ES2327854T5 - Máquina para formar segmentos tubulares de película para embalar - Google Patents
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Description
Máquina para formar segmentos tubulares de película para embalar.
5 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.
15 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.
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,
25 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.
35 A partir del documento US 3.802.942, se conoce una máquina para formar segmentos tubulares de película, que está provista de un carrusel que tiene una serie de rodillos de formación equidistantes que son alimentados por un tambor de alimentación con porciones de película en una estación de alimentación.
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
45 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
55 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 para formar segmentos tubulares de película según la reivindicación 1.
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.
65 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
5 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; 10 -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;
15 -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;
20 -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:
25
- 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
30 dirección de la película (2) alimentada y equidistanciados de un ángulo (α) 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
35 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) 40 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
45 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
50 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 (α) iguales de 60°.
55 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
60 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.
65 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.
5 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
15 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
25 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 35 (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
45 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
55 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).
Durante el movimiento desde la estación denotada con S3 hasta la estación denotada con S4, el rodillo de presión
65 (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).
5 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 10 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 15 (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.
20 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).
25 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 30 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 35 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.
40 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.
45 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, 50 todos los detalles de la invención pueden ser reemplazados por elementos técnicamente equivalentes.
Claims (17)
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imagen1 REIVINDICACIONES1. Máquina para formar segmentos tubulares de película a partir de porciones lineales de una película5 Comprendiendo dicha maquina:Una unidad de alimentación (1) en una estación de alimentación (S1) para alimentar dichas porciones lineales de película (2);al menos un rodillo de formación (3) que gira alrededor de un eje (7) transversal a la dirección de alimentación de la película de dichas porciones lineales de película (2) alimentadas por la unidad de alimentación (1);medios (14) para aplicar la porción de película (2) alimentada por la unidad de alimentación (1) a la15 superficie del rodillo de formación (3) a medida que gira, de manera que la porción de película (2) aplicada al rodillo de formación (3) se enrolla alrededor de él, por lo menos hasta que los bordes opuestos (4 y 5) de la porción de película (2) se superpongan; ymedios (11) para unir los bordes superpuestos (4 y 5) entre sí para formar un segmento tubular de película (6);Comprendiendo además dicha maquina:una pluralidad de rodillos de formación (3), que giran alrededor de respectivos ejes (7), equidistanciados25 de un determinado ángulo (α) alrededor de la circunferencia de un carrusel (10) que gira alrededor de un eje (12), y un aplicador (8) en la estación (S1) para fijar un primer borde (4) de la porción de película (2) a uno de una pluralidad de rodillos de formación (3),. - 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 dicho primer borde (4) de la porción de película (2) en una posición fija de una primera área de envoltura del rodillo de formación (3).
- 35 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 (α) de 60°.
-
- 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).
- 45 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.
- 55 9. Máquina según una de las precedentes reivindicaciones de 2 a 8, caracterizada por el hecho que los medios para sostener dicho 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
65 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).6imagen2 - 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).5 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) para10 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) paraenvolver la porción de película (2) alrededor del rodillo de formación (3) comprenden un rodillo de presión (16) 15 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).20
- 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 120° en el sentido de rotación del carrusel (10).25 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 dealimentación (1) comprende una cinta transportadora (28) para alimentar una banda de película desde una 30 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.35 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 40 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 undepósito de reserva de segmentos tubulares de película (6) formados. 457
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