ES2268193T3 - Unidad para aplicar dispositivos de apertura a envases de productos alimenticios vertibles. - Google Patents

Abstract

Una unidad (1) para la aplicación de dispositivos de apertura (2) en paquetes o envases (3) de productos alimenticios vertibles que tienen una porción susceptible de perforarse (5), de tal modo que la unidad (1) comprende: primeros medios de transporte (20), destinados a suministrar dichos envases (3) sucesivamente a lo largo de un primer recorrido (P1); y medios de agarre (26), destinados a recibir dichos dispositivos de apertura (2) en una estación de recogida (11), y que se desplazan cíclicamente entre dicha estación de recogida (11) y una estación de aplicación (12) que forma una interfaz con dicho primer recorrido (P1) y en la que los dispositivos de apertura (2) son aplicados dichos envases respectivos (3); caracterizada por que la trayectoria de dichos medios de agarre (26) desde dicha estación de aplicación (12) hasta dicha estación de recogida (11) es distinta de dicha primera trayectoria (P1), y por que la unidad (1) comprende también medios de presión (31) que generan una presiónde contacto entre dichos envases (3) y dichos dispositivos de apertura (2) por lo que respecta a dicha estación de aplicación (12) y a lo largo de al menos una porción (X) de dicho primer recorrido (P1).

Description

Unidad para aplicar dispositivos de apertura a envases de productos alimenticios vertibles.

La presente invención se refiere a una unidad para aplicar dispositivos de apertura a paquetes o envases de productos alimenticios vertibles.

Como se conoce, muchos productos alimenticios vertibles, tales como el zumo de frutas, la leche UHT (tratada a temperatura ultra-alta -"ultra-high-temperature-treated"), el vino, la salsa de tomate, etc., se venden en envases hechos de material de envasado esterilizado.

Un ejemplo típico de este tipo de envase es el envase con forma paralelepipédica para productos alimenticios líquidos o vertibles que se conoce como Tetra Brik Aseptic (marca comercial registrada), el cual se hace doblando y cerrando herméticamente una banda de material de envasado estratificado. El material de envasado tiene una estructura de múltiples capas que comprende una capa de material fibroso, por ejemplo, papel, cubierta por ambas caras con capas de material plástico de cierre hermético por calor, por ejemplo, polietileno, y, en el caso de envases asépticos para productos de largo tiempo de almacenamiento, tales como la leche UHT, comprende también una capa de material de barrera o contención para el oxígeno, definida, por ejemplo, por una hoja de aluminio, que se dispone superpuesta a una capa de material plástico de cierre hermético por calor, y está cubierta, a su vez, por otra capa de material plástico de cierre hermético por calor, que define en última instancia la cara interna del envase que entra en contacto con el producto alimenticio.

Como es conocido, dichos envases se producen en máquinas de envasado completamente automáticas, en las cuales se forma un tubo continuo a partir del material de envasado suministrado en forma de banda; la banda de material de envasado se esteriliza en la propia máquina de envasado, por ejemplo, mediante la aplicación de un agente esterilizador químico, tal como una solución de peróxido de hidrógeno, que, una vez que se ha completado la esterilización, se elimina, por ejemplo, al ser vaporizada por calentamiento, de las superficies del material de envasado; y la banda de material de envasado así esterilizada se mantiene en un entorno cerrado y estéril, y se dobla dispone formando un cierre hermético longitudinal, a fin de formar un tubo vertical.

El tubo se llena de producto alimenticio esterilizado o sometido a un proceso o tratamiento estéril, y se cierra herméticamente y corta a lo largo de secciones transversales equidistantemente separadas, con el fin de formar envases en almohada, que se pliegan o doblan entonces mecánicamente para constituir los envases terminados, por ejemplo, de forma sustancialmente paralelepipédica.

Alternativamente, el material de envasado puede ser cortado en piezas previas o de partida, las cuales son dobladas en husillos o machos de conformación hasta obtener envases, los cuales se llenan entonces con el producto alimenticio y se cierran herméticamente. Un ejemplo de este tipo de envase es el denominado envase "de parte superior de frontón", conocido por la marca comercial Tetra Rex (marca comercial registrada).

Una vez formados, los envases del tipo anterior pueden experimentar operaciones adicionales, tales como la aplicación de un dispositivo de apertura susceptible de volver a cerrarse.

Los dispositivos de apertura más comúnmente comercializados comprenden un marco que define una abertura y que está montado en torno a una porción susceptible de perforarse o retirarse, perteneciente a la pared superior del envase; y una tapa, articulada o roscada al marco, y que es susceptible de retirarse para abrir el envase. Alternativamente, se conoce también el uso de otros dispositivos de apertura, por ejemplo, deslizantes.

La porción susceptible de perforarse del envase puede ser definida, por ejemplo, por un orificio denominado "pre-estratificado", es decir, un orificio formado en la capa fibrosa del material de envasado antes de que ésta sea cubierta con la capa de barrera o contención, la cual, de esta forma, permanece intacta y cierra el orificio para garantizar una obturación hermética al aire y aséptica en tanto que, al mismo tiempo, es susceptible de perforarse fácilmente.

En el caso de máquinas de envasado asépticas, los dispositivos de apertura descritos se aplican normalmente de forma continua, directamente en los envases ya formados, por medio de unidades de aplicación instaladas en la línea o cadena de producción, aguas abajo con respecto a la máquina de envasado.

La aplicación de los dispositivos de apertura, por ejemplo, mediante cierre hermético por calor o por pegado, implica varias operaciones preparatorias tanto en el envase como en el dispositivo de apertura. Más concretamente, a la hora de formar un cierre hermético por calor entre el dispositivo de apertura y el envase, tanto el dispositivo de apertura como la capa exterior de cierre hermético por calor del material de envasado que rodea la porción susceptible de perforarse del envase, son precalentados para producir una fusión parcial o un ablandamiento local.

Una vez aplicado al envase, ha de aplicarse presión para sujetar el dispositivo de apertura sobre el envase durante el tiempo suficiente para que los materiales en contacto se enfríen y adhieran.

De forma similar, a la hora de pegar el dispositivo de apertura al envase, una o las dos partes que se pegan han de ser revestidas con una capa de adhesivo y mantenidas a continuación firmemente en contacto una con otra durante el tiempo suficiente para que tenga lugar la adherencia.

Los documentos EP-A-1215124, EP-A-1215143, US 3.673.663 y EP-A-1215144 describen unidades de aplicación de dispositivos de apertura, que comprenden sustancialmente un transportador de carrusel de rotación continua, destinado a transportar los envases desde una estación de carga hasta una estación de descarga, así como los dispositivos de apertura desde una estación de alimentación hasta una estación de aplicación, interpuesta entre las estaciones de carga y de descarga de envases, y en las que los dispositivos de apertura son aplicados a los envases respecti-
vos.

Más concretamente, el transportador de carrusel está provisto integralmente de un cierto número de dispositivos de asiento para alojar respectivos envases, y que se desplazan continuamente a lo largo de un recorrido circular que se extiende sucesivamente a través de la estación de carga de envases, de una estación de calentamiento localizado para el calentamiento del entorno de la porción susceptible de perforarse de los envases, de la estación de aplicación de los dispositivos de apertura y, finalmente, de la estación de descarga de los envases.

El transportador de carrusel comprende también un cierto número de dispositivos de aplicación, cada uno de ellos asociado a un dispositivo de asiento respectivo, y que también se desplazan a lo largo de un recorrido circular sobre el recorrido de los dispositivos de asiento.

Los dispositivos de apertura son suministrados a los respectivos dispositivos de aplicación en la estación de alimentación, y son suministrados por medio del transportador de carrusel a través de un cierto número de estaciones de calentamiento, antes de alcanzar la estación de aplicación en la que son aplicados a los envases respectivos.

Al ser mucho más gruesos que la capa más exterior de los envases, a los dispositivos de apertura les lleva mucho más tiempo calentarse que a los envases.

Lo cual es la razón por la que, en comparación con los envases, los dispositivos de apertura requieren más estaciones de calentamiento y han de mantenerse por más tiempo en cada una de ellas.

En las unidades de aplicación de las anteriores Patentes, el problema se ha resuelto haciendo moverse el transportador de carrusel y los dispositivos de asiento integrales con él a una velocidad constante a lo largo del recorrido en correspondencia, y uniendo los dispositivos de aplicación al transportador de carrusel por medio de conjuntos de alimentación de velocidad variable, controlados por un sistema de levas.

Más específicamente, los conjuntos de alimentación hacen posible la alimentación de los dispositivos de aplicación en etapas situadas en las estaciones de calentamiento, de tal manera que los dispositivos de apertura se mantienen en las estaciones de calentamiento durante tanto tiempo como sea posible, así como la alimentación de los dispositivos de aplicación dispuestos integralmente con el transportador de carrusel a lo largo de otras porciones de su recorrido y, particularmente, aguas abajo con respecto a la estación de aplicación, donde los dispositivos de aplicación han de garantizar un contacto firme entre los envases y los dispositivos de apertura con el fin de permitir al material de obturación por calor enfriarse y conseguir, de esta forma, la adherencia.

Las unidades de aplicación del tipo descrito brevemente en lo anterior tienen diversas desventajas.

En particular, el transportador de carrusel destinado tanto a transportar los envases como a aplicar los dispositivos de apertura es extremadamente complejo y caro, debido principalmente a ciertas operaciones, en particular, el calentamiento de los dispositivos de apertura, que, al ser de una duración mínima, es incompatible con el tiempo que lleva al transportador de carrusel desplazarse a través de una estación fija, de tal forma que se requieren mecanismos complejos para liberar al menos ciertas porciones del movimiento de los dispositivos de aplicación del del transportador de carrusel.

Por otra parte, dados el movimiento continuo del transportador de carrusel y el hecho de que, a lo largo de al menos una parte de sus respectivos recorridos, los dispositivos de aplicación y de asiento han de desplazarse conjuntamente para permitir que se apliquen los dispositivos de apertura en los envases respectivos y se sujeten firmemente a ellos, el tiempo de mantenimiento de los dispositivos de aplicación en las estaciones de calentamiento tan solo puede maximizarse imponiendo una acusada aceleración y frenando al aproximarse a las estaciones y al abandonarlas, lo que tiene como resultado la posibilidad de problemas dinámicos.

Es un propósito de la presente invención proporcionar una unidad para la aplicación de dispositivos de apertura a envases de productos alimenticios vertibles, diseñada para proporcionar una solución sencilla y de bajo coste a las desventajas anteriormente mencionadas que están típicamente asociadas a las unidades conocidas.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona una unidad de aplicación según se reivindica en la reivindicación 1.

Una realización preferida, no limitativa, de la presente invención se describirá, a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:

la Figura 1 muestra una vista en planta esquemática de una unidad de acuerdo con la presente invención, destinada a aplicar dispositivos de apertura en envases de productos alimenticios vertibles;

la Figura 2 muestra una vista lateral a escala ampliada, de la que se han eliminado ciertas partes en aras de la claridad, de una parte de la unidad de la Figura 1, que comprende un dispositivo de presión para mantener una presión de contacto entre los envases y los dispositivos de apertura una vez que se han aplicado los dispositivos de apertura;

la Figura 3 muestra una vista lateral a escala ampliada de una porción del dispositivo de presión de la Figura 2;

la Figura 4 muestra una vista en perspectiva y a escala ampliada de un detalle de la Figura 3;

las Figuras 5 y 6 muestran vistas laterales a escala ampliada y en corte parcial de un miembro de accionamiento del dispositivo de presión, en dos posiciones de funcionamiento diferentes;

las Figuras 7 y 8 muestran cortes tomados a lo largo de las líneas VII-VII y VIII-VIII de las Figuras 5 y 6, respectivamente.

El número 1 de la Figura 1 indica, en conjunto, una unidad para la aplicación de dispositivos de apertura 2 a envases herméticamente cerrados 3 de productos alimenticios vertibles.

Los envases 3 son producidos aguas arriba con respecto a la unidad 1, como se ha descrito previamente, a partir de una lámina de material de envasado que comprende una capa de material fibroso recubierta por ambas caras con capas de material plástico de cierre hermético por calor, por ejemplo, polietileno. En el caso de envases asépticos 3 para productos de largo tiempo de almacenamiento, tales como la leche UHT, el material de envasado comprende también una capa de material de barrera o contención de oxígeno, definida, por ejemplo, por hoja de aluminio, que está superpuesta a una capa de material plástico de cierre hermético por calor, y está cubierta, a su vez, por otra capa de material plástico de cierre hermético por calor que define, en última instancia, la cara interna de los envases 3 que entra en contacto con el producto alimenticio.

Los envases 3, que tienen una forma sustancialmente paralelepipédica en el ejemplo que se muestra, comprenden, en una pared superior 4, una porción susceptible de perforarse 5, definida convenientemente por orificio denominado "pre-estratificado", es decir, un orificio formado en la capa fibrosa del material de envasado antes de que la capa fibrosa sea recubierta con la capa de barrera, la cual cierra el orificio para garantizar un cierre hermético u obturación aséptica y hermética al aire, en tanto que, al mismo tiempo, es susceptible de perforarse fácilmente.

Los dispositivos de apertura 2 están hechos de material termoplástico y comprenden, cada uno de ellos, de forma conocida, un marco 6, que se dispone formando un cierre hermético por calor en torno a una porción susceptible de perforarse 5, dispuesta en la pared 4 de un envase respectivo 3, y que define una abertura de vertido (no mostrada); así como una tapa 7 ó cubierta, que se enrosca o articula en el marco para cerrar la abertura de vertido. Los dispositivos de apertura 2 comprenden, convenientemente, medios conocidos (no mostrados) para perforar o retirar la porción susceptible de perforarse 5 del envase 3 con el fin de desobturar o quitar el cierre hermético al envase.

La unidad 1 comprende un primer transportador lineal por pasos 8, destinado a transportar una sucesión de envases 3 a lo largo de un recorrido P1 preferiblemente recto; un segundo transportador lineal por pasos 9, destinado a transportar una sucesión de dispositivos de apertura 2 a lo largo de un recorrido recto P2 -en el ejemplo que se muestra, paralelo al recorrido P1 y en el sentido opuesto al de éste; y un transportador de carrusel 10, accionado paso a paso de una manera conocida y que no se muestra, a fin de suministrar los dispositivos de apertura 2 desde una estación de recogida 11, en coincidencia con una de las estaciones de detención del segundo transportador 9, hasta una estación de aplicación 12, en la que los dispositivos de apertura 2 son aplicados en respectivos envases 3, y que es coincidente con una de las estaciones de detención del primer transportador 8.

Más concretamente, el transportador de carrusel 10 suministra los dispositivos de apertura 2 a lo largo de un recorrido circular P3 que tiene un eje vertical A, a través de un cierto número de estaciones de trabajo intermedias 13, 14, 15, en las que los dispositivos de apertura 2 son detenidos y calentados para fundir parcialmente el material. Más concretamente, las estaciones 13 y 14 tienen respectivos calentadores 16, 16 de aire caliente, destinados a generar y dirigir respectivos chorros de aire caliente por debajo de los dispositivos de apertura 2 en las respectivas estaciones 13, 14; y la estación 15 tiene un quemador 18 de hidrógeno, que genera una micro-llama para fundir localmente el material termoplástico del dispositivo de apertura 2.

El primer transportador 8 comprende una superficie de fondo móvil y horizontal 19, definida por una cinta continua o por un cierto número de elementos adyacentes, y que define una superficie de soporte para los envases 3; así como dispositivos de alimentación 20 de cinta laterales, que cooperan con los respectivos lados opuestos de los envases 3. Más específicamente, los dos dispositivos de alimentación 20 son simétricos con respecto a un plano vertical M que contiene el recorrido P1 y que es perpendicular a la superficie móvil 19 y paralelo al eje A; y cada uno de los dispositivos de alimentación 20 comprende un cierto número de primeras cintas 21 y un cierto número de segundas cintas 22, que tienen respectivas ramas activas 21a, 22a, paralelas al plano M y situadas frente a él (Figuras 1 y 2), y que se curvan abrazando dos poleas 25 que tienen ejes verticales B paralelos al eje A. Las cintas 21 se alternan verticalmente con las cintas 22 y cooperan, por medio de las ramas activas 21a, con una cara lateral de los envases 3; y las cintas 22, cuyas ramas activas 22a no entran en contacto con los envases 3, están dotadas de un cierto número de barras de alimentación verticales 23 que están separadas equidistantemente por una distancia d que define la separación de los envases 3 sobre el primer transportador 8. La posición de cada envase 3 sobre el primer transportador 8 está, por tanto, determinada inequívocamente en dirección transversal por el contacto con la superficie móvil 19 y con las ramas 21a de las cintas 21, y longitudinalmente por el contacto con dos barras 23 que forman parte de los respectivos dispositivos de alimentación 20.

Un dispositivo de calentamiento 29 -conocido y que se muestra tan solo esquemáticamente en la Figura 1- está situado a lo largo del primer transportador 8, en una estación de calentamiento situada inmediatamente aguas arriba con respecto a la estación de aplicación 12, y hace posible el direccionamiento de un chorro de aire en torno a la porción susceptible de perforarse 5 situada en la pared superior 4 del envase 3, al objeto de fundir la capa exterior de cierre hermético por calor del material de envasado.

El transportador de carrusel 10, que tan solo se describe en la medida necesaria para una clara comprensión de la presente invención, está situado en el mismo lado del primer transportador 8 que el segundo transportador 9, y comprende sustancialmente un cuerpo central 24 de eje A, desde el cual sobresalen radialmente hacia fuera un cierto número de garras 26 destinadas a agarrar los dispositivos de apertura 2, y que son iguales en número a las estaciones del transportador de carrusel 10. Más específicamente, las garras 26 están separadas uniformemente entre sí en torno al cuerpo central 24, y están unidas a él por respectivos conjuntos de soporte 27 que no se describen en detalle por no ser pertinentes para una clara comprensión de la presente invención.

Cada garra 26 tiene sustancialmente forma de C y está definida por dos mordazas 28 unidas a un conjunto de soporte relativo o correspondiente 27 y que definen un asiento 30 para un respectivo dispositivo de apertura 2, asiento que está abierto por ambos lados en una dirección paralela al eje A, y por el lado de salida o trasero según el sentido de desplazamiento de la garra 26 a lo largo del recorrido P3. Las dos mordazas 28 de cada garra 28 son susceptibles de moverse de una forma convencional una con respecto a la otra con el fin de insertar y retener un dispositivo de apertura respectivo 2 dentro del asiento 30. Más específicamente, las garras 26 se extienden a lo largo de un primer transportador 8 con el fin de suministrar los dispositivos de apertura 2 en un plano paralelo a la superficie móvil 19, y a una distancia tal de la superficie móvil 19, que permite que los dispositivos de apertura 2 sean aplicados a las paredes superiores 4 de los respectivos envases 3.

En la estación de aplicación 12, una de las garras 26 del transportador de carrusel 10 está situada enfrentada con la superficie móvil 19 y define una posición de aplicación predeterminada en la que se han de aplicar los dispositivos de apertura 2 en los envases respectivos 3.

El recorrido P1 de los envases 3 y el recorrido P3 de los dispositivos de apertura tienen, en consecuencia, únicamente una interfaz o superficie de separación definida por la estación de aplicación 12, de tal manera que la trayectoria de las garras 26 desde la estación de aplicación 12 hasta la estación de recogida 11 es diferente del recorrido P1.

Una característica importante de la presente invención radica en que la unidad 1 comprende también un dispositivo de presión 31 (Figuras 2 y 3) que se extiende enfrentado con el transportador 8 a lo largo de parte del recorrido P1, y que ejerce presión sobre los dispositivos de apertura 2, con respecto a la estación de aplicación 12, para liberarlos de las respectivas garras 26, aplicarlos en los respectivos envases 3 y mantenerlos firmemente presionados sobre los envases a lo largo de una porción predeterminada X del recorrido P1, que es lo bastante larga con respecto a la velocidad del primer transportador 8, como para permitir que los materiales termoplásticos en contacto se enfríen y adhieran.

El dispositivo 31 comprende un transportador de cinta 32 situado a lo largo del primer transportador 8 y que se extiende desde la estación de aplicación 12 hasta la salida de envases 3 de la unidad 1; y un cierto número de miembros de presión 33 uniformemente separados, que sobresalen del transportador 32 y cada uno de los cuales, con respecto a la estación de aplicación 12, actúa sobre un dispositivo de apertura respectivo 2 con el fin de aplicarlo y mantenerlo firmemente presionado sobre un envase respectivo 3.

Más específicamente, el transportador 32 suministra los miembros de presión 33 a lo largo de un recorrido sin fin P4 que forma una interfaz o superficie intermedia con el recorrido P1 a lo largo de una porción X desde la estación de aplicación 12.

El transportador 32 comprende dos cintas 35 que se curvan paralelamente una con otra abrazando dos poleas 36, 37 -una de las cuales es impulsada- que tienen unos ejes C, D perpendiculares a los ejes A, B, y dos recorridos P1, P2, y situadas, respectivamente, cerca de la estación de aplicación 12 y de la salida de envases 3 de la unidad 1. Las cintas 35 se encuentran separadas unas de otras en una dirección paralela a los ejes C y D, y tienen respectivas ramas activas rectas 35a situadas enfrentadas y paralelas a la superficie móvil 19 y a la porción x del recorrido P1. Cada cinta 35 comprende también una rama secundaria 35b paralela y enfrentada a la rama activa 35a; así como dos porciones curvadas 35c, 35d que unen las ramas 35a, 35b y que se curvan abrazando las respectivas poleas 36, 37.

Cada miembro de presión 33 está fijado a ambas cintas 35 y sobresale de las mismas, se extiende a través de las cintas 35 según una dirección perpendicular a la superficie definida por ellas, y sobresale de ambas caras de dicha superficie.

Cada polea 36, 37 está definida por dos ruedas 38 acanaladas en su periferia, a las cuales se acoplan las respectivas cintas 35 y que se montan, separadas axialmente entre sí, en un árbol de soporte correspondiente central 39 de ejes C, D, de tal modo que se define un asiento para el paso de las partes de los miembros de presión 33 que sobresalen hacia dentro de la cinta 35.

Las Figuras 5 y 6 muestran el miembro de presión 33 fijado a porciones correspondientes de las cintas 35. Puesto que los otros miembros de presión 33 del dispositivo 31 son obviamente idénticos, la siguiente descripción se limita al miembro de presión 32 que se muestra.

El miembro de presión 33 comprende sustancialmente un soporte 41 fijado integralmente a las cintas 35; así como un miembro de accionamiento 42, montado en el soporte 41 para desplazarse, a lo largo de un eje respectivo E, perpendicular a las cintas 35, entre una posición de trabajo extraída (Figura 6), que interactúa con un dispositivo de apertura correspondiente 2, y una posición de descanso retirada (Figura 5).

Por lo tanto, a lo largo de las ramas 35a, 35b de las cintas 35, el miembro de accionamiento 42 se extiende verticalmente, esto es, paralelo al eje A y perpendicular al plano de alimentación de los envases 3 a lo largo del recorrido P1, o bien, en otras palabras, a las paredes 4 de los envases 3.

Como se muestra particularmente en las Figuras 5 a 8, el soporte 41 tiene porciones de extremo laterales opuestas, las cuales sobresalen transversalmente desde las respectivas cintas 35 y se acoplan, en cada polea 36, 37, con unas cavidades periféricas respectivas 38a, formadas en las respectivas ruedas 38. Como se muestra en las Figuras 2 y 3, cada rueda 38 tiene un cierto número de cavidades 38a separadas uniforme o equidistantemente alrededor de los correspondientes ejes C, D.

Más específicamente, el soporte 41 comprende sustancialmente dos placas 45, 46 que agarran las cintas 35 respectivamente por sus caras interna y externa, y que tienen respectivos orificios pasantes 47, 48 de eje E; así como un manguito cilíndrico 50 con forma de copa, que define un asiento de deslizamiento para el miembro de accionamiento 42, el cual se extiende perpendicularmente hacia dentro del transportador 32 desde la placa 45 y tiene una porción de extremo abierta 51 que se acopla con el orificio 47 existente en la placa 45, y que tiene una brida periférica 52 agarrada entre las placas 45 y 46.

Más específicamente, las placas 45 y 46 y la brida 52 del manguito 50 agarran las cintas 35 por medio de un cierto número de tornillos 53.

La porción de extremo abierto 51 del manguito 50 descansa sobre el borde lateral del orificio 48 existente en la placa 46 y está alineada internamente con el orificio 48.

El miembro de accionamiento 42 comprende una porción principal 54 con la forma de una barra cilíndrica y que está montada de manera deslizante axialmente en el interior del manguito 50; así como una cabeza de trabajo de extremo cilíndrica 55, que sobresale hacia fuera de las cintas 35, coopera con los dispositivos de apertura 2 y tiene un diámetro exterior que es más pequeño que el de la porción principal 54, de tal forma que define, junto con la porción principal 54, un hombro anular 56.

La porción principal 54 del miembro de accionamiento 42 es hueca y alberga unos medios elásticos 57 -en el ejemplo que se muestra, dos muelles o resortes de ligadura coaxiales-, interpuestos entre la porción de extremo cerrada del manguito 50 y un hombro interior de la porción principal 54.

El miembro de accionamiento 42 está cargado axialmente por los medios elásticos 57 hasta adoptar la posición de trabajo extraída (Figura 6), en la que éste sobresale en una distancia máxima hacia fuera con respecto a las cintas 45 desde el soporte 41.

El miembro de presión 33 comprende también una placa de control 58 destinada a controlar la posición del miembro de accionamiento 42, y que tiene una abertura pasante contorneada 60 y está montada de manera deslizante -en una dirección F perpendicular al eje E y al recorrido P1-, dentro de un asiento con forma de C 61 existente en la placa 46 con el fin de permitir o impedir el desplazamiento del miembro de accionamiento 42 hasta la posición de trabajo extraída, a través de la abertura 60.

Más específicamente, la abertura 60 está definida por una porción circular 62 (Figuras 7 y 8) del mismo diámetro que el orificio 48, así como por un apéndice recto 63 que se extiende en la dirección F desde uno de los lados de la porción circular 62 y a la que se acopla de forma holgada, según la dirección F, la cabeza de uno de los tornillos 53.

La placa 58 es sustancialmente rectangular y está cargada por un resorte de ligadura 64 -interpuesto entre el borde de extremo 65 de la placa 58 y una porción de extremo del asiento 61-, de modo que adopta una posición de inhabilitación (Figura 7), en la que la porción circular 62 de la abertura 60 está descentrada con respecto al orificio 48, y una parte del borde lateral de la porción circular 62 define una superficie de tope para el hombro 56 del miembro de accionamiento 42. En este estado (posición de reposo retirada), tan solo la cabeza de trabajo 55 del miembro de accionamiento 42 sobresale hacia fuera de las cintas 35 desde la placa 46 y, al ser más corta que la distancia entre la placa 46 y el plano de suministro de los dispositivos de apertura 2, se impide que interactúe con los dispositivos de apertura.

Por otra parte, en la posición de reposo retirada (Figura 5), la cabeza de trabajo 55, al acoplarse a la porción circular 62 de la abertura 60, define un tope que impide que la placa 58 sea expulsada del asiento 61 por el resorte 64.

Un borde contorneado 66 de la placa 58 sobresale hacia fuera del asiento 61 y está definido por una porción central recta 68, paralela al recorrido P1, y por porciones de extremo opuestas 69 con forma de rampa, que divergen o se alejan desde la porción central 68.

La placa 58 es movible, en oposición al resorte 64, hasta adoptar una posición de habilitación (Figura 8), en la que la porción circular 62 de la abertura 60 queda alineada con el orificio 48 de la placa 46 y permite que el miembro de accionamiento 42 sea empujado hasta la posición de trabajo extraída, por los medios elásticos 57.

La placa 58 es desplazada por la interacción del borde 66 con un pasador fijo 67 dispuesto en la estación de aplicación 12. Más específicamente, a medida que las cintas 35 avanzan, la porción de extremo 69 de aguas abajo, con forma de rampa, y la porción central 68 del borde 66 de la placa 58 se deslizan sucesivamente a lo largo de la cabeza del pasador 67, la cual desplaza, de esta forma, la placa 58 gradualmente en la dirección F, en oposición al muelle 64.

Con el fin de impedir que la reacción de los medios elásticos 57 sea descargada únicamente sobre las cintas 35 cuando se desplaza el miembro de accionamiento 42 hasta la posición de trabajo extraída, la porción del árbol 39 de la polea 36 interpuesta entre las dos ruedas 38 está, ventajosamente, dotada externamente de un cubo o rodete 70, delimitado hacia fuera por un cierto número de superficies con forma de arco y cóncavas 71, en cada una de las cuales se acopla la porción de extremo más cercana del manguito 50 de un miembro de presión correspondiente 33, de tal manera que, en la estación de aplicación 12, la reacción de los medios elásticos 57 de cada miembro de presión 33 es transmitida a una superficie con forma de arco correspondiente 71 del cubo 70, y, a través del cubo 70, a los soportes del árbol 39 de la polea 36.

El miembro de accionamiento 42 comprende también un pasador de accionamiento 72 que sobresale desde uno de los lados de la porción principal 54 y que se acopla de forma deslizante con una ranura 73 formada a lo largo de la pared lateral del manguito 50 y que se alarga paralela al eje E.

A medida que el miembro de presión 33 se desplaza a lo largo de la trayectoria impuesta por el transportador 32, el pasador de accionamiento 72 coopera, en la estación de aplicación 12, con un mecanismo de amortiguamiento 75 para controlar el impacto del miembro de accionamiento 42 en el dispositivo de apertura correspondiente 2, y, cerca de la polea 37, con un miembro de guía fijo 76, destinado a restituir el miembro de accionamiento 42 a la posición de descanso retirada, en oposición a los medios elásticos 57.

El mecanismo de amortiguamiento (Figuras 2, 3 y 4) comprende sustancialmente un brazo sacudidor 77, articulado en un punto intermedio, alrededor de un eje fijo G paralelo a la dirección F, y que tiene una primera porción de extremo 78, situada en la estación de aplicación 12 y a lo largo de la trayectoria vertical del pasador de accionamiento 72 del miembro de presión 33 que se desplaza a través de la estación 12, y una segunda porción de extremo 79, cargada por medio de un amortiguador conocido 80, por ejemplo, un resorte de aire.

El miembro de guía 76 está definido sustancialmente por una superficie inclinada con pendiente ascendente según la dirección de desplazamiento de los miembros de presión 33, y que coopera de forma deslizante con el pasador de accionamiento 72 de un miembro de accionamiento correspondiente 42 para desplazar el miembro de accionamiento 42 a lo largo del eje E en oposición a los medios elásticos 57, y liberar así la porción principal 54 de la porción circular 62 de la abertura 60 existente en la placa 58, de tal manera que el resorte 64 hace saltar elásticamente la placa 58 hasta la posición de inhabilitación.

El funcionamiento de la unidad 1, que, en parte, resulta ya obvio de la anterior descripción, es como sigue.

Los primer y segundo transportadores 8 y 9, el transportador de carrusel 10 y el dispositivo de presión 31 son, todos ellos, accionados por pasos de forma sincrónica, de tal modo que, para cada paso de los transportadores 8 y 9, el transportador de carrusel 10 gira un paso y el dispositivo de presión 31 se desplaza un paso hacia delante.

El funcionamiento de la unidad 1 se describirá con referencia a uno de los envases 3 suministrados por el primer transportador 8 a lo largo del recorrido P1, y a uno de los dispositivos de apertura 2, al que se acopla una garra respectiva 26, alimentada por un transportador de carrusel 10 a lo largo de un recorrido P3 desde la estación de recogida 11, y sometido de una forma conocida a operaciones de calentamiento respectivas en las estaciones de trabajo 13, 14, 15.

Más específicamente, en las estaciones de trabajo 13 y 14, unos chorros de aire caliente respectivos son dirigidos sobre el dispositivo de apertura 2 con el fin de ablandar la superficie de la cara inferior del marco 6 que entra finalmente en contacto con el envase 3; y, en la estación de trabajo 15, el dispositivo de apertura 2 es sometido a la micro-llama generada por el quemador 18 con el fin de fundir una capa superficial del material del dispositivo de apertura.

Al mismo tiempo, aguas arriba de la estación de aplicación 12, un chorro de aire caliente, generado por el dispositivo de calentamiento 29, es dirigido al entorno de la porción susceptible de perforarse 5 de la pared superior 4 del envase 3 con el fin de ablandar la capa superficial del material de envasado.

En la estación de aplicación 12, la garra 26 ajusta el dispositivo de apertura 2 en la posición en la que éste ha de aplicarse en torno a la porción 5 susceptible de perforarse del envase 3 situado por debajo.

Al mismo tiempo, un miembro de presión 33 se aproxima a la estación de aplicación 12 con el miembro de accionamiento 42 en la posición de reposo retirada.

Más específicamente, a medida que se desplaza alrededor de la polea 36, la porción de extremo cerrado del manguito 50 del miembro de presión 33 coopera con una superficie correspondiente 71 en forma de arco del cubo 70, y continúa en acoplamiento con ella a lo largo de toda la porción en la que las cintas 35 interactúan con la polea 36.

Al aproximarse a la estación de aplicación 12, el borde libre 66 de la placa 58 del miembro de presión 33 incide en el pasador fijo 67 y es desplazado por éste desde la posición de inhabilitación (Figura 7) hasta la posición de habilitación (Figura 8), de tal manera que la porción circular 62 de la abertura 60 existente en la placa 58 queda alineada con el orificio 48 existente en la placa 46, y el miembro de accionamiento 42 es empujado hacia abajo por los medios elásticos 57, hasta la posición de trabajo extraída.

A medida que el miembro de accionamiento 42 es empujado hacia abajo, el pasador de accionamiento 72 golpea o incide en la porción de extremo 78 del brazo sacudidor 77, y la acción del amortiguador 80 en la porción de extremo opuesta 79 del brazo sacudidor 77 amortigua o atenúa el impacto de la cabeza de trabajo 55 en el dispositivo de apertura 2.

La fuerza de retención ejercida por el miembro de accionamiento 42 en el dispositivo de apertura 2 libera el dispositivo de apertura de la garra 26, la cual continúa desplazándose a lo largo del recorrido P3 hasta la estación de recogida 11. En otras palabras, al ser abierta por el lado trasero a lo largo del recorrido P3, la garra 26 libera el dispositivo de apertura 2 con facilidad, sin interferir con el miembro de accionamiento.

El miembro de accionamiento 42 permanece en contacto con el dispositivo de apertura 2 a lo largo de toda la porción X del recorrido P1, y genera una presión de contacto entre el dispositivo de apertura 2 y el envase 3 en virtud de la fuerza ejercida por los medios elásticos 57.

En el extremo de la porción X del recorrido P1, el pasador de accionamiento 72 se encuentra con el miembro de guía fijo 76, el cual lo desplaza a lo largo de la ranura correspondiente 73 del manguito 50 en oposición a los medios elásticos 57; el miembro de accionamiento 42 es desplazado, en consecuencia, hasta la posición de reposo retirada, y es desprendido o desacoplado del miembro de apertura 2, ya formando en ese momento un cierre hermético con el envase 2; y, al soltar la porción principal 54 del miembro de accionamiento 42 la porción circular 62 de la abertura 60, el resorte 64 hace saltar elásticamente la placa 58 hasta la posición de inhabilitación, bloqueando el miembro de accionamiento 42 en la posición de reposo retirada.

Las ventajas de la unidad 1 de acuerdo con la presente invención se pondrán claramente de manifiesto a partir de la siguiente descripción.

En particular, el hecho de que únicamente los dispositivos de apertura 2, y no los envases 3, son transportados en el transportador de carrusel 10, y de que los dispositivos de apertura 2 son aplicados en los respectivos envases 3 y sujetados firmemente sobre ellos por un dispositivo dedicado o de uso específico (31), simplifica y reduce el coste total de la unidad 1, mientras que, al mismo tiempo, mejora y simplifica el control de las diversas operaciones implicadas, en comparación con las unidades conocidas.

Con la sola excepción de activar y desactivar los miembros de accionamiento 42, la unidad descrita no tiene otras partes en movimiento relativo, por lo que se reducen drásticamente los problemas dinámicos y se mejora la fiabilidad en conjunto.

Mediante el uso de los medios elásticos 57 para hacer funcionar cada dispositivo de accionamiento 42, puede asegurarse una carga predeterminada sobre los dispositivos de apertura 2 con el fin de compensar cualesquiera diferencias en la altura de los envases 3 como resultado de las inevitables tolerancias de fabricación.

Claramente, es posible hacer cambios en la unidad 1 según se ha descrito aquí, sin apartarse, sin embargo, del ámbito de las reivindicaciones que se acompañan.

En particular, los dispositivos de apertura 2 pueden ser pegados a los envases 3, en contraposición a formar un cierre hermético con ellos por calor; en cuyo caso las operaciones de calentamiento se reemplazan por la aplicación de adhesivo.

Claims (11)

1. Una unidad (1) para la aplicación de dispositivos de apertura (2) en paquetes o envases (3) de productos alimenticios vertibles que tienen una porción susceptible de perforarse (5), de tal modo que la unidad (1) comprende:

primeros medios de transporte (20), destinados a suministrar dichos envases (3) sucesivamente a lo largo de un primer recorrido (P1); y

medios de agarre (26), destinados a recibir dichos dispositivos de apertura (2) en una estación de recogida (11), y que se desplazan cíclicamente entre dicha estación de recogida (11) y una estación de aplicación (12) que forma una interfaz con dicho primer recorrido (P1) y en la que los dispositivos de apertura (2) son aplicados dichos envases respectivos (3);

caracterizada porque la trayectoria de dichos medios de agarre (26) desde dicha estación de aplicación (12) hasta dicha estación de recogida (11) es distinta de dicha primera trayectoria (P1), y porque la unidad (1) comprende también medios de presión (31) que generan una presión de contacto entre dichos envases (3) y dichos dispositivos de apertura (2) por lo que respecta a dicha estación de aplicación (12) y a lo largo de al menos una porción (X) de dicho primer recorrido (P1).

2. Una unidad de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque dichos medios de presión (31) comprenden un cierto número de miembros de presión (33) que actúan sobre dichos dispositivos de apertura respectivos (2) con el fin de presionarlos sobre dichos envases respectivos (3) en una dirección (E) transversal con respecto al plano de suministro de los envases (3) a lo largo de dicho primer recorrido (P1); y segundos medios de transporte (32), destinados a suministrar dichos miembros de presión (33) a lo largo de un segundo recorrido (P4) que actúa como una interfaz con dicho primer recorrido (P1) por lo que respecta a dicha estación de aplicación (12) y a lo largo de dicha porción (X) del primer recorrido.

3. Una unidad de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque cada uno de dichos miembros de presión (33) comprende un soporte (41) integral con dichos segundos medios de transporte (32); así como un miembro de accionamiento (42), montado en dicho soporte (41) con el fin de desplazarse a lo largo de un eje (E) perpendicular al plano de suministro de dichos envases (3) a lo largo de dicho primer recorrido (P1), y que es susceptible de desplazarse entre una posición de trabajo, en la que actúa sobre uno correspondiente de dichos dispositivos de apertura (2) con el fin de mantenerlo presionado sobre dicho envase correspondiente (3), y una posición de reposo, en la que es desprendido o desacoplado de dichos dispositivos de apertura (2).

4. Una unidad de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque dichos medios de agarre (26) definen al menos un asiento (30) destinado a retener uno de dichos dispositivos de apertura correspondiente (2), y que está abierto por los dos lados según una dirección paralela a dicho eje (E) de desplazamiento de cada uno de dichos miembros de accionamiento (42), y por el lado de salida o trasero según la dirección de desplazamiento de los medios de agarre (26) desde dicha estación de aplicación (12) hasta dicha estación de recogida (11).

5. Una unidad de acuerdo con la reivindicación 3 ó la reivindicación 4, caracterizada porque dichos medios de presión (31) comprenden medios de control (57, 58, 67, 72, 76) para desplazar dichos miembros de accionamiento (42) hasta dicha posición de trabajo a lo largo de dicha porción (X) de dicho primer recorrido (P1), y hasta dicha posición de reposo a lo largo del resto de dicho segundo recorrido (P4).

6. Una unidad de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque, para cada uno de dichos miembros de presión (33), dichos medios de control comprenden primeros medios elásticos (57) destinados a cargar dicho miembro de accionamiento correspondiente (42) hasta situarlo en dicha posición de trabajo; y medios de retención (58), montados en dicho soporte correspondiente (41) con el fin de desplazarse entre una posición de inhabilitación, que retiene dicho miembro de accionamiento (42) en dicha posición de reposo, en oposición a dichos primeros medios elásticos (57), y una posición de habilitación, que permite a dicho miembro de accionamiento (42) desplazarse hasta dicha posición de trabajo.

7. Una unidad de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque dicho soporte (41) de cada uno de dichos miembros de presión (33) comprende un cuerpo hueco (50) que tiene una porción de extremo abierto (51) situada enfrentada a dichos envases (3) y que aloja dicho miembro de accionamiento correspondiente (42) y dichos primeros medios elásticos (57); de tal forma que dichos medios de retención de cada uno de dichos miembros de presión (33) comprenden un miembro movible (58), montado en dicho soporte correspondiente (41) con el fin de desplazarse en una dirección (F) transversal a dicho eje (E) de desplazamiento de dicho miembro de accionamiento respectivo (42), y que interfiere con dicha porción de extremo abierto (51) de dicho cuerpo hueco correspondiente (50) en dicha posición de inhabilitación, a fin de impedir que el miembro de accionamiento (42) sea desplazado hasta la posición de trabajo por parte de dichos primeros medios elásticos (57).

8. Una unidad de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque cada uno de dichos miembros movibles (58) está cargado por medio de unos segundos medios elásticos (64) hasta situarse en dicha posición de inhabilitación; y porque dichos medios de control comprenden medios de interacción (67), situados en dicha estación de aplicación (12) y que actúan sobre cada uno de dichos miembros movibles (58), en oposición a dichos segundos medios elásticos correspondientes (64) y a medida que dicho miembro de presión correspondiente (33) se desplaza a lo largo de dicha porción (X) de dicho primer recorrido (P1), de tal modo que desplazan el miembro movible (58) hasta dicha posición de habilitación.

9. Una unidad de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizada por comprender medios de guía fijos (76), situados en una porción de extremo de dicha porción (X) de dicho primer recorrido (P1) y que interactúan con una porción de accionamiento (72) de cada uno de dichos medios de accionamiento (42) con el fin de restablecer el miembro de accionamiento (42) a dicha posición de reposo, en oposición a dichos primeros medios elásticos (57).

10. Una unidad de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizada por comprender medios de amortiguamiento (75), situados en dicha estación de aplicación (12) y que interactúan con cada uno de dichos miembros de accionamiento (42) al ser desplazados hasta dicha posición de trabajo por dichos primeros medios elásticos (57), a fin de controlar el impacto del miembro de accionamiento (42) sobre dicho dispositivo de apertura correspondiente (2).

11. Una unidad de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada porque dichos medios de amortiguamiento (75) comprenden un brazo sacudidor (77), articulado en un punto intermedio en torno a un eje (G), transversalmente al eje (E) de desplazamiento de cada uno de dichos miembros de accionamiento (42), y que tiene una primera porción de extremo (78), situada en dicha estación de aplicación (12) y a lo largo de la trayectoria de una porción (72) del miembro de accionamiento (42), y una segunda porción (79), cargada por medio de un amortiguador (80).