Un dispositivo de obturación (1) para producir envases obturados (2) a partir de un tubo (3) de material de envasado en lámina suministrado a lo largo de una trayectoria (A) y llenado de forma continua con un producto de alimentación vertible,

comprendiendo dicho dispositivo (1):

- un bastidor de soporte (6);

- al menos un par de mandíbulas opuestas (12, 13) que se pueden mover cíclicamente con respecto al bastidor (6) y a lo largo de una trayectoria (A) para agarrar dicho tubo (3) de material de envasado fuertemente en secciones equidistantemente separadas;

- medios de obturación ultrasónicos (29) portados por una primera (12) de dichas mandíbulas (12, 13) para obturar dicho tubo (3) de material de envasado en dichas secciones transversales; y

- medios de potencia electromagnéticos (50) para suministrar energía eléctrica a dichos medios de obturación (29), comprendiendo dichos medios de potencia (50) al menos un devanado primario (56) fijado a dicho bastidor (6) a lo largo de dicha trayectoria (A) y que se puede conectar a una fuente de energía eléctrica; y un devanado secundario (63) portado por dicha primera mandíbula (12), que alimenta dichos medios de obturación (29) y que recibe energía eléctrica por inducción electromagnética de un devanado primario (56) cuando dicha primera mandíbula (12) se desplaza pasado el devanado primario (56);

caracterizado por comprender medios transformadores (70) alimentados por dicha fuente de energía eléctrica con un primer valor de voltaje, y que alimentan dicho devanado primario (56) con un segundo valor de voltaje menor que dicho primer valor de voltaje; y porque dicho devanado secundario (63) recibe, en uso, la energía eléctrica por inducción electromagnética procedente del devanado primario (56) con un tercer valor de voltaje mayor que el segundo valor de voltaje

Dispositivo de obturación y método para producir envases obturados de un producto de alimentación vertible.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un dispositivo y método de obturación para producir envases obturados de un producto de alimentación vertible.

Técnica anterior

Como se conoce, muchos productos de alimentación vertibles, tales como zumo de frutas, leche pasteurizada o UHT (tratada a ultra elevada temperatura) leche, vino, salsa de tomate, etc., se venden en envases fabricados de un material de envasado presurizado.

Un ejemplo típico de este tipo de envase es el envase con forma paralelepipédica para productos de alimentación líquidos o vertibles conocido como Tetra Brik Aseptic (marca registrada), que está fabricado doblando y obturando un material de envasado en tira estratificado.

El material de envasado tiene una estructura de múltiples capas que comprende una capa base para dar rigidez y resistencia, que puede estar definida por una capa de material fibroso, por ejemplo, papel o material de polipropileno cargado de mineral; y un cierto número de capas de material plástico obturable con calor, por ejemplo, una película de polietileno, que cubre ambos lados de la capa base.

En el caso de envases aséptico para productos de almacenamiento prolongado, tales como leche UHT, el material de envasado también comprende una capa de material barrera al agua y al gas, por ejemplo, una lámina de aluminio o una película de etil-vinil-alcohol (EVOH), que está superpuesta en una capa de material plástico obturable con calor, y está a su vez cubierta con otra capa de material plástico obturable con calor formando la cara interna del envase eventualmente en contacto con el producto de alimentación.

Como se conoce, por ejemplo del documento WO 2006/048441, los envases de este tipo son producidos en máquinas de envasado totalmente automáticas, en las cuales se forma un tubo continuo a partir de un material de envasado suministrado en lámina continua. Más concretamente, la lámina continua de material de envasado se desenrolla de un carrete y se suministra a través de una cámara aséptica sobre la máquina de envasado, en la que es esterilizada, por ejemplo aplicando un agente de esterilización tal como peróxido de hidrógeno, que posteriormente se evapora calentando y/o sometiendo al material de envasado a una radiación de longitud de onda e intensidad apropiada; y la lámina continua se mantiene en un ambiente cerrado, estéril y es doblada para formar un cilindro y obturada longitudinalmente para formar un tubo continuo de manera conocida.

El tubo de material de envasado, que en efecto forma una extensión de la cámara aséptica, es suministrado en una dirección vertical, se rellena con el producto de alimentación esterilizado o procesado estéril, y se suministra a través de un dispositivo de obturación para formar los envases individuales. Más concretamente, en el dispositivo de obturación, el tubo es obturado en un cierto número de secciones transversales separadas equidistantemente para formar paquetes con forma de almohada conectados entre sí mediante bandas de obturación transversales, es decir, que se extienden perpendicularmente a la dirección de desplazamiento del tubo. Los paquetes con forma de almohada son separados uno de otros cortando las bandas de obturación transversales, y son transportados a una estación de doblado en la que son doblados mecánicamente hasta formar los respectivos envases terminados con forma paralelepipédica.

Se conocen máquinas de envasado, como se han descrito por ejemplo en la Patente europeo EP-B-0887265, que comprende dos transportadores de cadena que definen respectivas trayectorias sinfín y fijadas con un respectivo número de mandíbulas de obturación. Las dos trayectorias tiene respectivas ramificaciones que se enfrentan sustancialmente y son paralelas entre sí, y entre las cuales el tubo de material de envasado es suministrado de manera que las mandíbulas del otro transportador a lo largo de dichas ramificaciones de las respectivas trayectorias, agarra el tubo en un cierto número de secciones transversales sucesivas y obtura y corta los envases.

Se conocen también máquinas de envasado que comprenden sólo dos pares de mandíbulas, que actúan alternativamente en el tubo del material de envasado para agarrar y obturar, por ejemplo, obturar con calor a lo largo de un cierto número de secciones transversales separadas equidistantemente.

Cuando la operación de obturación se completa, un cortador, portado por ejemplo por una de las mandíbulas de cada par, se activa, e interactúa con el tubo de material de envasado para cortarlo a lo largo de la línea central de la sección transversal que acaba de ser obturada, y separar así un paquete con forma de almohada del extremo inferior del tubo de material de envasado. El extremo inferior que está siendo obturado transversalmente, las mandíbulas relativas al llegar a la posición de punto muerto, puede ser abierto para evitar la interferencia con la parte superior del tubo. Al mismo tiempo, el otro par de mandíbulas, operadas exactamente de la misma manera, se mueven hacia abajo desde la posición de punto muerto, y repite el anterior proceso de agarre/formación, obturación y corte.

En ambos tipos de máquinas de envasado, la parte de tubo agarrada entre cada par de mandíbulas es típicamente obturada por medio de calentamiento portados en una de las mandíbulas, y que funden localmente las capas de material plástico obturadas por calor agarradas fuertemente entre las mandíbulas.

Para reducir el tiempo empelado en fundir el material de envasado localmente, y incrementar así la producción de envases, son ampliamente empelados medios de calentamiento comprende dispositivos de obturación ultrasónicos.

Como se ha descrito, por ejemplo, en el documento EP-B-615907, tales dispositivos comprenden sustancialmente un generador de vibraciones mecánicas o sonotrodo, y un yunque, que está fijado a las respectivas mandíbulas en cada par, y cooperan entre sí para calentar el material de envasado mediante vibración ultrasónica.

Más concretamente, un sonotrodo es una herramienta de obturación que vibra mediante uno de más discos de material piezoeléctrico. Los discos son alimentados con corriente alterna, y generan una vibración mecánica, cuya energía está relacionada con el valor de la alimentación de voltaje o corriente eléctrica efectiva.

Más concretamente, para corregir y completar la obturación, el sonotrodo debe ser alimentado con de un voltaje particularmente elevado, por ejemplo de aproximadamente mil voltios.

Pudiéndose mover con las relativas mandíbulas, los sonotrodos pueden ser accionados eléctricamente mediante una fuente de energía eléctrica fijada en una posición dada a lo largo de la trayectoria del tubo de material de envasado.

En otras palabras, la energía eléctrica debe ser transferida desde una fuente fija a un dispositivo de usuario en movimiento a lo largo de una posición de la trayectoria recorrida por el dispositivo de usuario.

Esto se puede realizar de manera conocida equipando las mandíbulas que soportan los sonotrodos con escobillas, preferiblemente fabricadas con carbón, que, a lo largo de una parte predeterminada de la trayectoria recorrida por las escobillas, que se deslizan a lo largo de respectivas barras de suministrar de energía de cobre fijadas al bastidor de la máquina de envasado.

El desgaste rápido de las escobillas y el contacto inestable entre las escobillas y las barras de suministro de energía son las principales desventajas de este método, y que lo cual tiende a empeorar a medida de la velocidad de producción aumenta.

La energía eléctrica se transfiere desde una unidad de transmisión, fijada al bastidor de la máquina de envasado, a una unidad de recepción ajustada en una de las mandíbulas de un par relativo.

La unidad de transmisión tiene un núcleo magnético colocado con un devanado primario conectado a la fuente de energía eléctrica, a la vez que la unidad de recepción tiene una fuente de energía eléctrica integrada con el cuerpo de la mandíbula relativa y colocada con un devanado secundario conectado al sonotrodo relativo.

Más concretamente, la fuente de energía eléctrica es un generador de voltaje, que alimenta el devanado primario para generar en él una corriente eléctrica y campo magnético asociado que, cuando la unidad de recepción se desplaza pasada la unidad de transmisión,...

1. Un dispositivo de obturación (1) para producir envases obturados (2) a partir de un tubo (3) de material de envasado en lámina suministrado a lo largo de una trayectoria (A) y llenado de forma continua con un producto de alimentación vertible, comprendiendo dicho dispositivo (1):

- un bastidor de soporte (6);

- al menos un par de mandíbulas opuestas (12, 13) que se pueden mover cíclicamente con respecto al bastidor (6) y a lo largo de una trayectoria (A) para agarrar dicho tubo (3) de material de envasado fuertemente en secciones equidistantemente separadas;

- medios de obturación ultrasónicos (29) portados por una primera (12) de dichas mandíbulas (12, 13) para obturar dicho tubo (3) de material de envasado en dichas secciones transversales; y

- medios de potencia electromagnéticos (50) para suministrar energía eléctrica a dichos medios de obturación (29), comprendiendo dichos medios de potencia (50) al menos un devanado primario (56) fijado a dicho bastidor (6) a lo largo de dicha trayectoria (A) y que se puede conectar a una fuente de energía eléctrica; y un devanado secundario (63) portado por dicha primera mandíbula (12), que alimenta dichos medios de obturación (29) y que recibe energía eléctrica por inducción electromagnética de un devanado primario (56) cuando dicha primera mandíbula (12) se desplaza pasado el devanado primario (56);

caracterizado por comprender medios transformadores (70) alimentados por dicha fuente de energía eléctrica con un primer valor de voltaje, y que alimentan dicho devanado primario (56) con un segundo valor de voltaje menor que dicho primer valor de voltaje; y porque dicho devanado secundario (63) recibe, en uso, la energía eléctrica por inducción electromagnética procedente del devanado primario (56) con un tercer valor de voltaje mayor que el segundo valor de voltaje.

2. Un dispositivo como el reivindicado en la Reivindicación 1, caracterizado por comprender un circuito electromagnético (69) que conecta dicha fuente de energía eléctrica a dichos medios transformadores (70), y dicho devanado secundario (63) a dichos medios de obturación (29); comprendiendo dicho circuito (69) medios de compensación electromagnéticos (76, 77, 78) para equilibrar la atenuación causada por dichos medios transformadores (70), por dichos medios de obturación (29), y por dicho devanado primario y secundario (56, 63) de manera que el voltaje suministrado a los medios de obturación (29) es máximo alrededor de la frecuencia de dicha fuente de energía eléctrica.

3. Un dispositivo como el reivindicado en la Reivindicación 2, caracterizado porque dichos medios de compensación electromagnéticos (76, 77, 78) comprenden un inductor (78) conectado eléctricamente a dichos medios de obturación (29) y a dicho devanado secundario (63), y para equilibrar la atenuación causada por dichos medios de obturación (29).

4. Un dispositivo como el reivindicado en la Reivindicación 2, caracterizado porque dichos medios de compensación electromagnéticos (76, 77, 78) comprenden un condensador (77) conectado eléctricamente a dicho devanado secundario (63) y a dichos medios de obturación (29), y para equilibrar la atenuación causada por dicho devanado secundario (63).

5. Un dispositivo como el reivindicado en la Reivindicación 2, caracterizado porque dichos medios transformadores (70) comprenden al menos un transformador (70) que tiene primeras vueltas (71) conectadas eléctricamente a dicha fuente de energía eléctrica, y segundas vueltas (72) conectadas eléctricamente a dicho devanado primario (56); y porque dichos medios de compensación electromagnéticos (76, 77, 78) comprenden un condensador (76) conectado eléctricamente a dicha fuente de energía eléctrica y a dichas primeras vueltas (71) y para equilibrar la atenuación causada por dicho transformador (70).

6. Un dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho devanado secundario (63) está definido por un cable que comprende un cierto número de hilos aislados.

7. Un método de obturación para producir envases obturados (2) a partir de un tubo (3) de material de envasado en lámina suministrado a lo largo de una trayectoria (A) y llenado de forma continua con un producto de alimentación vertible, comprendiendo el método las etapas de:

- mover un par de mandíbulas opuestas (12, 13) cíclicamente con respecto al bastidor de soporte (6) y a lo largo de parte de dicha trayectoria (A) para agarrar dicho tubo (3) de material de envasado fuertemente en secciones separadas equidistantemente;

- obturar dicho tubo (3) de material de envasado en dichas secciones transversales mediante medios de obturación ultrasónicos (29);

- suministrar energía eléctrica a dichos medios de obturación (29) mediante medios de potencia (50), comprendiendo dichos medios de potencia al menos un devanado primario (56) fijado a dicho bastidor (6) a lo largo de dicha trayectoria (A) y que se puede conectar a una fuente de energía eléctrica; y un devanado secundario (63) portado por dicha primera mandíbula (12), alimentar dichos medios de obturación (29) y recibir energía eléctrica por inducción electromagnética desde dicho devanado primario (56) cuando dicha primera mandíbula (12) se desplaza pasado el devanado primario (56);

y que está caracterizado por comprender la etapa de suministrar medios transformadores (70), por medio de dicha fuente de energía eléctrica, con un primer valor de voltaje, y alimentar dicho devanado primario (56), mediante dichos medios transformadores (70), con un segundo valor de voltaje menor que dicho primer valor de voltaje;

recibiendo dicho devanado secundario (63) dicha energía eléctrica por inducción electromagnética desde dicho devanado primario (56) con un tercer valor de voltaje mayor que dicho segundo valor de voltaje.