ES2327854T3 - Maquina para formar segmentos tubulares de pelicula para embalar. - Google Patents
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Abstract
Máquina para formar segmentos tubulares de película a partir de porciones lineales de película (2) alimentadas a través de una unidad de alimentación (1), que comprende: - al menos un rodillo de formación (3) que gira alrededor de un eje (7) transversal a la dirección de alimentación de la película; - medios (14) para aplicar la porción de película (2) a la superficie del rodillo de formación (3) a medida que gira, por lo menos hasta que los bordes opuestos (4 y 5) de la porción de película (2) se superpongan; y - medios (11) para unir los bordes superpuestos (4 y 5) entre sí para formar un segmento tubular de película (6); dicha máquina estando caracterizada por el hecho que comprende una pluralidad de rodillos de formación (3), que giran alrededor de respectivos ejes (7), equidistanciados de un determinado ángulo (alfa) alrededor de la circunferencia de un carrusel (10) que gira alrededor de un eje (12).
Description
Máquina para formar segmentos tubulares de
película para embalar.
La presente invención se refiere al sector de
embalaje de grupos de productos usando segmentos tubulares de
película.
En particular, la presente invención se refiere
a una máquina para formar segmentos tubulares de película en
condiciones de ser estirados hasta el tamaño que hace falta, ser
ubicados encima de los productos y dejar que se contraigan a su
tamaño original de manera de envolver dichos productos.
El mismo concepto inventivo se puede aplicar a
la formación de película de bajo estiramiento o estiramiento nulo,
tal como por ejemplo la película de envolver termocontraíble.
En la actualidad se conoce un método para formar
segmentos tubulares de película a partir de una película continua
cuya forma ya es tubular.
Dicho método, sin embargo, presenta varias
desventajas debido al costo relativamente alto de la película
tubular y a la imposibilidad de formar tubos con aberturas que
difieran en tamaño con respecto a las del tubo original.
También se conoce un método para formar
segmentos tubulares de película a partir de una banda lineal
de
película.
película.
En este caso, la banda lineal de película se
alimenta desde una bobina, se la corta al tamaño que corresponde y
se la envuelve longitudinalmente, lo que equivale a decir, alrededor
de un eje paralelo a la dirección de alimentación, alrededor de un
rodillo fijo de formación hasta que los dos bordes longitudinales de
la película se superpongan y se puedan unir entre sí, por ejemplo
mediante soldadura.
En el documento US 4.284.448 se describe un
ejemplo de dichos método y máquina. En conformidad con el método y
la disposición descritos en este documento, el extremo anterior de
la hoja es precalentado del lado dispuesto de frente al mandril
hasta un valor que permita dar inicio a su contracción. La
contracción de un lado solamente da lugar a que el extremo anterior
de la hoja de material tome una forma curva con un radio que
coincide con el radio del mandril y, por consiguiente, el extremo
anterior deja de ser un obstáculo para la operación de envoltura.
El problema que queda por resolver es cómo aumentar la velocidad de
producción y la eficiencia general de la máquina.
Este método y la máquina que lo pone en acto,
sin embargo, presentan algunas desventajas.
Una primera desventaja reside en el hecho que la
dimensión radial máxima del tubo a formar está limitada por el
ancho de la película que se alimenta.
Una segunda desventaja reside en el hecho que el
comportamiento elástico de las bandas de película alimentadas desde
una bobina normalmente es direccional hasta cierto punto, si bien la
película tiende a estirarse mejor en la dirección longitudinal, es
decir en la dirección de desbobinado de la bobina. Por ende, cuando
se dilata la película, la misma se estira en la dirección
transversal con respecto a la dirección principal, por ende sin
explotar de la mejor manera las propiedades de la película.
Otra desventaja de los métodos conocidos es que
su productividad es baja, lo que significa que limitan la
productividad general de la maquinaria de envoltura que incluye una
estación para formar los segmentos de película requeridos.
El objetivo principal de esta invención es el de
eliminar dichas desventajas proporcionando una máquina de alta
productividad que se pueda adaptar con facilidad a diferentes
tamaños de productos y que explote de la mejor manera las
propiedades mecánicas direccionales de la película.
Este objetivo se logra mediante una máquina y un
método para formar segmentos tubulares de película según las
reivindicaciones principales anexas.
Otros resultados y ventajas se logran mediante
una máquina según las reivindicaciones dependientes.
Otra característica ventajosa de la presente
invención es la posibilidad de alimentar segmentos de película
formados a una estación intermedia que constituye un depósito de
reserva de la planta de envoltura.
Otra ventaja adicional de la presente invención
es que es adecuada para estructuras modulares flexibles adaptables a
las necesidades productivas.
Las características técnicas de la presente
invención, con referencia a dichos objetivos, están descritas
claramente en las reivindicaciones que están más adelante y sus
ventajas se ponen de manifiesto mediante la descripción detallada
que sigue, con referencia a los dibujos anexos que exhiben una
realización preferida de la presente invención proporcionada a
título puramente ejemplificador y, por ende, sin restringir el
alcance del concepto inventivo, y en los cuales:
- la figura 1 es un diagrama cinemático de una
máquina según la presente invención;
- la figura 2 es una vista frontal de una
realización preferida de la máquina según la presente invención;
- la figura 2a es una vista de detalle que
muestra la unidad de alimentación de la máquina de la figura 2;
- las figuras 3a y 3b son una vista de detalle
del lado derecho y una vista de detalle frontal respectivamente, que
muestran el dispositivo para soldar los segmentos de película;
- las figuras 4a y 4b son una vista de detalle
frontal y una vista de detalle del lado izquierdo respectivamente,
que muestran el dispositivo de extracción de segmentos de
película;
- las figuras 5a y 5b exhiben dos diagramas
cinemáticos alternativos con tres y cuatro rodillos de formación
orbitales, respectivamente;
- la figura 6 es una vista de detalle frontal
de un rodillo para formar los segmentos de película;
- las figuras 7a y 7b son una vista de detalle
lateral y una vista de detalle frontal respectivamente, que
muestran el circuito neumático de la máquina;
- las figuras de 8a a 8c son vistas en
perspectiva de rodillos de formación de segmentos de película con
diferentes formas, es decir, cilíndrica rectilínea, apenas
redondeada y ahusada, respectivamente.
La descripción que sigue de una máquina para
formar segmentos tubulares de película a partir de una porción
lineal de película hace referencia a los dibujos anexos y, en
particular, a la figura 1. La máquina comprende:
- -
- una unidad (1) para la alimentación de porciones lineales de película (2), situada en correspondencia de una estación de alimentación (S1);
- -
- en correspondencia de dicha estación (S1) hay un aplicador (8) para fijar un primer borde (4) de la porción de película (2) a uno de una pluralidad de rodillos de formación (3), orientados transversales con respecto a la dirección de la película (2) alimentada y equidistanciados de un ángulo (\alpha) alrededor de la circunferencia de un carrusel (10) que gira alrededor de un eje horizontal (12).
- Los rodillos de formación (3), a su vez, giran alrededor de ejes horizontales (7) de manera que la porción de película (2) aplicada a los mismos se envuelva alrededor de cada uno de ellos hasta que el segundo borde (5) de la porción (2) se superponga al primer borde (4). En otras realizaciones de la presente invención, con adecuadas adaptaciones, se podría obtener el mismo resultado haciendo que los rodillos de formación (3) y el carrusel (10) giren alrededor de ejes verticales o inclinados;
- -
- un dispositivo de soldadura (11) para unir el primer y el segundo borde (4 y 5) entre sí para formar un segmento tubular de película (6) en correspondencia de una estación de soldadura (S3);
- -
- una unidad de extracción (18) para extraer los segmentos tubulares de película de los rodillos de formación (3) en correspondencia de una estación de descarga (S4).
Haciendo referencia especialmente a las figuras
2 y 2a, la unidad de alimentación (1) comprende una cinta
transportadora (28), alimentada con una banda (29), por ejemplo una
banda desenvuelta de una bobina, y provista de un dispositivo de
corte, tal como por ejemplo una cuchilla (30), para obtener
porciones lineales de película (2) del tamaño que se requiera.
La cinta (28) alimenta un aplicador (8), que
preferentemente se compone de un cabezal de aspiración (31),
instalado en un cilindro vertical (32), que aferra el borde (4) que
sobresale de la cinta (28) y lo lleva hacia arriba hasta que llega
al rodillo de formación (3) que en ese momento está esperando en
correspondencia de la estación de alimentación (S1).
En la realización preferida de la máquina,
exhibida en las figuras 2 y 2a, hay seis rodillos de formación (3)
instalados alrededor del carrusel (10) dispuestos a intervalos
angulares (\alpha) iguales de 60º.
En particular, el carrusel (10) es puesto en
rotación en sentido antihorario por un motor sin escobillas (M1) a
través de una correa dentada (24) movida alrededor del árbol de
salida del motor y de una polea (25) fijada al carrusel (10).
A medida que el carrusel (10) gira también giran
los rodillos de formación (3) en sentido antihorario, impulsados
por dos correas dentadas (13) que conectan la polea (25) del
carrusel (10) a respectivas poleas (26) fijadas a grupos de tres
rodillos de formación (3) contiguos.
La relación de rotación del carrusel con
respecto a los rodillos de formación preferiblemente es 1:5, pero
cabe decir que tanto la conexión cinemática como la relación de
rotación pueden variar en conformidad con las necesidades y la
geometría constructiva de la máquina.
Por otro lado, los rodillos de formación (3) y
el carrusel (10) también podrían realizarse para que giren en la
misma dirección utilizando ruedas dentadas en lugar de correas
(13).
Asimismo, en el caso de un motor conectado
directamente, el sentido de rotación no es significativo.
Como se puede observar en la figura 6, los
rodillos de formación (3) preferentemente tienen una sección
transversal aproximadamente elíptica y comprenden un cuerpo hueco
central (33) configurado paralelepípedo instalado en un árbol,
también hueco, y conectado al circuito de aspiración.
Las figuras de 8a a 8c exhiben otras posibles
realizaciones de los rodillos de formación (3), con formas
cilíndrica, apenas redondeada y ahusada.
Cerca del cuerpo hueco (33) hay dos placas
curvas (34) realizadas, por ejemplo, a partir de una lámina metálica
curvada, cuya distancia recíproca puede ser ajustada, de ser
necesario, a través de una barra roscada (49) acoplada en sedes
roscadas complementarias fijadas a las placas (34) con el cometido
de aumentar/disminuir el tamaño del rodillo de formación (3).
De manera ventajosa, el perfil de las placas
laterales (34) puede diferir en conformidad con el tipo y la
disposición de los productos que se deben manipular para adaptar la
forma de la película (6) a su posterior uso, por ejemplo, para
permitir que el tubo después de ser formado pueda ser tomado por
pernos dilatadores tradicionales.
En la superficie plana del cuerpo (33) hay
pequeños orificios que definen un conducto de aspiración (14) que,
en correspondencia de la estación (S1), está dispuesto alineado con
el cabezal (31) del aplicador (8) de manera que el borde libre (4)
de la porción de película (2) que es liberada por el cabezal de
aspiración (31) al mismo tiempo se adhiera a la superficie del
rodillo de formación (3) cuando este último, posteriormente,
comienza a girar.
La figura 8a muestra una disposición alternativa
donde, para sostener la película se utilizan canales de aspiración
(14bis), distribuidos en la superficie del rodillo de formación (3),
en lugar o conjuntamente con dicho conducto (14).
En las figuras 7a y 7b se muestra con mayor
nivel de detalles el circuito de aspiración. El circuito comprende
al menos una bomba (15), preferentemente provista de un tanque (54)
que sirve como cámara de pleno, y un árbol hueco (55) que llega
hasta una cámara central o distribuidor (35) instalada en el
carrusel (10).
Los tubos (56) se extienden desde el
distribuidor (35) hasta las respectivas válvulas (46) y desde allí a
un conducto (57) que, a su vez, se comunica con el conducto (14)
del rodillo de formación (3).
Durante el funcionamiento, una vez que el borde
(4) ha llegado a entrar en contacto con el rodillo de formación
(3), el carrusel (10) comienza a girar en sentido antihorario y el
rodillo de formación (3) gira en sentido opuesto de manera que la
porción de película (2) cortada a su debido tamaño se envuelva
alrededor del mismo hasta que los bordes libres (4 y 5) de la
película se superpongan.
La envoltura de la película (2) alrededor del
rodillo de formación (3) puede ser ayudada por el desplazamiento
arriba del mismo rodillo de formación (3) de un rodillo de presión
(16) instalado en correspondencia de un extremo de un brazo (36)
cuyo otro extremo (37) está abisagrado al carrusel (10) y el cual es
forzado elásticamente, por ejemplo mediante un resorte, para
mantener el rodillo de presión en contacto con la superficie del
rodillo de formación.
Con esta solución, el rodillo de presión (16)
ayuda a alisar la película a medida que se la envuelve, mientras la
bomba (15) crea un cierto vacío en el rodillo de formación que
provoca la adhesión de la película.
Mientras el carrusel sigue girando, el rodillo
de formación (3) llega a la estación de soldadura (S3) con la
superposición de los bordes (4 y 5) del lado superior a la cual
puede acceder el dispositivo de soldadura (11), exhibido con mayor
nivel de detalles en las figuras 3a y 3b.
Cuando el rodillo de formación (3) llega a la
estación denotada con S3, el carrusel (10) se detiene y un par de
pistones (38 y 39) accionan dos brazos (40 y 41) respectivamente que
sostienen un elemento de soldadura (42), tal como por ejemplo un
soldador continuo, que une los bordes (4 y 5) juntos entre sí en
correspondencia de su superposición, y un elemento de contacto (43)
adecuado para contrastar la fuerza mecánica ejercida por el
soldador sobre el rodillo de formación (3).
Una vez terminada la soldadura, los pistones (38
y 39) abren los brazos (40 y 41) tipo tijera de manera que se
alejen del carrusel para que así el mismo pueda comenzar a girar
nuevamente y llevar el rodillo de formación (3) hasta la estación de
descarga (S4).
\newpage
Durante el movimiento desde la estación denotada
con S3 hasta la estación denotada con S4, el rodillo de presión
(16) es alejado de la superficie del rodillo de formación (3) por
una palanca (44) vinculada al extremo (37) y es forzado por la
rotación del carrusel a interactuar con una leva (45), esta última
estando abisagrada a un perno (47) y siendo desplazada desde una
posición levantada, donde no actúa sobre la palanca (44), hasta una
posición baja, donde actúa sobre la misma, provocando la rotación en
sentido horario del brazo (36) y por consiguiente el alejamiento
del rodillo de presión (16) del rodillo de formación (3).
En correspondencia de la estación denotada con
S4, una válvula (46) conmuta la presión negativa creada en el
rodillo de formación (3) por la bomba (15) a una presión positiva de
manera que el extractor (18) pueda extraer el segmento de película
(6), que se acaba de formar, del rodillo de formación (3).
En la realización exhibida en las figuras 4a y
4b, el extractor que se usa en la máquina según la presente
invención incluye un par de brazos (19) con una pluralidad de
ventosas (21) conectadas a un circuito de vacío, preferentemente
independiente del circuito de aspiración descrito arriba.
En el ejemplo exhibido, cada uno de los brazos
tiene dos ventosas (21) y se desplazan en primeras guías rectilíneas
(20) dispuestas sobre una placa móvil (48) de modo de moverse hacia
las caras opuestas del rodillo de formación (3) y así las ventosas
puedan tomar el segmento tubular de película (6) que se acaba de
formar.
Preferiblemente los brazos (19) son movidos por
varillas de conexión (50) acopladas a un mecanismo oscilante (52)
accionado por un pistón (51), si bien se pueden concebir otros
mecanismos impulsores equivalentes sin por ello apartarse del
espíritu de la invención.
Una vez que las ventosas (21) entraron en
contacto con el segmento de película (6), la placa móvil (48) puede
ser obligada a moverse por segundas guías rectilíneas (22)
dispuestas en una placa fija (53) en una dirección paralela al eje
del rodillo de formación (3) de manera de extraer el segmento
tubular de película (6).
Preferentemente, la placa móvil (48) es movida
por una motorización (M2) que comprende un motor eléctrico sin
escobillas, si bien se pueden concebir otros sistemas equivalentes
de movimiento.
De manera ventajosa, el extractor (18) puede
estar sincronizado con una máquina de envoltura de modo de alimentar
el segmento de película (6) en sincronía con el proceso de envoltura
o puede alimentar una estación intermedia pulmón o de depósito de
reserva de segmentos de película (6) de manera que la etapa de
formación de los segmentos tubulares de película no necesite estar
sincronizada imperiosamente con el proceso de envoltura.
Preferentemente, la presente invención también
contempla la provisión de una unidad de rechazo que se compone, por
ejemplo, de un brazo de extracción similar al del extractor (18) y
adecuado para extraer y rechazar todo segmento de película mal
formado.
En la realización descrita arriba a título
ejemplificador, el carrusel (10) y los rodillos de formación (3)
han sido proyectados para ser instalados con sus ejes dispuestos
horizontales, pero es posible imaginar carruseles y rodillos de
formación proyectados para ser instalados verticalmente, en función
de sus formas seleccionadas.
Además, si bien la realización preferida
descrita arriba incluye varios rodillos de formación (3) instalados
alrededor de un carrusel, la presente invención podría contemplar
también un único rodillo de formación giratorio alrededor de un eje
fijo, con las unidades de alimentación, soldadura y extracción
instaladas alrededor del mismo.
Tal ejecución, si bien ofrece menores niveles de
productividad, es ventajosa donde se requieran simplicidad
constructiva y un menor tamaño de la máquina.
Debe entenderse que la invención descrita puede
ser útil en muchas aplicaciones industriales y que puede ser
modificada y adaptada de distintas maneras sin por ello apartarse
del alcance del concepto inventivo. Asimismo, todos los detalles de
la invención pueden ser reemplazados por elementos técnicamente
equivalentes.
Claims (23)
1. Máquina para formar segmentos tubulares de
película a partir de porciones lineales de película (2) alimentadas
a través de una unidad de alimentación (1), que comprende:
- -
- al menos un rodillo de formación (3) que gira alrededor de un eje (7) transversal a la dirección de alimentación de la película;
- -
- medios (14) para aplicar la porción de película (2) a la superficie del rodillo de formación (3) a medida que gira, por lo menos hasta que los bordes opuestos (4 y 5) de la porción de película (2) se superpongan; y
- -
- medios (11) para unir los bordes superpuestos (4 y 5) entre sí para formar un segmento tubular de película (6);
- dicha máquina estando caracterizada por el hecho que comprende una pluralidad de rodillos de formación (3), que giran alrededor de respectivos ejes (7), equidistanciados de un determinado ángulo (\alpha) alrededor de la circunferencia de un carrusel (10) que gira alrededor de un eje (12).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Máquina según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho que los medios para aplicar la
porción de película (2) a la superficie del rodillo de formación
(3) comprenden medios (14) para sostener un primer borde (4) de la
porción de película (2) en una posición fija de una primera área de
envoltura del rodillo de formación (3).
3. Máquina según la reivindicación 1 o 2,
caracterizada por el hecho que comprende seis rodillos de
formación (3) correspondientes a seis estaciones
(S1-S6) situadas a intervalos angulares constantes
(\alpha) de 60º.
4. Máquina según una de las precedentes
reivindicaciones, caracterizada por el hecho que comprende
medios para el acoplamiento cinemático de la rotación del carrusel
(10) alrededor de su eje (12) a la rotación de los rodillos de
formación (3) alrededor de sus respectivos ejes (7).
5. Máquina según la reivindicación 4,
caracterizada por el hecho que comprende un motor
independiente para poner en rotación los rodillos de formación (3) y
el carrusel (10).
6. Máquina según la reivindicación 4 o 5,
caracterizada por el hecho que los medios de acoplamiento
cinemático crean una relación de rotación de 1:5 entre el carrusel
(10) y los rodillos de formación (3).
7. Máquina según la reivindicación 4,
caracterizada por el hecho que los medios de acoplamiento
cinemático se componen de dos correas dentadas (13) que acoplan la
rotación del carrusel (10) con la rotación de grupos de tres
rodillos de formación (3) contiguos.
8. Máquina según la reivindicación 5 o 6,
caracterizada por el hecho que el carrusel (10) y los
rodillos de formación (3) giran en sentidos opuestos.
9. Máquina según una de las precedentes
reivindicaciones de 2 a 8, caracterizada por el hecho que los
medios para sostener un primer borde (4) de la película en una
posición fija de un rodillo de formación (3) comprenden un conducto
de aspiración (14) situado en correspondencia de la primera área de
envoltura de cada uno de los rodillos de formación (3).
10. Máquina según una cualquiera de las
precedentes reivindicaciones, caracterizada por el hecho que
dicho conducto (14) se compone de una serie de canales (14bis) que
desembocan en un conducto principal conectado a un sistema (15)
para crear vacío.
11. Máquina según la reivindicación 10,
caracterizada por el hecho que el sistema (15) para crear
vacío comprende una bomba de vacío (15) y tubos neumáticos (17)
adecuados para crear suficiente vacío en el conducto (14) para
retener el primer borde de película (4).
12. Máquina según la reivindicación 10,
caracterizada por el hecho que comprende un sistema de vacío
(15) independiente para cada conducto (14) de cada rodillo de
formación (3).
13. Máquina según una de las precedentes
reivindicaciones de 10 a 12, caracterizada por el hecho que
los canales de vacío están situados en correspondencia de dos o más
puntos del rodillo de formación (3) de modo de aumentar la fuerza
de retención de la película.
14. Máquina según una de las precedentes
reivindicaciones, caracterizada por el hecho que los medios
(14) para envolver la porción de película (2) alrededor del rodillo
de formación (3) comprenden medios (16) para presionar y alisar la
película (2) que se está envolviendo alrededor del rodillo de
formación (3).
15. Máquina según una de las precedentes
reivindicaciones, caracterizada por el hecho que los medios
(14) para envolver la porción de película (2) alrededor del rodillo
de formación (3) comprenden un rodillo de presión (16) que entra en
contacto con la película (2) que se envuelve alrededor del rodillo
de formación (3).
16. Máquina según una de las precedentes
reivindicaciones, caracterizada por el hecho que los medios
(11) para unir los bordes superpuestos (4 y 5) se componen de un
dispositivo de soldadura (11) situado en correspondencia de una
estación de soldadura (S3).
17. Máquina según la reivindicación 16,
caracterizada por el hecho que entre la estación de soldadura
(S3) y una estación (S1) para alimentar la porción de película (2)
hay un intervalo angular de 120º en el sentido de rotación del
carrusel (10).
18. Máquina según una de las precedentes
reivindicaciones, caracterizada por el hecho que comprende
medios para rechazar un segmento tubular de película (6) formado
por los rodillos de formación (3).
19. Máquina según una de las precedentes
reivindicaciones, caracterizada por el hecho que la unidad de
alimentación (1) comprende una cinta transportadora (28) para
alimentar una banda de película desde una bobina y está provista de
medios para cortar una porción de película (2) del tamaño que se
necesite.
20. Máquina según una de las precedentes
reivindicaciones, caracterizada por el hecho que los rodillos
de formación (3) comprenden superficies cilíndricas.
21. Máquina según una de las precedentes
reivindicaciones, caracterizada por el hecho que los rodillos
de formación (3) comprenden por lo menos un cuerpo central (33) y
dos superficies laterales (34) intercambiables y ajustables en
función del tamaño necesario del segmento tubular de película
(6).
22. Máquina según una de las precedentes
reivindicaciones, caracterizada por el hecho que el perfil de
las superficies laterales (14) difiere en función del tipo de
producto maniobrado para adaptar la forma de la película (6) a su
posterior utilización.
23. Máquina según una de las precedentes
reivindicaciones, caracterizada por el hecho que comprende un
depósito de reserva de segmentos tubulares de película (6)
formados.
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