transferência para a unidade de embalar 4.
A superfície de desaceleração 32 é definida preferivelmente por meio de uma superfície horizontal fixa 33 interposta entre os transportadores 18 e 12.
Alternativamente, a superfície de desaceleração 32 pode ser definida por uma superfície móvel que se move mais lenta do que a superfície de transporte 9, ou somente a superfície 9.
O dispositivo de alinhamento 10 compreende um ou mais elementos barra 35 que se estendem perpendicularmente à direção de passeiodas embalagens 2, se movem de forma cíclica ao longo de um trajeto R que tem uma porção Ri paralela ao trajeto T a partir da estação de entrada 5 para a estação de saída 6, e cada um define uma superfície de alinhamento 36 contra a qual em cada ciclo as embalagens 2 de um grupo relativo de montante 3 vêm para repouso e são alinhadas em uma ou mais linhas transversais ao trajeto T.
No exemplo mostrado, elementos barra 35 são seis em número e são ajustados e igualmente espaçados a um transportador de corrente 37 localizado sobre a superfície de transporte 9 do transportador 8 e sobre a superfície de desaceleração 32.
Mais especificamente, o transportador 37 compreende duas correntes sem-fim idênticas 38 que se estendem em lados opostos de superfícies de transporte 9 do transportador 8 e a superfície de desaceleração 32 e elementos barra suporte 35 entre elas.
Cada corrente 38 é enrolado ao redor de um número relativo de roletes 39 para assumir uma configuração grosseiramente retangular com um dos lados paralelos à superfície de transporte 9 do transportador 8 e à superfície de desaceleração 32, e dois lados perpendiculares às superfícies 9, 32.
Correntes 38 são acionadas de maneira contínua em velocidade constante ou variável por meio de um servo-motor conhecido (não mostrado), e definem o trajeto R dos elementos barra 35, o qual no exemplo mostrado é um trajeto retangular com um lado paralelo ao trajeto T.
No mínimo quando interagindo com embalagens 2, cada elemento de barra 35 é avançado por meio de correntes 38 mais lento que, ou no máximo na mesma velocidade que a superfície de transporte 9.
De maneira vantajosa, cada elemento de barra 35 também compreende a jusante uma superfície de empurrar 40 que, em cada ciclo, atua sobre cada grupo 3 de embalagens 2 a jusante do elemento de barra 35 paraempurrar o grupo 3 da unidade 1 para a unidade de embalar 4.
Em outras palavras, cada elemento de barra 35 proporciona em cada ciclo alinhar um grupo relativo 3 de embalagens de montante 2 enquanto o grupo 3 está na superfície de transporte 9 do transportador 8 e também empurrar um grupo relativo 3 de embalagens de jusante 2 que estão sendo desaceleradas na superfície 32.
Cada elemento de barra 35 compreende duas barras cilíndricas 41, 42 unidas em extremidades opostas correspondentes por meio de respectivas porções de conexão 43 integradas com respectivas correntes 38; a barra de montante 41 com referência à direção de passeio das embalagens 2 ao longo do trajeto 3 define a superfície de alinhamento 36 e a outra barra 42 define a superfície de empurrar 40.
Como mostrado na Figura 1, embalagens 2 que passeiam ao longo da superfície de transporte 9 do transportador 8 são retidas lateralmente por meio de dois elementos laterais fixos 45 que convergem no sentido da estação de saída 6 para compactar as embalagens 2 perpendicularmente ao trajeto T.
A operação da unidade 1 será descrita com referência à formação de um grupo 3 de embalagens 2 e como a partir de uma condição inicial (Figura 2) na qual o transportador 11 é estacionário, as embalagens 2 eventualmente formando dito grupo, são acumuladas na porção de jusante da superfície de transporte 15 do transportador 11, e o elemento de retenção 20 está na posição de retenção abaixada na qual ele opera em conjunto com a linha transversal de embalagens 2 adjacente à estação de entrada 5.
Quando o transportador 11 é ativado, o elemento de retenção 20 é girado para a posição de liberação elevada (Figura 3) para permitir que um dado número de embalagens 2 seja alimentado sobre o transportador 8.
As embalagens 2 transferidas do transportador 11 para o transportador 11 vêm para repouso contra a superfície de alinhamento 36 dabarra 41 de um elemento de barra relativo 35 que passeia através da estação de entrada 5.
Uma vez que o número predeterminado de embalagens 2 seja alimentado do transportador 11 este é parado e o elemento de retenção 20 é girado de volta para a posição de retenção abaixada (Figura 2) para sustentar a fila de embalagens 2 acumulada na superfície de transporte 15.
O grupo 3 de embalagens 2 alimentado sobre o transportador 8 por outro lado, prossegue ao longo do trajeto T para a estação de saída 6; durante o que, uma vez que o transportador 37 viaja mais lento que ou na mesma velocidade que o transportador 8, embalagens 2 são mantidas agrupadas juntas contra o elemento de barra relativo 35 e, no exemplo específico mostrado, são alinhadas em duas linhas transversais ao trajeto T.
Ao alcançar a superfície fixa 33 as embalagens 2 são primeiro desaceleradas e eventualmente paradas. Isto é, na saída do transportador 8 embalagens 2 deslizam para uma parada na superfície fixa 33; e como as embalagem são desaceleradas, o elemento de barra precedente 35 é destacado das embalagens 2 e continua ao longo do trajeto R.
Quando o grupo 3 viaja ao longo do trajeto T, as embalagens componentes 2 são compactadas perpendicularmente ao trajeto T por meio da ação guia dos elementos laterais 45.
O elemento de barra adjacente 35 a montante do grupo 3 de embalagens 2 presas na superfície fixa 33 engata com ditas embalagens, libera o grupo de montante 3 das embalagens 2, e empurra as embalagens de jusante 2 para fora da unidade 1 sobre o transportador 12 da unidade de embalar 4.
As vantagens da unidade 1 de acordo com a presente invenção serão claras a partir da descrição precedente.
Em particular, cada elemento de barra 35 fornece alinhamento e compactação das embalagens de montante 2, bem como empurra as embalagens de jusante 2 para fora da unidade 1, possibilitando assim umagrande redução no número total de partes móveis a serem sincronizadas, bem como nos custos de manutenção e na dimensão global da unidade 1.
Isto é, em oposição a transportadores separados para elementos de alinhamento de transporte e elementos de empurrar como ilustrado por exemplo na Patente U.S. 6.793.064, um transportador pode ser utilizado para transportar elementos 35, projetado para o mesmo tempo alinhar e empurrar embalagens 2 em cada grupo 3.
Claramente mudanças podem ser feitas na unidade 1 como aqui descrito e ilustrado, sem contudo se afastar do escopo definido nas reivindicações que acompanham.