ES2345532T3 - Cabeza de taponamiento con actuador de motor lineal. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para taponar envases (4) con un tapón corona (14), que comprende una placa (3) de soporte de envase y una cabeza (2) de taponamiento, en el que un actuador lineal (16) está vinculado, sin la interposición de una leva, o bien a dicha cabeza (2) de taponamiento o bien a dicha placa (3) para el movimiento recíproco de la cabeza de taponamiento con relación a la placa, caracterizado porque dicha cabeza de taponamiento comprende un cuerpo exterior (7) en el que está acomodado de manera deslizante un elemento (9) de taponamiento, estando definido un asiento para un muelle calibrado (13) entre la superficie superior de dicho elemento (9) de taponamiento y la superficie interior del extremo superior (7') del cuerpo exterior (7) y actuando dicho muelle calibrado en dichas superficies.
Description
Cabeza de taponamiento con actuador de motor
lineal.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para el taponamiento de envases, en particular
botellas.
En el campo de las plantas de embotellado, se
conocen máquinas de taponamiento de tipo giratorio que están
equipadas con una pluralidad de cabezas de taponamiento y con una
pluralidad de placas para soportar las botellas. Las placas y las
cabezas de taponamiento giran en sincronía en la cinta
transportadora como para completar el ciclo de taponamiento en el
arco de rotación de 360º. Las etapas operacionales del proceso de
taponamiento pueden ser resumidas de la siguiente manera: el envase
entra en la cinta transportadora en sincronía con la cabeza de
taponamiento, en la que ya está presente el tapón. Específicamente,
el tapón ha sido retirado previamente del sistema de alimentación
de tapón y después ha sido precentrado en la cabeza de taponamiento.
La cabeza de taponamiento, actuada por una leva, es bajada hasta
contactar con la boca del envase, sobre el que empieza a ejercer la
presión necesaria para asegurar el tapón en el envase. La placa en
la que se soporta la botella es de hecho un gato en el que actúa un
muelle calibrado. Este muelle calibrado desplaza la bajada de la
cabeza de taponamiento ejerciendo una fuerza de reacción que
garantiza una fuerza de taponamiento predeterminada y constante
independientemente de la altura del envase. La cabeza de
taponamiento es elevada después, de nuevo por la acción de la leva,
como para desaplicarse del envase que puede así abandonar la cinta
transportadora de taponamiento.
El aparato de la técnica anterior descrito
anteriormente sufre, sin embargo, de desventajas que hacen su uso
costoso y un tanto poco práctico.
El documento DE 1782378 A divulga un dispositivo
para taponar envases de acuerdo con el preámbulo de la
reivindicación 1, en el que el actuador lineal está vinculado a la
cabeza de taponamiento.
El documento DE 2526234 A divulga un dispositivo
que puede ser usado en máquinas de llenado y de cierre, en el que
la respectiva cabeza de llenado o de cierre permanece estacionaria y
la botella es elevada hacia la respectiva cabeza.
El objeto en el que se basa la presente
invención es, por lo tanto, el de proporcionar un aparato para el
taponamiento de envases como se especifica en las reivindicaciones
de aparato adjuntas.
Un objeto adicional de la presente invención es
un método para el taponamiento de envases como se define en las
reivindicaciones de método adjuntas.
Características y ventajas adicionales del
dispositivo de taponamiento para envases que forma el tema de la
presente invención se pondrán de manifiesto fundamentalmente por las
descripciones de ejemplos de realización dadas en lo sucesivo a
modo de indicación y que no implican ninguna limitación, en
referencia a las siguientes figuras:
la figura 1 muestra una vista en corte de una
cabeza de taponamiento de acuerdo con la presente invención;
la figura 2 muestra una vista en corte que
muestra la secuencia de operaciones para taponar una botella con el
dispositivo de acuerdo con la presente invención;
la figura 3 muestra una vista en corte de un
detalle de la cabeza de taponamiento de acuerdo con una realización
alternativa de la presente invención.
\vskip1.000000\baselineskip
En referencia a las figuras mencionadas
anteriormente, el dispositivo de taponamiento que forma el tema de
la presente invención, designado en su conjunto por el número 1,
comprende esencialmente una cabeza 2 de taponamiento y una placa 3
para soportar el envase 4.
La cabeza 2 de taponamiento y la placa 3 están
fijados de manera segura a la cinta transportadora (no mostrada en
los dibujos) por medio de respectivos brazos 5, 5'.
Fijado en el brazo 5 de la cabeza 2 de
taponamiento, por ejemplo por medio de un sistema de
tornillo/tuerca, hay un manguito 6 en el que el cuerpo exterior 7
de dicha cabeza de taponamiento está acomodado de manera
deslizante. Unos cojinetes 8 de guía están dispuestos entre el
manguito 6 y el cuerpo hueco 7.
El cuerpo exterior 7 de la cabeza de
taponamiento es hueco y se acomoda de manera deslizante dentro del
elemento 9 de taponamiento. Dicho elemento 9 de taponamiento posee
una porción superior 9' en aplicación deslizante con la superficie
interior del cuerpo exterior 7 y la porción inferior 9''. La parte
superior 9' es substancialmente cilíndrica y está compuesta a su
vez por dos secciones de diámetros diferentes, teniendo la sección
inferior un diámetro menor, para permitir el asiento de un cojinete
10 de guía. La porción inferior 9'' del elemento 9 de taponamiento,
por el contrario, es de forma troncocónica, como para crear un
asiento para un muelle 11 de restablecimiento entre su superficie
exterior y la superficie interior del cuerpo exterior 7. El muelle
11 ejerce presión, por un extremo, en el reborde hecho en el punto
de conexión entre la porción superior 9' y la porción inferior 9''
del elemento 9 de taponamiento y, por el otro extremo, en una brida
12 que sobresale desde la superficie interior del cuerpo exterior
7. De esta manera, el elemento 9 de taponamiento se sostiene en la
posición elevada dentro del cuerpo exterior 7.
Por encima del extremo superior del elemento 9
de taponamiento, está hecho un asiento para un muelle calibrado 13,
preferiblemente de tipo elastómero de poliuretano. El muelle
calibrado 13 ejerce presión en la superficie superior del elemento
9 de taponamiento y en la superficie interior del extremo superior
7' del cuerpo exterior 7.
El elemento 9 de taponamiento posee imanes en su
extremo inferior por medio de los cuales es retenido el tapón
corona 14.
El extremo superior 7' del cuerpo exterior 7 de
la cabeza 2 de taponamiento está vinculado al pistón 15 que está
conectado a un actuador lineal 16. El actuador 16 es preferiblemente
un motor eléctrico, más preferiblemente un motor lineal, en
particular de tipo sin escobillas. Motores que pueden ser usados
como motores lineales incluyen motores síncronos de imán permanente
y motores lineales asíncronos de inducción. El actuador lineal 16
puede ser también de tipo neumático o hidráulico.
Dicho actuador lineal 16 está conectado a una
unidad de control y de monitorización para regular la fuerza de
taponamiento con relación a un valor predeterminado. Especialmente
en el caso del motor lineal, la unidad de control y de
monitorización puede, por ejemplo, realizar las siguientes
funciones:
- registrar el consumo de energía del motor, que
es proporcional a la fuerza de taponamiento aplicada a la
botella,
- comparar el valor de consumo de energía
registrado con un valor predeterminado, al que corresponderá una
fuerza de taponamiento predeterminada, y
- enviar una señal de control a dicho motor para
controlar su estado operacional, por ejemplo para apagar el motor o
invertir el recorrido del pistón.
La unidad de control y de monitorización también
puede:
- registrar, por ejemplo por medio de un sensor
apropiado, la posición del pistón, la cabeza de taponamiento o la
placa,
- comparar la posición registrada del pistón, la
cabeza de taponamiento o la placa con un valor predeterminado, que
estará preestablecido en función de la fuerza de taponamiento a ser
aplicada al envase, y
- enviar una señal de control al motor para
regular el recorrido del pistón como para obtener la fuerza de
taponamiento predeterminada.
En referencia a las figuras
2a-2d, se dará ahora una descripción del
funcionamiento del dispositivo de taponamiento de acuerdo con la
invención.
La figura 2A muestra el dispositivo de acuerdo
con la invención en una fase de taponamiento en la que el tapón
corona 14 ya ha sido agarrado por la cabeza 2 de taponamiento y ha
sido precentrado por medio de un movimiento ascendente seguido de
un movimiento descendente del cuerpo exterior 7 con relación al
elemento 9 de taponamiento. Esta fase de precentrado es realizada
de manera convencional y, por lo tanto, no será descrita en
detalle.
Como se muestra en la figura 2b, la cabeza 2 de
taponamiento es bajada después hasta que entra en contacto con el
cuello de la botella por medio de un movimiento vertical descendente
del pistón 15 accionado por el actuador lineal 16. En este punto,
la fase de taponamiento en sentido verdadero empieza, disponiendo
dos fases consecutivas. Durante la primera fase, como se muestra en
la figura 2c, la cabeza 2 de taponamiento continúa su descenso,
mientras que el elemento 9 de taponamiento mantiene su posición
inicial en contacto con el cuello de la botella. Mientras esto
sucede, el muelle calibrado 13 es comprimido hasta que ejerce en el
tapón 14 una fuerza de reacción suficiente para causar la
deformación de la guarnición interior de dicho tapón. En la segunda
fase, cuando el muelle calibrado 13 está comprimido parcialmente, un
descenso adicional de la cabeza 2 de taponamiento, que ahora tiene
lugar con movimiento relativo al elemento 9 de taponamiento, causa
el aseguramiento final del tapón corona 14 en el cuello de la
botella 4. Como este aseguramiento tiene lugar con una fuerza
compresiva predeterminada, la unidad de control y de monitorización
del dispositivo actúa para interrumpir el descenso de la cabeza 2
de taponamiento tan pronto como esa fuerza ha sido alcanzada, como
se ilustró previamente. Subsiguientemente, como se muestra en la
figura 2d, el actuador lineal 16 actúa para elevar la cabeza 2 de
taponamiento por medio de un movimiento vertical de ascenso del
pistón 15, retornando la cabeza de taponamiento a su posición
inicial. En este punto, antes de que la cinta transportadora a la
que el dispositivo de taponamiento está fijada haya completado la
rotación de 360º para llevar el dispositivo 2 de taponamiento de
regreso a la posición mostrada en la figura 2a, este último pasará
de la estación de alimentación de tapón, desde la cual retirará un
nuevo tapón corona 14 y lo precentrará como se describió
anterior-
mente.
mente.
Las ventajas del dispositivo de taponamiento de
acuerdo con la presente invención son numerosas.
En primer lugar, el reemplazo de la leva con el
actuador lineal 16 permite que el número de partes mecánicas
sujetas a desgaste, y por lo tanto mantenimiento constante, sea nulo
o al menos reducido al mínimo esencial. Esta ventaja es
particularmente evidente cuando el actuador 16 es un motor lineal
sin escobillas. La razón es que este tipo de motor funciona
mediante aplicación directa y no incluye el uso de tornillos de
bola, engranajes o poleas.
Una ventaja adicional se obtiene haciendo uso de
una unidad de control y de monitorización del tipo descrito
anteriormente. Esta unidad de control y de monitorización hace
posible ajustar la fuerza de taponamiento con relación a un valor
predeterminado. Esto se refleja, en sustancia, en la posibilidad de
ajustar el recorrido del pistón 15 de manera completamente
automática en función del tamaño de la botella a ser taponada. Por
el contrario, en los dispositivos de la técnica anterior que hacen
uso de una leva, la carrera de pistón es fija y, por lo tanto, es
necesario predisponer el muelle calibrado por debajo de la placa
para garantizar una fuerza de taponamiento predeterminada. No hace
falta decir que, con el dispositivo de acuerdo con la presente
invención, se puede evitar el uso del muelle calibrado que actúa en
la placa 3, lo que permite una ventaja definitiva en términos de
economía y desgaste de aparato.
La figura 3 muestra una segunda realización de
la presente invención.
En esta realización, el actuador lineal 16 está
conectado por mediación del pistón 15 a la placa 3.
En este caso también, el actuador 16 puede ser
un motor eléctrico, preferentemente un motor lineal sin escobillas,
una actuador hidráulico, un actuador neumático u otro tipo.
La unidad de control y de monitorización actuará
para regular la fuerza de taponamiento, como fue descrito
anteriormente.
El modo de funcionamiento del dispositivo es
substancialmente análogo a lo que fue descrito anteriormente, con
la diferencia de que, en este caso, será la placa 3 la que se mueva
verticalmente mientras que la cabeza 2 de taponamiento permanecerá
substancialmente fija.
En este caso también, las ventajas de la
presente realización de la invención pueden ser resumidas en una
necesidad reducida de mantener el aparato.
Está claro que lo que se ha descrito son
solamente realizaciones particulares del dispositivo de taponamiento
que forma el tema de la presente invención, a las que la persona
experta en la técnica será capaz de hacer cualesquiera
modificaciones necesarias para adaptarlas a aplicaciones
particulares, sin por ello salir del alcance de protección de la
presente invención.
Por ejemplo, será posible proporcionar un
dispositivo de taponamiento en el que la leva es reemplazada por el
actuador lineal 16, como se describió previamente, pero en el que,
en lugar de ajuste automático por la unidad de control y de
monitorización, la fuerza de taponamiento será ajustada por el
muelle calibrado que actúa en la placa 3, como en las máquinas de
la técnica anterior. En este caso, el pistón 15 tendrá que realizar
una carrera fija y predeterminada. Esta máquina tiene en cualquier
caso la ventaja de reducir considerablemente el número de
componentes mecánicos fácilmente expuestos al desgaste, en
particular la leva.
En otras realizaciones, la unidad de control y
de monitorización leerá, por medio de medios de registro apropiados,
la altura de la botella sujeta a taponamiento, comparará el valor
registrado con un valor de referencia, y consecuentemente enviará
una señal de control al actuador lineal 16 para ajustar la carrera
del pistón y, por lo tanto, la fuerza de taponamiento.
En todavía otras realizaciones, la unidad de
control y de monitorización comprenderá medios para registrar la
fuerza aplicada al envase, por ejemplo por medio de medición con un
dinamómetro de la fuerza de reacción a la que está sujeta la cabeza
de taponamiento, cuyo valor registrado será comparado después con un
valor de referencia predeterminado, y una señal de control será
enviada después al actuador lineal 16 para el ajuste de la fuerza
de taponamiento.
Claims (19)
1. Dispositivo para taponar envases (4) con un
tapón corona (14), que comprende una placa (3) de soporte de envase
y una cabeza (2) de taponamiento, en el que un actuador lineal (16)
está vinculado, sin la interposición de una leva, o bien a dicha
cabeza (2) de taponamiento o bien a dicha placa (3) para el
movimiento recíproco de la cabeza de taponamiento con relación a la
placa, caracterizado porque dicha cabeza de taponamiento
comprende un cuerpo exterior (7) en el que está acomodado de manera
deslizante un elemento (9) de taponamiento, estando definido un
asiento para un muelle calibrado (13) entre la superficie superior
de dicho elemento (9) de taponamiento y la superficie interior del
extremo superior (7') del cuerpo exterior (7) y actuando dicho
muelle calibrado en dichas superficies.
2. Dispositivo de taponamiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que dicho actuador lineal (16) es un motor
eléctrico, un actuador hidráulico o un actuador neumático.
3. Dispositivo de taponamiento de acuerdo con la
reivindicación 2, en el que dicho actuador lineal (16) es un motor
lineal sin escobillas.
4. Dispositivo de taponamiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que dicho muelle calibrado (13) es de tipo
elastómero de poliuretano.
5. Dispositivo de taponamiento de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicho actuador
lineal (16) está conectado a dicha cabeza (2) de taponamiento por
medio de un pistón (15) y en el que dicha cabeza (2) de
taponamiento está insertada de manera deslizante en un manguito (6)
fijado a un brazo (5) asegurado en la cinta transportadora de la
máquina de taponamiento.
6. Dispositivo de taponamiento de acuerdo con
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicho
actuador lineal (16) está conectado a dicha placa (3) por medio de
un pistón (15).
7. Dispositivo de taponamiento de acuerdo con
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, comprendiendo dicho
dispositivo una unidad de control y de monitorización para la
regulación de la fuerza de taponamiento en referencia a un valor
predeterminado.
8. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
7, en el que dicha unidad de control y de monitorización:
- registra el consumo de energía del actuador
lineal (16),
- compara el valor de consumo de energía
registrado con un valor predeterminado, y
- envía una señal de control al actuador lineal
(16) para controlar su estado operacional.
9. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
7 u 8, en el que dicha unidad de control y de monitorización:
- registra la posición del pistón (15), la
cabeza (2) de taponamiento o la placa (3),
- compara la posición registrada con un valor
predeterminado, y
- envía una señal de control al actuador lineal
(16) para regular el recorrido del pistón (15) como para obtener
una fuerza de taponamiento predeterminada.
10. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 7 a 9, en el que dicha unidad de control y de
monitorización:
- registra la altura del envase (4) sujeto a
taponamiento,
- compara el valor registrado con un valor de
referencia, y
- envía una señal de control al actuador lineal
(16) para regular el recorrido del pistón (15) como para obtener la
fuerza de taponamiento predeterminada.
11. Dispositivo de taponamiento de acuerdo con
una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en el que dicha
unidad de control y de monitorización:
- registra la fuerza aplicada al envase,
- compara el valor registrado con un valor de
referencia predeterminado, y
- envía una señal de control al actuador lineal
(16) para regular la fuerza de taponamiento en referencia a un
valor predeterminado.
12. Dispositivo de taponamiento de acuerdo con
la reivindicación 11, en el que dicho dispositivo comprende un
dinamómetro para medir la fuerza de reacción a la que es sometida la
cabeza (2) de taponamiento durante la fase de taponar el envase
(4).
13. Máquina de taponamiento de tipo giratorio,
caracterizada porque comprende un dispositivo (1) de
taponamiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones
1 a 12.
14. Método de taponar envases (4) con tapones
corona (14), que comprende las fases de:
- proporcionar un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 1, y
- regular automáticamente la fuerza de
taponamiento con relación a un valor predeterminado.
15. Método de acuerdo con la reivindicación 14,
en el que dicha regulación automática de la fuerza de taponamiento
tiene lugar por medio de una unidad de control y de
monitorización.
16. Método de acuerdo con la reivindicación 15,
en el que dicha regulación automática de la fuerza de taponamiento
tiene lugar por medio de:
- registrar el consumo de energía del actuador
lineal (16),
- comparar el valor de consumo de energía
registrado con un valor predeterminado, y
- enviar una señal de control al actuador lineal
(16) para controlar su estado operacional.
17. Método de acuerdo con la reivindicación 15,
en el que dicha regulación automática de la fuerza de taponamiento
tiene lugar por medio de:
- registrar la posición del pistón (15), la
cabeza (2) de taponamiento o la placa (3),
- comparar la posición registrada con un valor
predeterminado, y
- enviar una señal de control al actuador lineal
(16) para regular el recorrido del pistón (15) como para obtener la
fuerza de taponamiento predeterminada.
18. Método de acuerdo con la reivindicación 15,
en el que dicha regulación automática de la fuerza de taponamiento
tiene lugar por medio de:
- registrar la altura del envase (4) sometido a
taponamiento,
- comparar el valor registrado con un valor de
referencia, y
- enviar una señal de control al actuador lineal
(16) para regular el recorrido del pistón (15) como para obtener
una fuerza de taponamiento predeterminada.
19. Método de acuerdo con la reivindicación 15,
en el que dicha regulación automática de la fuerza de taponamiento
tiene lugar por medio de:
- registrar la fuerza aplicada al envase
(4),
- comparar el valor registrado con un valor de
referencia predeterminado, y
- enviar una señal de control al actuador lineal
(16) para regular la fuerza de taponamiento en referencia a un
valor predeterminado.
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