ES2899214T3 - Procedimiento y herramienta para el cierre hermético de un envase, así como envase cerrado de forma hermética - Google Patents

Abstract

Herramienta para cerrar una abertura (2) de un envase (1) mediante un cierre (3), comprendiendo el envase (1) una pared de envase con un lado interior de envase (5), comprendiendo la herramienta (10): (a) un platillo de herramienta (12) que puede introducirse en una abertura (2) de un envase (1) que debe cerrarse; (b) al menos un rodillo (11), que está dispuesto en el platillo de herramienta (12) en una posición inicial (13), (c) en donde el al menos un rodillo (11) puede desviarse radialmente hacia una posición de cierre (14) y puede volver a su posición inicial (13) para hacer efectiva o ejercer una fuerza radial, de forma limitada en el tiempo, sobre un cuello de cierre (4) del cierre (3) dispuesto entre el al menos un rodillo (11) y el lado interior de envase (5) de la pared del envase; y caracterizada porque (d) el al menos un rodillo (11) está unido al platillo de herramienta (12) a través de un brazo en voladizo (16a) y una articulación (16), y en donde el al menos un rodillo (11) está unido a lo largo de su eje longitudinal a un eje de rodillo (17), que está unido a una varilla (18) a través de un elemento de unión (19), y en donde la varilla (18) puede extenderse y retraerse mediante un dispositivo de elevación (19a).

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento y herramienta para el cierre hermético de un envase, así como envase cerrado de forma hermética

La invención se refiere al campo técnico de la tecnología de envasado, en particular al campo del cierre de envases, incluso para productos con altos requisitos de estanqueidad o sensibilidad frente a la contaminación.

En el estado de la técnica se conoce mediante el documento WO 1996/31406 una lata de chapa metálica, que se cierra en un lado frontal con una membrana. En la misma, unas zonas de borde elevadas de la membrana están adheridas o termoselladas al interior de la pared de la lata. Estas latas cerradas se fabrican introduciendo una membrana en una abertura de la lata e introduciendo un punzón. Mediante una expansión del punzón insertado, una fuerza actúa radialmente sobre la zona de borde elevada de la membrana y, en combinación con un efecto de calor, la membrana se une así al interior de la lata. Las figuras 5a y 5b de la publicación muestran este proceso de expansión. El punzón consta de elementos dispuestos perimétricamente, que se presionan radialmente hacia fuera contra un anillo de expansión o de resorte, con lo que aumenta su diámetro. Para ello, el anillo de expansión o de resorte tiene una rendija axial, para permitir el aumento de radio reivindicado. Cuando el anillo de expansión o de resorte presiona contra la zona de borde de la membrana, ninguna fuerza actúa sobre la zona de la membrana que se va a unir en el punto de la rendija. Esto puede provocar faltas de estanqueidad del cierre, especialmente si la rendija del anillo de expansión o de resorte excluye el punto de la costura vertical, que suele estar presente en las latas de este tipo debido a la fabricación. Las latas que se cierran según este procedimiento no son adecuadas, especialmente para productos de relleno sensibles como el café (de alta calidad).

El documento WO 1998/03278 muestra un dispositivo de prensado, que está compuesto de varias partes de prensado (véase allí la figura 3). El dispositivo de prensado está diseñado para cerrar latas comparables a las del documento WO 1996/31406. Se forman unas rendijas axiales cuando las partes de prensado se extienden radialmente hasta entrar en contacto con la membrana, que descansa en el interior de la lata. En estos estos huecos no se transmite ninguna fuerza a la membrana. Por medio de varios planos de la rendija de las partes de prensado, se pretende evitar una formación de canales, como la que tiene que producirse en el documento WO 1996/31406. Especialmente en la zona de una costura vertical de una lata que se va a cerrar, se puede formar un canal axial entre la membrana y el interior de la lata, a pesar del desplazamiento de la rendija del dispositivo de prensado, lo que influye negativamente en la estanqueidad de la lata. Además de esto, de la superficie perimétrica de la zona de borde elevada de la membrana, sólo una zona parcial está firmemente unida al interior de la lata (sólo en los puntos, en los que realmente se transmite una fuerza radialmente desde el dispositivo de prensado a la membrana). Esto significa que se requiere una mayor superficie cuando se utiliza el dispositivo de prensado para la misma estanqueidad, en comparación con un dispositivo que une toda la superficie de la parte elevada de la membrana a la lata, lo que conlleva un mayor gasto de material y, por tanto, mayores costes de la membrana.

El documento US 723.556 se refiere a una máquina para cerrar latas, siendo la máquina adecuada para uso doméstico. El documento US 3868808 A también divulga una herramienta para cerrar una abertura de un envase según el preámbulo de la reivindicación 1.

Basándose en el estado de la técnica, la invención se enfrenta a la tarea de cerrar los envases con la mayor hermeticidad posible y, con ello, manteniendo bajos los costes de material de un cierre.

Esta tarea se resuelve mediante la herramienta según la reivindicación 1 o mediante un procedimiento según la reivindicación 8.

Una herramienta según la invención es adecuada para cerrar una abertura de un envase, por ejemplo una lata, con una membrana. Para ello, la herramienta comprende un platillo de herramienta, al que se está aplicado al menos un rodillo. Después de insertar preferiblemente un cierre en la abertura a cerrar, la herramienta puede entrar en un espacio (limitado por el cierre) que está abierto por un lado en el interior del envase. En la posición axial deseada en la lata, el al menos un rodillo puede desviarse radialmente, para ejercer una fuerza sobre el cuello del cierre y unirlo de forma estanca al lado interior del envase, dado el caso bajo la influencia del calor. Debido a una capacidad de rotación de la herramienta, todo el perímetro del cuello puede unirse al lado interior del envase con el rodillo desviado. Gracias a la posibilidad de retracción radial de la herramienta, ésta puede retirarse fácilmente del envase sin dañar el cierre aplicado de forma hermética y, en poco tiempo, puede proporcionarse un siguiente envase para ser cerrado.

Varios rodillos aplicados al perímetro del platillo de herramienta aceleran el cierre de un envase y mejoran el resultado del cierre. Durante la rotación de una herramienta con rodillos desviados o extraídos, en donde estos ejercen una fuerza sobre un cuello de cierre, cada rodillo debe recorrer una distancia más corta o no es necesaria una rotación completa (360°) de la herramienta para haber ejercido una fuerza sobre toda la superficie del cuello de cierre. Para obtener una estanqueidad suficiente, puede ser ventajoso que cada sección del cuello de cierre entre en contacto varias veces con uno o varios rodillos, lo que da lugar a una rotación de más de 360° o, en el caso de varios rodillos, proporcionalmente según el número de rodillos. Pueden ser apropiados dos rodillos, tres rodillos, cuatro rodillos, cinco rodillos, seis rodillos, siete rodillos, ocho rodillos o más de ocho rodillos. Al utilizar varios rodillos, la fuerza que actúa sobre el envase es parcialmente absorbida por un rodillo opuesto y el envase permanece en una posición centrada de forma mejorada (alrededor del eje longitudinal del envase) durante el uso de la herramienta. A este respecto es ventajoso que los rodillos se desvíen o entren en contacto con los rodillos del cuello de cierre lo más simultáneamente posible. En el caso de varios rodillos, también es ventajoso que los rodillos están dispuestos perimétricamente de manera uniforme o radialmente simétrica. También puede ser útil un número impar de rodillos y, dependiendo del diámetro del rodillo en comparación con el diámetro del envase, se pueden disponer también más de ocho rodillos en la herramienta. En lo sucesivo, los términos rodillo y rodillos se utilizan de forma equivalente; a este respecto siempre se trata de al menos un rodillo.

Antes de que pueda cerrarse una abertura de un envase, se inserta ventajosamente primero un cierre en la abertura. Para ello, se puede disponer un elemento de posicionamiento en la herramienta, por lo que la inserción de un cierre y de la herramienta en la abertura de un envase puede llevarse a cabo en un solo paso de trabajo. Este paso de trabajo también puede constar de dos o más pasos de trabajo parciales. De esta manera, por ejemplo, un cierre situado en el elemento de posicionamiento puede introducirse primero en la abertura del envase mediante la extensión del elemento y, en un segundo paso de trabajo parcial, se puede seguir la herramienta con los rodillos. Los rodillos pueden ser desviados por una fuerza definida. El desvío de los rodillos puede realizarse neumáticamente, lo que facilita el control y la regulación de la fuerza que actúa sobre el cuello de cierre. También es posible desviar los rodillos mediante actuadores generadores de fuerza neumáticos, mecánicos, eléctricos, electromagnéticos o de otro tipo.

La herramienta, también en una configuración ventajosa, puede estar dispuesta como un elemento de una disposición de cierre. La disposición comprende asimismo al menos un árbol, a través del cual se puede aplicar un par de torsión a la herramienta, lo que resulta en la rotación de la herramienta. Preferiblemente, el árbol es también axialmente extensible, desviable o transladable, para permitir la inserción de la herramienta en el espacio unilateralmente abierto delimitado por el cierre, y, dado el caso, en el interior del envase (si el cuello del cierre no llega hasta el borde del envase).

Asimismo, la disposición de cierre puede comprender un dispositivo de elevación. Sobre el dispositivo de elevación se puede colocar un envase que se va a cerrar, en donde la abertura del envase que se va a cerrar señala en la dirección de la herramienta y, ventajosamente, el eje central del envase y de la herramienta se encuentran uno encima del otro. Un movimiento ascendente del dispositivo de elevación empuja el envase a cerrar sobre la herramienta, en donde el cierre puede insertarse en el envase dispuesto sobre el dispositivo de elevación o el cierre puede disponerse en el elemento de posicionamiento opcional de la herramienta. Asimismo, el dispositivo de elevación puede sujetar un envase situado sobre el mismo, para evitar una rotación del envase mientras la herramienta rota y/o provocar una rotación del envase, después de lo cual la herramienta dentro del envase no tiene que rotar durante el cierre, pero puede rotar adicionalmente. Por medio de un dispositivo de elevación, la posibilidad de desviación axial del eje puede no ser necesaria, así como puede ser ventajosa una combinación de los movimientos en contrasentido del dispositivo de elevación y del árbol.

Si la disposición de cierre está configurada con un elemento calefactor, una capa adhesiva sobre al menos el cuello del cierre o el interior del envase puede ablandarse durante la rotación de la herramienta con rodillos desviados. Un elemento calefactor de este tipo puede estar dispuesto por fuera del envase a cerrar o en la zona del platillo de herramienta, es decir, dentro del envase durante el proceso de cierre.

En este contexto, el elemento calefactor es preferiblemente un elemento inductivo, un elemento eléctrico o un elemento de calor radiante. En el caso de un elemento inductivo, el elemento calefactor es el elemento del que emana el efecto inductivo, aunque debido al modo de acción del calentamiento inductivo, este elemento no se calienta, sino otro. Los elementos eléctricos proporcionan el calor o el caldeo directamente en el elemento generador y lo transfieren directamente. La energía térmica para ablandar una capa puede ser proporcionada por un irradiador de calor (por ejemplo, infrarrojo, láser), preferiblemente un irradiador de calor se aplica por fuera del envase en la disposición de cierre.

Preferiblemente, la disposición de cierre puede comprender un anillo de guiado y un dispositivo de elevación. El dispositivo de elevación puede estar dispuesto de tal manera, que un envase con una abertura que debe cerrarse puede colocarse encima. Moviendo el dispositivo de elevación, el envase puede desplazarse sobre la herramienta. Preferiblemente, el anillo de guiado puede alojar el envase en una posición predeterminada y guiar el envase sobre la disposición de cierre de una manera pretensada por resorte.

Un envase cerrado mediante la herramienta o mediante la disposición de cierre tiene un cierre, cuyo cuello de cierre está totalmente unido de forma hermética al interior del envase. Esto puede reducir la cantidad de material requerido para la misma estanqueidad en comparación con el estado de la técnica o proporcionar una estanqueidad mejorada para la misma superficie del cuello de cierre. Los envases, que se cierran con la herramienta según la invención o la disposición de cierre según la invención, son apropiados para productos altamente sensibles, como el café de alta calidad y los productos de relleno húmedos, debido a su particularmente alta estanqueidad o baja susceptibilidad a la contaminación. Estos envases también pueden utilizarse en condiciones limpias (asépticas o en autoclave con igualación de presión).

Preferiblemente, los envases aquí descritos están hechos de metal, vidrio, plástico o un material compuesto, particularmente preferiblemente se trata de latas de tres piezas que tienen una costura vertical debido al proceso de fabricación. Normalmente, las latas de tres piezas a partir de una pieza en bruto de chapa se llevan a un molde cilíndrico hueco, en donde dos aristas laterales de la chapa conformada se superponen parcialmente. La zona que se solapa suele soldarse, con lo que se forma una costura. Un elemento inferior se pliega y, opcionalmente, la pared del cilindro hueco está provista de rebordes estabilizadores. Especialmente en la zona de la costura vertical en una lata de tres piezas, hasta ahora no se ha resuelto satisfactoriamente un cierre hermético mediante un cierre con cuello.

El cuello de cierre puede estar unido al interior del envase mediante un barniz de sellado o un adhesivo caliente, que se ablanda, por ejemplo, mediante un elemento calefactor y que, cuando se aprieta contra el interior del envase, se solidifica y asegura el contacto entre el cuello de cierre y el interior del envase.

Si la altura del cuello de cierre es mayor que la distancia axial de la posición de inserción a la arista de abertura del envase, una cierta parte del cuello de cierre sobresale por encima de la parte frontal del envase. Esta parte que sobresale está rebordeada sobre la zona de borde frontal. Preferiblemente, la parte que sobresale del cuello de cierre es inferior al 10%, inferior al 5%, inferior al 2% de la altura total del cuello de cierre y, particularmente preferible, prácticamente ninguna zona del cuello de cierre sobresale axialmente más allá del borde del lado frontal con la abertura.

Preferiblemente, el cierre puede estar unido a una pared del envase (en el interior o en el exterior) mediante un adhesivo caliente o un barniz de sellado.

Para cerrar una abertura de un envase, primero se proporciona dicho envase, se inserta o se introduce el cierre en la abertura del envase, y se introduce la herramienta (por ejemplo, una herramienta divulgada aquí) en el espacio del envase, que está abierto por un lado y está delimitado por el cierre. El al menos un rodillo se desvía radialmente, haciendo que una fuerza actúe sobre el al menos un punto de contacto del rodillo con el cuello de cierre, presionando así el cuello de cierre contra el interior del envase. Mediante una rotación posterior de la herramienta, y por lo tanto un movimiento de rodadura perimétrica del al menos un rodillo, una fuerza actúa sobre cada punto del cuello de cierre en el curso de una rotación completa (360°), de modo que todo el cuello de cierre se une al interior del envase. En lugar de la rotación de la herramienta, el envase también puede rotar, en donde la herramienta no rota. También es posible que tanto el envase como la herramienta roten en contrasentido.

Es esencial que haya una rotación relativa (movimiento relativo perimétrico) entre el envase y la herramienta para asegurar que haya al menos un movimiento de rodadura perimetralmente completo sobre el cuello de cierre con una fuerza de actuación del al menos un rodillo. Preferiblemente, se pueden utilizar varios rodillos, por ejemplo dos, tres, cuatro, cinco, seis, siete, ocho o más de ocho rodillos en el procedimiento.

Una vez que el cuello de cierre ha sido apretado en todo el perímetro, el al menos un rodillo se lleva de vuelta a su posición inicial y la herramienta se extrae axialmente del espacio en el envase por encima del cierre. La correspondencia entre la forma axial básica del envase y del cuello de cierre contiene tolerancias de fabricación. Por lo tanto, las formas básicas deben ser lo más idénticas posible, en donde la extensión radial del cuello del cierre es ligeramente (menos del 5 %) más pequeña que la extensión radial del envase, para que el cierre pueda insertarse fácilmente en el envase.

Si el cierre se adhiere en caliente o se une al interior del envase con un barniz de sellado, la capa se ablanda o licua térmicamente antes de o durante la rotación de la herramienta. La capa puede estar aplicada en la práctica totalidad de la superficie en la zona del cuello del cierre o en un lado del cierre.

Preferiblemente, la energía térmica se suministra a la capa mediante una transferencia a través del al menos un rodillo y/o del cierre.

El cierre se inserta preferiblemente en el envase mediante un elemento de posicionamiento, en donde el elemento de posicionamiento está dispuesto en la herramienta. La inserción del cierre y de la herramienta se lleva a cabo, de manera particularmente preferible, en un paso de trabajo, que consiste esencialmente en un movimiento axial (eje longitudinal del envase) relativo de la herramienta (con elemento de posicionamiento) respecto al envase. O bien la herramienta puede cambiar de posición e introducirse en la abertura del envase, o bien el envase cambia de posición respecto a la herramienta y la aloja en su interior.

Debido al proceso de fabricación, los envases, especialmente las latas de tres piezas, tienen un escalón perimétrico, concretamente en el punto en el que dos aristas laterales de la chapa se solapan antes de la soldadura. A menudo, esto da lugar a un escalón situado en el envase, que, visto perimétricamente en el sentido de las agujas del reloj, representa un escalón configurado hacia arriba. Si se observa perimétricamente en sentido contrario a las agujas del reloj, el resultado es un escalón configurado hacia abajo. Preferiblemente, la rotación relativa se realiza de tal forma, que el al menos un rodillo se mueve contra un escalón configurado hacia arriba.

Por medio de la herramienta, que puede ser utilizada en la disposición de cierre, los envases según la invención pueden ser producidos de acuerdo con el procedimiento para cerrar una apertura de un envase.

Un procedimiento de cierre también propuesto puede funcionar con un giro del envase, así como con un giro de la herramienta (o incluso ambas). Entre otras cosas, para ello está previsto...

(c) inserción axial de una herramienta de cierre en un espacio abierto por un lado, que está delimitado en el lado opuesto por el panel de cierre (del cierre);

(d) desvío de al menos un rodillo giratorio, de modo que el al menos un rodillo esté en contacto radial con el cuello de cierre del cierre;

(e) aplicación de un movimiento de giro relativo de la herramienta (con el al menos un rodillo que hace contacto con el cuello de cierre) y el envase, con lo que el cuello de cierre se fija al interior del envase y la abertura del envase se cierra de forma hermética.

En la característica (e), el collar de cierre puede estar fijado a la sección terminal superior del interior del envase (en forma de tira). O bien, el cierre se desciende más en el interior del envase con la herramienta. En cualquier caso, la abertura del envase puede cerrarse herméticamente, o se crean dos espacios de llenado que pueden llenarse con alimentos o particularidades, que ayuden o permitan el consumo de los alimentos en el otro espacio de llenado. Los siguientes ejemplos explican y complementan la invención reivindicada.

Las formas de realización de la invención se han representado a modo de ejemplo y no de manera que las limitaciones se trasladen o se lean en las reivindicaciones a partir de las figuras. Los símbolos de referencia idénticos en las figuras indican elementos idénticos.

La figura 1 es una representación en perspectiva de una herramienta 10.

La figura 1a es una representación más clara de la herramienta 10 de la figura 1.

La figura 2a muestra la herramienta 10 esquemáticamente como una vista fragmentaria de una ampliación en una vista superior. Un rodillo 11 se encuentra en una posición inicial 13.

La figura 2b muestra la herramienta 10 esquemáticamente como una vista fragmentaria de una ampliación en una vista superior. Un rodillo 11 está en una posición de cierre 14.

La figura 2c muestra en una vista superior el comportamiento de una capa 7, después de haber sido ablandada térmicamente y de que al menos un rodillo 11 presione el cuello de cierre 4 contra el interior del envase 5.

La figura 2aa y las figuras 2bb y 2cc son representaciones más exactas de los esquemas de las figuras 2a, 2b y 2c. Los elementos son funcionalmente iguales, sólo que aquí están representados con mayor precisión geométrica. La figura 3 es una vista en perspectiva de una herramienta 10, oblicuamente desde abajo, con un dispositivo de posicionamiento 15 para el cierre.

La figura 3a es una representación en perspectiva de la herramienta 10 de la figura 3, oblicuamente desde arriba, con el dispositivo de posicionamiento 15 para el cierre 4. Los elementos son funcionalmente iguales, sólo que aquí se representan con mayor precisión geométrica

La figura 4 muestra una representación en perspectiva de una disposición de cierre 20.

La figura 5 muestra una vista en perspectiva de una disposición de cierre 20 con un envase 1 y un dispositivo de elevación 22.

La figura 6 es una vista en perspectiva detallada de una disposición de cierre 20 con un envase 1.

La figura 6a ilustra el chaflán 28 que centra el envase en la figura 6.

La figura 7 muestra una representación en corte de un envase 1, cuya una abertura 2 está provista de un cierre 3 en el interior del envase 5.

La figura 7a muestra una vista en perspectiva del envase 1 con un cierre 3 para ser insertado. Una lengüeta de desgarro 3b está aplicada a la parte inferior 3a del cierre 3 cerca del cuello 4.

La figura 8 muestra una representación en corte de un envase 1, cuya una abertura 2 está provista de un cierre 3 en el lado exterior del envase 8.

Un ejemplo de la invención es la herramienta 10 de la figura 1. El anillo de centrado 25 mostrado en esta figura no es un elemento de la herramienta 10.

En este ejemplo de realización, la herramienta 10 comprende una pluralidad de rodillos 11, que están dispuestos perimétricamente de manera uniforme en la zona de borde exterior de una platillo de herramienta 12. Los rodillos 11 están configurados preferiblemente de forma cilíndrica, con una altura H11 que corresponde esencialmente a la altura H4 de un cuello de cierre 4, según la figura 7. Preferiblemente, los rodillos están hechos de un material metálico, de forma especialmente preferible que pueda calentarse fácilmente por inducción. Las superficies perimétricaes 11a de los rodillos 11 están configuradas preferiblemente lisas, pudiendo aplicarse también un recubrimiento, por ejemplo de goma o similar, o bien los rodillos se componen de un plástico.

Cada uno de los rodillos 11 está conectado al platillo de herramienta 12 a través de un brazo en voladizo 16a y una articulación 16. Asimismo, los rodillos 11 están unidos a lo largo de su respectivo eje longitudinal, respectivamente a un eje de rodillo 17, que está unido a través de un elemento de unión 19 respectivo en cada caso a una varilla 18 (un empujador). Un dispositivo de elevación 19a hace que cada una de las varillas 18 pueda extenderse y retraerse. Para dicho movimiento, el dispositivo de elevación 19a puede extender la varilla 18 en dirección radial, así como retraerla en dirección radial opuesta, negativa (en dirección al interior del platillo de herramienta).

El movimiento de la respectiva varilla 18 se transmite a través del respectivo elemento de unión 19 al respectivo eje de rodillo 17, por lo que cada rodillo 11 puede retraerse y extenderse independientemente.

Cuando el rodillo 11 se extiende o se desvía, una contrafuerza que actúa sobre el rodillo 11 puede ser absorbida por el dispositivo de elevación 19a (a través de la varilla 18, del elemento de unión 19 y del eje de rodillo 17).

La respectiva articulación 16 guía y apoya el movimiento del respectivamente rodillo (a través de una unión del brazo en voladizo 16a al eje de rodillo 17 y a la articulación 16) durante la extensión y la retracción o durante el desvío hacia fuera o hacia dentro.

En las figuras 2a y 2b (también en las figuras 2aa y 2bb), se muestra la capacidad de trabajo de la herramienta 10 en una vista superior. En una posición inicial 13 (figuras 2a y 2aa) del rodillo 11, la zona más externa del rodillo 11 se encuentra radialmente dentro de la zona más externa del platillo de herramienta 12. Esto permite que una herramienta se inserte suavemente en un envase 1, en donde la inserción de la herramienta 10 es posible por un movimiento de la herramienta 10 en la dirección del envase 1, por un movimiento del envase 1 en la dirección de la herramienta 10 o por un movimiento de la herramienta 10 y del envase 1 en direcciones opuestas.

En una posición de cierre 14 (figuras 2b, 2bb), el rodillo 11 se extiende o se desvía una corta distancia. De este modo, la zona más externa del rodillo 11 se encuentra radialmente por fuera, al menos parcialmente, del platillo de herramienta 12. Si la herramienta 10 está en un envase 1 con un cierre 3 insertado, en esta posición de los rodillos puede actuar una fuerza entre el rodillo 11 (su envuelta 11a) y el cierre 3, por lo que el cierre 3 puede ser presionado contra el interior del envase 5 en la zona del cuello de cierre 4 y la tira de contacto axial de los rodillos 11 con el cuello del cierre 4. Mediante una rotación de la herramienta 10, y por tanto del rodillo 11, siempre que se supere la resistencia a la rodadura, el punto de contacto entre el rodillo 11 y el cuello de cierre 4 se desplaza perimétricamente, de modo que con un giro completo de la herramienta 10 cada punto del cuello de cierre 4 está presionado contra el interior del envase 5. A este respecto, cada punto del cuello de cierre 4 denota cada punto que es accesible para el rodillo 11.

Si están previstos varios rodillos 11, los párrafos anteriores deben leerse en plural.

Preferiblemente, una capa 7 se encuentra entre el cuello de cierre 4 y el lado interior del envase 5, que está configurada como una capa adhesiva o capa de unión.

La capa 7 puede aplicarse a un lado del cierre 3 o puede aplicarse también a la superficie del interior del envase 5. Preferiblemente, en el caso de la capa 7 se trata de un barniz de sellado o un adhesivo caliente, de forma paricularmente preferible la capa 7 comprende un material que contiene polietileno y/o polipropileno. Dichos materiales pueden ablandarse hasta licuarse mediante el calentamiento; después de solificarse o rigidizarse, estos materiales unen los elementos puestos en contacto durante el ablandamiento o la licuación, así como la pared del envase (lado interior del envase 5 y/o lado exterior del envase 8) y el cuello de cierre 4.

Antes de o durante la rotación de la herramienta 10 en relación con el envase 1, se induce térmicamente el ablandamiento o la licuefacción, de modo que se presenta una capa de material ablandada o licuada en el punto en que el rodillo 11 entra en contacto con el cuello de cierre 4. Al hacer circular el rodillo 11 a lo largo del cuello de cierre perimétrico 4 con material fluido en cada caso, se forma una acumulación de material o una onda de material 33 entre el cuello de cierre 4 y el interior del envase 5, que es impulsada por el movimiento del rodillo 11 frente a su dirección de desplazamiento. En el caso de una onda de material 33 de este tipo no se trata de una onda pronunciada, sino de una zona de mayor espesor de la capa 7 en estado fluido (ablandada o licuada térmicamente) en comparación con el espesor original presente en un lado del cuello de cierre 4 o en el interior del envase 5.

Esto se ilustra esquemáticamente en la figura 2c, geométricamente de forma más precisa en la figura 2cc. Debido a una fuerza que actúa radialmente, que es aplicada por el rodillo 11 sobre el cuello de cierre 4, la capa 7, como material fluido, después de que el rodillo 11 haya pasado por esta zona, es ligeramente más fina que la capa 7 presente al principio. El exceso de material de la capa 7 impulsa el rodillo 11 delante de ella en forma de una onda de material 33. Este comportamiento es preferiblemente deseado, ya que el exceso de material puede compensar los desniveles, especialmente las depresiones, en el interior del envase 5.

De manera especialmente preferible, mediante la onda de material configurada 33 se rellena la costura vertical 31 de una lata de tres piezas de tal manera, que el cuello de cierre 4 está unido de manera hermética al interior del envase 5 también en esta zona sensible. De este modo, estos puntos también están cubiertos por el rodillo 11, como se ha mencionado anteriormente.

Preferiblemente, el rodillo 11 se mueve en la dirección de la costura vertical 31, en la que un escalón en esta zona representa un escalón configurado hacia arriba en la dirección de observación del rodillo 11 (por ejemplo, el rodillo se mueve en dirección perimétrica, el escalón de la costura 31 se eleva delante de él en la dirección r negativa). También es posible la dirección opuesta, en la que se sella o adhiere una zona configurada como escalón hacia abajo en la dirección de observación del rodillo 11.

Asimismo, este efecto es deseable cuando se sellan envases de vidrio, que suelen tener una costura longitudinal debido a la fabricación.

La figura 3 muestra una forma de realización de la herramienta vista desde abajo (figura 3a oblicuamente desde arriba). Desde esta perspectiva, es visible un elemento de posicionamiento 15 opcional, que está dispuesto por debajo del platillo de herramienta 12, de modo que los rodillos 11 en la herramienta 10 están dispuestos axialmente entre el elemento de posicionamiento 15 y la parte inferior del platillo de herramienta 12. El elemento de posicionamiento 15 está configurado de tal manera, que puede alojar y sujetar un cierre 3 (con panel 3a y cuello 4). De este modo, si la herramienta 10 se mueve en un envase 1, el cierre 3 y el al menos un rodillo 11 aplicado al platillo de herramienta 12 se introducen simultáneamente en el envase 1. De este modo se obtiene un ahorro de tiempo durante el proceso de cierre y se pueden evitar las fuentes de error debidas a un paso de trabajo adicional. En el elemento de posicionamiento 15 están previstas unas pistas de guiado 15a, que están abiertas en los bordes y se extienden en forma de arco (sobre una pista circular respectiva alrededor de la articulación respectiva 16 a distancia del brazo respectivo 16a). Los rodillos 11 pueden ser guiados en las pistas de guiado, si un respectivo pivote inferior 17a del eje de rodillo respectivo engrana en la pista 15a respectiva.

En la Fig. 4, se muestra una disposición de cierre 20 que comprende una herramienta 10. Un árbol 21 está dispuesto en la herramienta 10 de tal manera, que puede transmitir un par de torsión a la herramienta, debido a lo cual la herramienta 10 rota. El movimiento es proporcionado por un accionamiento 27 y transmitido al árbol 21 a través de un elemento de transmisión 26.

En la Fig. 5 se muestra otra forma de realización de una disposición de cierre. Aquí, un accionamiento 27a está dispuesto en un dispositivo de elevación 22, de tal manera que se produce una rotación del envase 1, después de que la herramienta 10 se introduzca en el envase. La herramienta no gira aquí, pero se consigue un movimiento relativo perimétrico (de los rodillos 11 y del envase 1).

Independientemente de la forma de realización de la disposición de cierre 20, la Fig. 6 muestra el modo de funcionamiento de un anillo de centrado 25. Este está configurado como un anillo y su arista interior inferior tiene un chaflán 28 que discurre hacia arriba, de modo que el diámetro del orificio del anillo es más pequeño en la parte superior que en la inferior, en donde un envase 1 se mueve desde la parte inferior hacia arriba en la dirección del anillo de centrado 25. El chaflán 28 en el anillo de centrado 25 hace que un envase 1 posicionado con una precisión insuficiente a causa de un movimiento relativo del anillo de centrado 25 respecto al envase 1 sea desviado radialmente por un movimiento axial, hasta que exista un centrado suficiente del anillo de centrado 25 y del envase 1.

Dado que el anillo de centrado 25 está dispuesto preferiblemente centrado con la herramienta 10 dentro de la disposición de cierre 20, el centrado del envase 1 y de la herramienta 10 está así garantizado.

Para poder cerrar un envase 1, - durante una rotación de la

herramienta 10 - el envase 1 debería protegerse contra una torsión. En otras palabras, se debe absorber un par de torsión que se transmite forzosamente al envase 1 cuando la herramienta 10 rota con el rodillo 11 desviado, ya que de lo contrario el envase 1 rota alrededor de su eje longitudinal durante el proceso de cierre, lo que a su vez conduce a unos efectos adversos no deseados durante el cierre. Por lo tanto, el envase 1 está sujetado entre el chaflán 28 del anillo de centrado 25 y un elemento, sobre el que se apoya el envase 1, con una pequeña fuerza. En cualquier caso, la fuerza es suficiente para generar una fuerza de fricción entre el chaflán 28 del anillo de centrado 25 y el borde 32 del envase o entre el fondo del envase y el elemento sobre el que se encuentra, que puede contrarrestar el par de torsión durante el cierre sin que tenga lugar una rotación del envase 1.

La figura 6a ilustra el chaflán 28 en el borde interior inferior del anillo de centrado 25. Este se divide aquí en dos secciones funcionales, un anillo de sujeción exterior 25a y un anillo interior 25b, que emite energía térmica "thE" o campos magnéticos hacia el envase para calentar el punto de fijación o la capa 7.

La figura 7 muestra un ejemplo de realización de un envase 1. Un cierre 3 está unido al lado interior de envase 5 de un envase 1 a través de un cuello de cierre 4. En este caso, toda la superficie del cuello de cierre 4 está firmemente unida, por ejemplo, a la tira de borde superior del interior del envase. El área del cuello de cierre 4 resulta de su altura H4 y de su perímetro. La parte inferior del cierre 3 es el panel 3a.

En el contexto de la invención, una unión de un cierre 3 puede igualmente estar aplicada al lado exterior del envase 8. En la Fig. 8 se muestra un ejemplo de realización de este tipo. En este caso, el cierre 3 está dispuesto en el interior del envase 6 y una primera zona del cuello de cierre 4 entra en contacto con el interior del envase 5. Además de esto, una segunda zona del cuello de cierre 4 está dispuesta sobre un borde 32 del envase 1 y está firmemente unida al lado exterior del envase 8. La altura H4 del cuello de cierre 4 debe ser lo suficientemente grande, como para abarcar un lado interior del envase 5 y un lado exterior del envase 8 del envase 1 (incluido el borde 32). En concreto, el sellado de un envase cerrado 1 configurado de este modo se proporciona en el lado exterior 8 del envase.

Para producir tal resultado, una herramienta 10 necesita ser sólo marginalmente rediseñada, y precisamente de tal manera que un rodillo 11 pueda ejercer una fuerza radialmente desde el exterior hacia el interior. Preferiblemente, un envase 1 según este ejemplo de realización se sella de tal manera, que un elemento de sujeción 24 se introduce en el espacio del envase 1 de tal manera, que durante el apriete, y dado el caso el calentamiento, del cuello de cierre 4 desde el exterior de la lata, el cierre 3 se estabiliza en el interior.

Para ello, el elemento de sujeción 24 tiene una forma básica, que corresponde a la forma básica de un envase 1 que debe cerrarse. En este caso, la extensión radial de la forma básica del elemento de sujeción 24 es ligeramente (menos del 5%) menor que la extensión radial de la forma básica del envase 1, para poder introducir el elemento de sujeción 24 en el espacio por encima del cierre 3 sin problemas. En este caso, el elemento de sujeción 24 puede asumir la función de un elemento de posicionamiento 15, de modo que un cierre 3 se inserta en un envase 1 mediante el elemento de posicionamiento 15 y el elemento de posicionamiento 15 permanece en la posición que ha asumido, para posicionar el cierre 3, mientras el cuello de cierre 4 se aprieta contra el lado exterior del envase 8. En general, varios envases 1 pueden ser cerrados mediante las herramientas 10 propuestas o la disposición de cierre 20 con la herramienta 10, dado el caso, según el procedimiento descrito. Además de las diferencias en los materiales, los envases 1 también pueden diferir considerablemente en su forma, por lo que también es posible cerrar envases 1 ovalados o poligonales además de los cilíndricos. Lo mismo ocurre con los envases 1 de una o varias piezas (como por ejemplo las latas de tres piezas). Durante el proceso de cierre, un envase 1 que se va a cerrar está preferiblemente ya lleno de un producto de relleno.

Dependiendo del material de un envase 1, se prefieren diferentes disposiciones de un elemento calefactor 23. Por lo tanto, se prefiere que el elemento calefactor 23 actúe desde el exterior (por fuera de un envase 1) en forma de un irradiador de calor, por ejemplo, como un emisor láser o infrarrojo, lo cual es particularmente útil para los envases metálicos. En el caso de los envases de plástico o material compuesto 1, se prefiere situar el elemento calefactor 23 dentro de la herramienta 10 (entre la zona del punto central de la herramienta y el rodillo 11).

Cuando se utiliza un elemento inductivo, el rodillo 11 puede ser calentado, lo que da el calor a la capa 7 para ser ablandada. El cierre 3, que preferiblemente comprende una porción de aluminio, también puede ser calentado por un elemento inductivo como elemento calefactor 23. Un elemento eléctrico como elemento calefactor 23 puede proporcionar calor por fuera del envase 1 en el caso de los envases 1 de metal, y lo mismo ocurre con los envases 1 de vidrio. En el caso de los materiales térmicos del envase 1, se prefiere, en principio, un aporte de calor desde la zona interior. Si los envases 1 están sellados en el lado exterior del envase 8, la posición preferida de un elemento calefactor 23 se invierte, de modo que las posiciones preferidas en el interior se prefieren en el exterior y viceversa. En otra forma de realización, puede ser ventajoso un sentido de giro alternante del rodillo 11, de modo que durante el apriete del cuello de cierre 4 contra el lado interior del envase 5 o el lado exterior del envase 8 de un envase 1, se produce un movimiento del rodillo en el sentido de las agujas del reloj, y durante un apriete del cuello de cierre 4 contra una pared de envase de un envase siguiente 1, se produce un movimiento del rodillo en el sentido contrario a las agujas del reloj, o viceversa. Del mismo modo, durante el apriete de un cuello de cierre 4 contra una pared del envase (lado interior 5 y/o lado exterior 8) de un envase 1, puede cambiarse la dirección del movimiento de rodadura, de modo que la rotación de una herramienta 10 con el rodillo 11 tenga lugar primero en el sentido de las agujas del reloj y, en el mismo cierre 3, a continuación en el sentido contrario, o viceversa.

Además de una fijación de un cierre 3 a una pared del envase 5, 6 mediante un pegamento caliente o un barniz de sellado, en unas formas de realización preferidas de la invención el cuello de cierre 4 se une térmicamente a una pared del envase 5, 6. Por ejemplo, esto puede hacerse mediante soldadura directa o indirecta.

En otra forma de realización, una disposición de cierre 20 puede comprender un contrasoporte. El contrasoporte está aplicado en un lado de una pared de envase, en el que no se encuentra el rodillo 11. Cuando un envase 1 se cierra, por medio de que se une un cuello de cierre 4 a un lado interior 5 del envase, el contrasoporte hace contacto con el lado exterior 8 correspondiente del envase. Si un cuello de cierre 4 está unido a un lado exterior del envase 8, el contrasoporte hace contacto con el lado interior del envase 5 asociado. El contrasoporte puede contrarrestar una fuerza que actúa sobre una pared de un envase 1 a través de un rodillo 11, lo que puede evitar cualquier deformación de la forma básica del envase 1.

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

   1. - Herramienta para cerrar una abertura (2) de un envase (1) mediante un cierre (3), comprendiendo el envase (1) una pared de envase con un lado interior de envase (5), comprendiendo la herramienta (10):

   (a) un platillo de herramienta (12) que puede introducirse en una abertura (2) de un envase (1) que debe cerrarse;

   (b) al menos un rodillo (11), que está dispuesto en el platillo de herramienta (12) en una posición inicial (13), (c) en donde el al menos un rodillo (11) puede desviarse radialmente hacia una posición de cierre (14) y puede volver a su posición inicial (13) para hacer efectiva o ejercer una fuerza radial, de forma limitada en el tiempo, sobre un cuello de cierre (4) del cierre (3) dispuesto entre el al menos un rodillo (11) y el lado interior de envase (5) de la pared del envase; y caracterizada porque

   (d) el al menos un rodillo (11) está unido al platillo de herramienta (12) a través de un brazo en voladizo (16a) y una articulación (16), y en donde el al menos un rodillo (11) está unido a lo largo de su eje longitudinal a un eje de rodillo (17), que está unido a una varilla (18) a través de un elemento de unión (19), y en donde la varilla (18) puede extenderse y retraerse mediante un dispositivo de elevación (19a).
2. 2. - Herramienta según la reivindicación 1, en donde dos rodillos (11), tres rodillos (11), cuatro rodillos (11), cinco rodillos (11), seis rodillos (11), siete rodillos (11), ocho rodillos (11) o más de ocho rodillos (11) están dispuestos en el platillo de herramienta (12).
3. 3. - Herramienta según una de las reivindicaciones 1 ó 2, en donde la herramienta comprende un elemento de posicionamiento (15), por el cual un cierre (3) puede insertarse en el envase (1).
4. 4. - Herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el (los) rodillo(s) (11) puede(n) ser desviado(s) por una fuerza definida.
5. 5. - Herramienta según la reivindicación 2, en donde cada uno de los rodillos (11) está unido al platillo de herramienta (12) a través de un brazo en voladizo (16a) y una articulación (16a), y en donde los rodillos (11) están unidos cada uno a lo largo de su respectivo eje longitudinal a un eje de rodillo (17), que están unidos cada uno a una varilla (18) a través de un respectivo elemento de unión (19), y en donde cada una de las varillas (18) puede ser extendida y retraída por un dispositivo de elevación (19a).
6. 6. - Herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde un árbol (21) está dispuesto en la herramienta de tal manera, que el mismo puede transmitir un par de torsión a la herramienta, debido al cual la herramienta puede rotar.
7. 7. - Herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 6, en donde los rodillos (11) pueden desviarse mediante actuadores neumáticos, mecánicos, eléctricos, electromagnéticos o de otro tipo que generen fuerza.
8. 8. - Procedimiento para cerrar una abertura (2) de un envase (1) con una pared de envase, en donde la pared de envase tiene un lado interior de envase (5) y un lado interior de envase (6) rodeado por el lado interior como una superficie interna, en donde el procedimiento comprende los pasos de;

   (a) el envase (1) tiene al menos una abertura (2) que debe cerrarse;

   (b) introducción de un cierre (3) en la abertura (2) del envase (1) que se va a cerrar, teniendo el cierre (3) un cuello de cierre (4) orientado hacia fuera del interior del envase (6) y un panel de cierre (3a), cuya forma perimétrica básica corresponde a la forma perimétrica básica del envase (1) en su sección al menos superior;

   (c) inserción axial de una herramienta de cierre (10) en un espacio abierto por un lado, que está delimitado en el lado opuesto por el panel de cierre (3a);

   (d) desviación de al menos un rodillo giratorio (11) mediante la extensión de una varilla (18) a través de un dispositivo de elevación (19a), de modo que el rodillo giratorio (11) hace contacto radialmente con el cuello de cierre (4) del cierre (3), en donde el rodillo giratorio (11) está unido a un platillo de herramienta (12) a través de un brazo en voladizo (16a) y una articulación (16), y en donde el rodillo giratorio (11) está unido a lo largo de su eje longitudinal a un eje de rodillo (17), que está unido a la varilla (18) a través de un elemento de conexión (19);

   (e) aplicación de un movimiento relativo giratorio de la herramienta (10) con el rodillo (11) que hace contacto con el cuello de cierre (4) y el envase (1), con lo que se fija el cuello de cierre (4) al lado interior de envase (5) de la pared del envase y la abertura (2) del envase (1) se cierra herméticamente.
9. 9. - Procedimiento según la reivindicación 8, en donde al menos dos rodillos giratorios (11) se desvían extendiendo respectivamente una varilla (18) a través de un dispositivo de elevación (19a), de modo que los rodillos giratorios (11) hacen contacto radialmente con el cuello de cierre (4) del cierre (3), en donde cada uno de los rodillos giratorios (11) está unido al platillo de herramienta (12) a través de un brazo en voladizo (16a) y una articulación (16), y en donde los rodillos giratorios (11) están unidos cada uno a lo largo de su respectivo eje longitudinal a un eje de rodillo (17), que está unido respectivamente a la varilla (18) a través de un respectivo elemento de unión (19).
10. 10. - Procedimiento según la reivindicación 8 ó 9, en donde una capa (7) se aplica a un lado del cuello de cierre (4), que se pone en contacto con el lado interior de envase (5), y se ablanda térmicamente al menos antes y/o durante el movimiento relativo giratorio.
11. 11. - Procedimiento según la reivindicación 10, en donde una energía térmica para ablandar la capa (7) se transfiere a la capa calentando el al menos un rodillo (11) y/o una sección superior del envase (1) y/o del cierre (3).
12. 12. - Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 a 11, en donde el cierre (3) se introduce en el envase (1) mediante un elemento de posicionamiento (15) dispuesto en la herramienta (10), en particular la herramienta (10) y el cierre (3) se introducen en el envase (1) simultáneamente.
13. 13. - Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 a 12, en donde el rodillo (11) que hace contacto con el cuello de cierre (4) es accionado giratoriamente mediante el movimiento relativo de la herramienta (10) y el envase (1), de modo que el rodillo (11) se mueve hacia un escalón configurado hacia arriba (31).
14. 14. - Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 a 12, en donde el rodillo (11) que hace contacto con el cuello de cierre (4) es accionado giratoriamente mediante el movimiento relativo de la herramienta (10) y el envase (1) de manera que el rodillo (11) se mueve hacia un escalón configurado hacia abajo.
15. 15. - Procedimiento según la reivindicación 8, en donde en la característica (e) el cuello de cierre (4) se fija a la sección terminal superior del lado interior del envase (5) y la abertura (2) del envase (1) se cierra herméticamente.