UN DISPOSITIVO Y UN METODO PARA SELLAR UN ENVASE.

Dispositivo para sellar un envase (10), que comprende una unidad de sellado (5a-b) y un apoyo (6) entre los que se dispone un número de capas de material para ser comprimidas,

selladas y fusionadas entre sí, estando conectado el apoyo (6) a al menos un elemento alargado (14a-c) que se extiende en una dirección desde el apoyo (6) hacia la unidad de sellado (5a-b) y más allá de esta, estando dispuestos los elementos alargados (14a-c), más allá de la unidad de sellado (5a-b), para su conexión a al menos un primer elemento de accionamiento (13), y estando dispuesta una unidad de accionamiento (7a-b) para aplicar una fuerza entre la unidad de sellado (5a-b) y dicho primer elemento de accionamiento (13), de modo que estos se alejen entre sí, y de modo que el apoyo (6) y la unidad de sellado (5a-b) se desplacen el uno hacia el otro, caracterizado por el hecho de que la fuerza procedente de la unidad de accionamiento (7a-b) se aplica en la unidad de sellado (5a-b) mediante un segundo elemento de accionamiento (15, 16a-b) que comprende al menos un elemento de acoplamiento de limitación de fuerza (17a-d) que está dispuesto para limitar la fuerza entre el elemento de accionamiento (15, 16a-b) y la unidad de sellado (5a-b) y, de este modo, la fuerza entre el apoyo (6) y la unidad de sellado (5a-b), en el que la unidad de accionamiento (7a-b) está dispuesta, en una posición extrema nominal, para hacer converger la unidad de sellado (5a-b) y el apoyo (6) hasta un punto en el que se forma un intersticio entre estos, teniendo dicho intersticio una anchura que es inferior al grosor total de las capas de material a sellar y fusionar entre sí y, preferiblemente, inferior al grosor total de las capas de material a sellar y fusionar entre sí que se obtienen cuando la unidad de sellado (5a-b) y el apoyo (6) se desplazan de manera forzada el uno hacia el otro con una fuerza definida por el elemento de acoplamiento de limitación de fuerza (17a-d)

Un dispositivo y un método para sellar un envase.

Campo técnico

La presente invención hace referencia a un dispositivo para sellar un envase, que comprende una unidad de sellado y un apoyo entre los que se dispone un número de capas de material para ser comprimidas y fusionadas entre sí. La presente invención hace referencia además a un método para sellar un envase.

Técnica anterior

Un método habitual y viable para sellar entre sí elementos laminares de envasado basados en fibra, recubiertos de plástico, consiste en la denominada soldadura por ultrasonidos. Según esta tecnología, las capas de material a fusionar y sellar entre sí son comprimidas entre un cabezal de ultrasonidos y un apoyo. El cabezal de ultrasonidos hace vibrar el material y, debido a los distintos tipos de pérdidas de histéresis en el material y en la interfaz entre estos, dicho material se calienta, de modo que el plástico se funde parcialmente y, gracias a la compresión, es fusionado y soldado. No obstante, esta tecnología se utiliza de manera habitual y resulta bien conocida por los expertos en la técnica, de modo que no será descrita de manera más detallada en la presente memoria.

El documento EP708022B1 da a conocer la soldadura por ultrasonidos del cierre superior de un envase denominado con tapa de pico. Según esta construcción, el material a sellar es comprimido contra el apoyo mediante la ayuda del cabezal de ultrasonidos. Esta publicación se centra en resolver un problema inherente a los bordes libres vibrantes, que pueden producir la aparición de polvo. Esto se soluciona mediante un brazo especial que se extiende en paralelo con respecto al cabezal de ultrasonidos y se apoya contra el borde libre, a efectos de reducir de este modo las vibraciones de dicho borde libre.

El documento US 4.581.873 da a conocer otra construcción para la soldadura por ultrasonidos del cierre superior de un envase en forma de brick. En esta construcción, el cabezal de ultrasonidos está soportado en un sistema de conexión complejo, que es activado aplicando un momento de fuerza sobre un punto de pivotamiento en un elemento de conexión. A su vez, el apoyo también está soportado en un elemento de conexión con forma de Z, que es activado a su vez aplicando otro momento de fuerza sobre otro punto de pivotamiento en dicho elemento de conexión. La publicación se centra en obtener un accionamiento independiente del cabezal de ultrasonidos y del apoyo. Una vez que el cabezal de ultrasonidos y el apoyo están en la posición correcta, se aplica una fuerza de compresión sobre estos, gracias a la activación de un cilindro de compresión. Este cilindro de compresión actúa mediante una unidad que está conectada de manera fija al cabezal de ultrasonidos y a un elemento de conexión, que acciona a su vez una parte de una unidad conectada de manera fija al apoyo. De este modo, el cabezal de ultrasonidos se desplazará gracias a que la totalidad del dispositivo de soporte para el cabezal de ultrasonidos se desplaza hacia el envase y el apoyo. Debido a que el primer elemento de conexión está fijo, este movimiento del cabezal de ultrasonidos será absorbido a su vez por un muelle, que, después de finalizar el sellado, devolverá el cabezal de ultrasonidos a la posición en la que dicho cabezal y el apoyo son accionados de manera independiente entre sí.

El documento WO01/094234 da a conocer un cabezal de ultrasonidos y un apoyo para sellar un elemento tubular inicial de envase mediante un cierre denominado solapado. Un cierre de este tipo se conforma mediante la creación de un tubo, sellando dos bordes longitudinales entre sí, quedando dispuesto un borde en la parte exterior del material, de manera adyacente al segundo borde. A efectos de adaptarlo para sellar un tubo de este tipo, el cabezal de ultrasonidos está dotado de un rebaje que está configurado para alojar el grosor adicional del material presente en el cierre solapado.

El documento WO96/21595 da a conocer otro sistema en el que el apoyo está dotado de un rebaje para alojar el mayor grosor del material en la zona de unión solapada.

El documento US 4.484.977 da a conocer un dispositivo que tiene dos mordazas de procesamiento para comprimir y sellar una aleta superior de un recipiente. Las mordazas de procesamiento están soportadas de manera móvil en unos elementos elásticos, y pueden desplazarse de manera simétrica entre una posición activa, en la que las mordazas están en contacto con la aleta de cierre, y una posición inactiva, en la que las mordazas están separadas de la aleta de cierre.

Los sistemas de sellado de los tipos mencionados anteriormente están construidos normalmente a efectos de obtener un sellado correcto de manera repetible. Estos mismos deben tener un diseño y una construcción básicos sencillos, y deben ser capaces de sellar envases correctamente, incluso si el material del envase y la configuración o posición de dicho envase varían dentro de ciertos límites. Además, frecuentemente, estos deben ser capaces de conformar previamente el envase en combinación con la operación de sellado, a efectos de obtener un cierre que se conforma después del doblado final del envase. Los diseños y construcciones descritos anteriormente no resultan totalmente satisfactorios según dichos criterios. La primera construcción está adaptada para la conformación determinada de un envase con tapa de pico, pero no para conformar un envase en forma de brick, con solapas dobladas hacia abajo en las esquinas. La segunda construcción es demasiado compleja y, además, resulta difícil obtener una fuerza de compresión correcta cuando se suministra aire comprimido al cilindro que debe llevar a cabo la compresión del material del envase entre el cabezal de ultrasonidos y el apoyo. Ambas construcciones descritas anteriormente presentan el inconveniente de que el envase y su cierre solapado deben alojarse en el rebaje del cabezal de ultrasonidos y del apoyo, respectivamente, a efectos de obtener un sellado correcto.

Por lo tanto, no existe ninguna solución satisfactoria para los requisitos de construcción básicos existentes. En consecuencia, un objetivo de la presente invención es dar a conocer un dispositivo o un diseño y construcción básicos que permitan satisfacer los requisitos de construcción mencionados anteriormente y otros requisitos adicionales existentes de un dispositivo de sellado del tipo descrito a título de introducción.

Breve resumen de la invención

Según la presente invención, los objetivos mencionados anteriormente se obtienen mediante un dispositivo del tipo descrito a título de introducción, que presenta las características específicas consistentes en que el apoyo está conectado a al menos un elemento alargado que se extiende en una dirección alejada del apoyo, hacia la unidad de sellado y más allá de esta, estando dispuestos los elementos alargados, más allá de la unidad de sellado, para su conexión a al menos un primer elemento de accionamiento, y estando dispuesto un elemento de accionamiento para aplicar una fuerza entre la unidad de sellado y dicho primer elemento de accionamiento, de modo que estos se alejan entre sí, y de modo que el apoyo y la unidad de sellado se desplazan el uno hacia el otro. Gracias a este diseño del dispositivo, es posible realizar una construcción en la que solamente un número limitado de componentes se extienden en la trayectoria de transporte por la que son transportados los envases a sellar. Además, resulta sencillo diseñar el sistema de manera que el apoyo y la unidad de sellado se muevan el uno hacia el otro con unas velocidades proporcionales y, si la unidad de accionamiento suministra la fuerza de manera simétrica, el apoyo y la unidad de sellado se moverán simétricamente el uno hacia el otro. Este movimiento simétrico es deseable en numerosos casos, ya que, de este modo, se obtendrá automáticamente un doblado simétrico del envase en combinación con la operación de sellado. Además, esta construcción resulta deseable porque los componentes que se mueven cerca de la trayectoria del envase pueden estar diseñados como simples barras de tracción, mientras que la unidad de accionamiento, que necesita una construcción ligeramente más compleja, puede disponerse a cierta distancia de la trayectoria de transporte del envase, lo que supone que será más fácil mantener un nivel alto de higiene cerca del envase. Las barras de tracción simples también resultan favorables en lo que respecta a la posibilidad de utilizar un flujo de aire laminar para mantener un elevado nivel de higiene, sin perturbar excesivamente dicho flujo de aire. El aire puede consistir en aire estéril o, al...

1. Dispositivo para sellar un envase (10), que comprende una unidad de sellado (5a-b) y un apoyo (6) entre los que se dispone un número de capas de material para ser comprimidas, selladas y fusionadas entre sí, estando conectado el apoyo (6) a al menos un elemento alargado (14a-c) que se extiende en una dirección desde el apoyo (6) hacia la unidad de sellado (5a-b) y más allá de esta, estando dispuestos los elementos alargados (14a-c), más allá de la unidad de sellado (5a-b), para su conexión a al menos un primer elemento de accionamiento (13), y estando dispuesta una unidad de accionamiento (7a-b) para aplicar una fuerza entre la unidad de sellado (5a-b) y dicho primer elemento de accionamiento (13), de modo que estos se alejen entre sí, y de modo que el apoyo (6) y la unidad de sellado (5a-b) se desplacen el uno hacia el otro, caracterizado por el hecho de que la fuerza procedente de la unidad de accionamiento (7a-b) se aplica en la unidad de sellado (5a-b) mediante un segundo elemento de accionamiento (15, 16a-b) que comprende al menos un elemento de acoplamiento de limitación de fuerza (17a-d) que está dispuesto para limitar la fuerza entre el elemento de accionamiento (15, 16a-b) y la unidad de sellado (5a-b) y, de este modo, la fuerza entre el apoyo (6) y la unidad de sellado (5a-b), en el que la unidad de accionamiento (7a-b) está dispuesta, en una posición extrema nominal, para hacer converger la unidad de sellado (5a-b) y el apoyo (6) hasta un punto en el que se forma un intersticio entre estos, teniendo dicho intersticio una anchura que es inferior al grosor total de las capas de material a sellar y fusionar entre sí y, preferiblemente, inferior al grosor total de las capas de material a sellar y fusionar entre sí que se obtienen cuando la unidad de sellado (5a-b) y el apoyo (6) se desplazan de manera forzada el uno hacia el otro con una fuerza definida por el elemento de acoplamiento de limitación de fuerza (17a-d).

2. Dispositivo, según la reivindicación 1, en el que la segunda unidad de accionamiento (15, 16a-b) comprende al menos un primer (16a-b) y un segundo (15) componente, estando dispuesto el primer componente (16a-b) para rodear al menos parcialmente el segundo componente (15) y el elemento de acoplamiento de limitación de fuerza (17a-d), estando dispuesto el elemento de acoplamiento (17a-d) para aplicar una fuerza entre los componentes (15, 16a-b) de modo que estos sean forzados a alejarse entre sí, y estando limitada dicha fuerza de alejamiento por la parte (16c-d) del primer componente (16a-b) que rodea el segundo componente (15) y está dispuesta para apoyarse contra el segundo componente (15).

3. Dispositivo, según la reivindicación 2, en el que dicho elemento de acoplamiento (17a-d) comprende una membrana cuya flexión hacia afuera está configurada para ser accionada por un fluido a presión, tal como líquido o gas.

4. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la unidad de accionamiento (7a-b) comprende un elemento de interconexión (11, 11a-b) desplazable de manera sustancialmente transversal con respecto a la dirección de movimiento de la unidad de sellado (5a-b) y del apoyo (6), estando conectada la unidad de interconexión, por un lado, a la unidad de sellado (5a-b) mediante un primer elemento de conexión (12a, 12c) que está conectado de manera pivotante al elemento de interconexión (11, 11a-b) y al primer o segundo componente del segundo elemento de accionamiento (15, 16a-b) que no está conectado a la unidad de sellado (5a-b), y estando conectada, por otro lado, al primer elemento de accionamiento (13) mediante un segundo elemento de conexión (12b, 12d) que está conectado de manera pivotante al elemento de interconexión (11, 11a-b) y al segundo elemento de accionamiento (13).

5. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el segundo elemento de accionamiento (15, 16a-b) está conectado de manera deslizante a dicho elemento alargado (14a-c).

6. Dispositivo, según la reivindicación 1, en el que el apoyo (6) y la unidad de sellado (5a-b) están conectados a la unidad de accionamiento común (7a-b) y están dispuestos para converger el uno hacia el otro de modo que la unidad de sellado (5a-b) y el apoyo (6) se desplazan sustancialmente con el mismo perfil de velocidad el uno hacia el otro y, al mismo tiempo, el envase (10) está dispuesto para ser desplazado en una dirección transversal con respecto a la dirección de movimiento de la unidad de sellado (5a-b) y del apoyo (6).

7. Dispositivo, según la reivindicación 6, que funciona inicialmente para desplazar el envase (10) a una velocidad en dirección transversal superior a la velocidad de la unidad de sellado (5a-b) y del apoyo (6) en sus direcciones de movimiento respectivas, funcionando posteriormente el dispositivo para desplazar el envase (10) a una velocidad en dirección transversal inferior a la velocidad de la unidad de sellado (5a-b) y del apoyo (6) en sus direcciones de movimiento respectivas, funcionando posteriormente el dispositivo para desplazar el envase (10) a una velocidad en dirección transversal superior a la velocidad de la unidad de sellado (5a-b) y del apoyo (6) en sus direcciones de movimiento respectivas.