CARGADOR Y MÁQUINA EMPAQUETADORA DE VASOS

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un cargador y máquina empaquetadora de vasos que es capaz de empaquetar los vasos que vienen de al menos dos líneas de fabricación de vasos con las consiguientes ventajas que ello supone, como son conseguir una mayor producción, precisar un menor espacio en fábrica para su instalación, así como conseguir un coste más ajustado tanto para la infraestructura que se necesita como para el producto final obtenido.

Sector de la técnica

El sector de la técnica en el que se enmarca la presente invención es el perteneciente a las máquinas y sistemas para el empaquetado de diferentes productos, y concretamente el empaquetado de elementos que se encajan mediante apilado unos dentro de otros, como son, por ejemplo, los vasos que tienen una configuración tronco- cónica.

Problema técnico a resolver y antecedentes de la invención

Actualmente las máquinas empaquetadoras de vasos desechables de tipo horizontal son lentas, ocupan mucho espacio en planta y su integración en las instalaciones modernas de fabricación de vasos desechables no es la más idónea.

Esto ha hecho que los fabricantes de este tipo de máquinas empaquetadoras apuesten por las de formato vertical, como es la máquina de la invención a proteger, siendo estas máquinas de formato vertical más fiables y sencillas, a la vez que requieren una menor superficie de trabajo dentro de la fábrica.

Hasta ahora se viene utilizando una máquina de empaquetar por cada línea de termo conformado de vasos, de manera que su capacidad de trabajo está lógicamente limitada a una producción aceptable, pero no a una producción mayor que la que la propia línea de termo-conformado es capaz de suministrar.

Descripción de la invención Con el fin de alcanzar los objetivos y evitar los inconvenientes en los apartados anteriores, la invención propone un cargador y máquina empaquetadora de vasos, donde el cargador comprende una armadura formada por unos perfiles verticales, una primera plataforma intermedia, una segunda plataforma intermedia, una plataforma extrema superior y una plataforma extrema inferior; donde dicha armadura configura un primer piso superior, un segundo piso intermedio ubicado por debajo del primer piso, y un tercer piso inferior ubicado por debajo del segundo piso.

El primer piso incluye al menos dos primeras estructuras verticales, el segundo piso incluye al menos dos segundas estructuras verticales, y el tercer piso incluye al menos dos conductos de rechazo y un tercer conducto.

Las primeras estructuras del primer piso desembocan por unos de sus extremos en unos primeros huecos pasantes que atraviesan la primera plataforma intermedia que separa el primer piso y el segundo piso.

La segunda plataforma intermedia separa el segundo piso y el tercer piso; donde dicha segunda plataforma intermedia incluye unos segundos huecos pasantes y un hueco pasante central que conecta con el tercer conducto.

Las segundas estructuras verticales del segundo piso están unidas a unos carros móviles que están configurados para desplazar selectivamente las segundas estructuras verticales hasta una primera posición en la que las segundas estructuras verticales están alineadas de forma independiente con el tercer conducto del tercer piso; y hasta una segunda posición en la que las segundas estructuras verticales comunican las primeras estructuras verticales con los conductos de rechazo.

Las cuatro estructuras verticales del primer piso y el segundo piso delimitan unos espacios tubulares verticales que están configurados para recibir los vasos que se apilan en paquetes para guiarlos hasta los conductos seleccionados entre el tercer conducto y los dos conductos de rechazo.

El cargador incluye medios de retención de los paquetes de vasos durante el tiempo que están dentro de las estructuras verticales. El cargador incluye unos primeros actuadores lineales a los que están conectadas unas uñas en las que apoyan los paquetes de vasos como medios de retención de dichos paquetes de vasos cuando están dentro de las estructuras verticales del primer piso y el segundo piso; donde la activación de los primeros actuadores lineales desplaza las uñas a unas posiciones en las que se libera la caída de los paquetes de vasos.

Los carros ubicados en el segundo piso están acoplados a unas guías rectas solidarias a la segunda plataforma intermedia que separa el segundo piso y el tercer piso; donde dichos carros están conectados a unos segundos actuadores lineales configurados para desplazar los carros a lo largo de las guías rectas; y donde los primeros actuadores lineales del segundo piso están montados sobre los carros.

Los primeros actuadores lineales asociados a las uñas del primer piso están montados sobre la primera plataforma intermedia que separa el primer piso y el segundo piso.

Las uñas incluyen unas conexiones neumáticas que están configuradas para insuflar aire en ascensión dentro de las estructuras verticales para amortiguar la caída de los primeros vasos dentro de dichas estructuras verticales.

Las primeras y segundas estructuras verticales comprenden una configuración seleccionada entre unas barras verticales en paralelo, y unos cuerpos tubulares.

El cargador comprende además unos dispositivos vibradores configurados para actuar sobre las primeras y segundas estructuras verticales que alojan los vasos apilados.

La máquina empaquetadora de vasos comprende el cargador descrito, una envasadora de los paquetes de vasos ubicada por debajo del cargador que está configurada para embolsar los paquetes con un film; una primera cinta transportadora configurada para arrastrar los paquetes embolsados; un módulo desviador que recibe los paquetes embolsados arrastrados por la primera cinta transportadora; y un alimentador de film que está configurado alimentar a la envasadora que embolsa los paquetes de vasos.

El paquete de vasos discurre por el interior de la envasadora, desde su entrada hasta su salida, con una pendiente que es continuación de la inclinación de un tramo final del tercer conducto que desemboca en la entrada de dicha envasadora; donde la salida de la envasadora desemboca en la primera cinta transportadora.

La primera cinta transportadora comprende un primer tramo horizontal en el que desemboca la salida de la envasadora, y un segundo tramo inclinado, cuyo extremo más elevado desemboca en el módulo desviador.

El módulo desviador comprende una segunda cinta transportadora que recibe los paquetes embolsados, y un dispositivo selector que está configurado para desplazar los paquetes embolsados apoyados en la segunda cinta transportadora hacia uno u otro lateral de dicha segunda cinta transportadora.

El dispositivo selector incluye un elemento giratorio al que está unida una paleta para desplazar los paquetes embolsados hacia uno u otro lateral mientras son arrastrados por la segunda cinta transportadora.

En ambos lados opuestos de la segunda cinta transportadora se ubican dos rampas que desembocan en unos cajones de recogida que están configurados para recibir los paquetes embolsados de vasos desplazados por el dispositivo selector.

A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompaña una serie de figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.

Breve descripción de las figuras

Figura 1.- Muestra una vista en alzado de la máquina empaquetadora de vasos, objeto de la invención.

Figura 2.- Muestra una vista en perspectiva de la máquina empaquetadora de la invención.

Figura 3.- Muestra una vista en alzado de un cargador de vasos que forma parte de la máquina de la invención.

Figura 4.- Muestra una vista en perspectiva del cargador de vasos.

Figura 5.- Muestra otra vista en perspectiva de una parte del cargador de vasos.

Figura 6.- Muestra una vista en perspectiva seccionada de una parte del cargador de vasos.

Figura 7.- Muestra una vista en planta de lo representado en la figura 6.

Figura 8.- Muestra una vista en perspectiva de un desviador de vasos que forma parte de la máquina de la invención.

Descripción de un ejemplo de realización de la invención

Considerando la numeración adoptada en las figuras, la máquina empaquetadora de vasos 1 comprende un cargador 2 vertical de vasos 1 , una envasadora 4, un alimentador de film 3 de plástico, un módulo desviador 6 y una primera cinta transportadora 5 que arrastra cada paquete 11 de vasos 1 apilados desde la salida de la envasadora 4 hasta el módulo desviador 6 que se encarga de desviar cada paquete 11 de vasos 1 embolsados hacia uno y otro cajón de recogida 17 lateral que se encuentran ubicados a ambos laterales opuestos de la envasadora 4. La primera cinta transportadora 5 comprende un primer tramo horizontal 5a y un segundo tramo inclinado 5b que desemboca en el módulo desviador 6.

El cargador 2 vertical de vasos 1 comprende una armadura formada por unos perfiles verticales 27 y cuatro plataformas horizontales, dos plataformas intermedias: primera 23 y segunda 24 y dos plataforma extremas: superior 25 e inferior 26. Estas cuatro plataformas están unidas a los perfiles verticales 27 que están unidos a dichas plataforma horizontales.

Dicha armadura está formada por los perfiles verticales y las cuatro plataformas configurando un primer piso 2a superior, un segundo piso 2b intermedio ubicado por debajo del primer piso 2a, y un tercer piso 2c inferior ubicado por debajo del segundo piso 2b.

En el primer piso 2a se ubican dos primeras estructuras verticales 21 fijas y en el segundo piso se ubican dos segundas estructuras verticales 22 móviles; de manera que en principio las primeras estructuras verticales 21 y las segundas estructuras verticales 22 están alineadas y comunicadas entre sí mediante unos primeros huecos pasantes 23a que atraviesan la primera plataforma intermedia 23 que separa el primer piso 2a y el segundo piso 2b. Unas y otras estructuras verticales 21, 22 delimitan unos espacios tubulares configurados para guiar y albergar paquetes 11 de vasos 1 apilados con sus embocaduras ubicadas inferiormente. En una primera realización de la invención, las primeras 21 y las segundas 22 estructuras verticales 2 comprenden unas barras verticales, mientras en una segunda realización de la invención comprenden unos cuerpos tubulares.

En cambio, la segunda plataforma intermedia 24 separa el segundo piso 2b y el tercer piso 2c; donde dicha segunda plataforma intermedia incluye unos segundos huecos pasantes 24a en los que desembocan en principio las segundas estructuras verticales del segundo piso 2b, a la vez que en el tercer piso 2c se ubican dos conductos de rechazo 8 conectados por unos de sus extremos a los segundos huecos pasantes 24a por debajo de la segunda plataforma intermedia, a la vez que dichos conductos de rechazo 8 atraviesan la plataforma extrema inferior desembocando en unos cajones de rechazo 20.

En el tercer piso 2c del cargador vertical 2 se ubica un tercer conducto 7 que sirve como guía de cada paquete 11 de vasos 1 apilados para guiarlos hasta la entrada de la envasadora 4. Para ello, la segunda plataforma intermedia 24 incluye un hueco pasante central 24b que conecta con el tercer conducto 7 que atraviesa también la plataforma extrema inferior 26, por debajo de la cual se encuentra la envasadora 4, donde cada paquete 11 de vasos 1 se introduce automáticamente y de forma convencional dentro de una bolsa de plástico formada a partir del film de plástico proporcionado por el alimentador de film 3.

Dentro de las primeras 21 y segundas 22 estructuras verticales se pueden apilar de forma independiente y por separado hasta cuatro paquetes 11 de vasos 1 (uno por cada estructura vertical), en posición invertida, y los cuales apoyan en principio en pares de uñas 12 en oposición situadas por encima de la primera 23 y segunda 24 plataformas intermedias en proximidad a las mismas.

Para que caigan hacia abajo los paquetes 11 de vasos 1 que se encuentran dentro de las primeras 21 y segundas 22 estructuras verticales, es necesario que los pares de uñas 12 retrocedan para liberar la caída por gravedad de dichos paquetes 11 de vasos 1 , de manera que la movilidad de dichas uñas 12 se lleva a cabo mediante unos primeros actuadores lineales 9, 9’, como pueden ser, por ejemplo, unos cilindros neumáticos. Las segundas estructuras verticales 22 están unidas a sendos carros 14 acoplados en unas guías rectas 15 solidarias a la segunda plataforma intermedia 24, de manera que los dos conjuntos de carros 14 junto con sus respectivas segundas estructuras verticales 22 se pueden movilizar a lo largo de las guías rectas 15 para alcanzar una primera posición, en la que las segundas estructuras verticales 22 estén alineadas de forma independiente con el tercer conducto 7 para alimentar a la envasadora 4; o bien para alcanzar una segunda posición en la que dichas segundas estructuras verticales 22 comuniquen las primeras estructuras verticales 21 con los respectivos conductos de rechazo 8 para poder desechar los paquetes 11 de vasos 1 apilados cuando la máquina detecta alguna anomalía en dichos vasos 1.

Cabe señalar que normalmente las segundas estructuras verticales 22 están situadas en la segunda posición en la que pueden recibir los paquetes 11 de vasos 1 por gravedad desde las primeras estructuras verticales 21 habiendo liberando su caída con el retroceso de las uñas 12.

Tal como se muestra más claramente en la figura 4, unos segundos actuadores lineales 10 (cilindros neumáticos) se encargan de desplazar, por separado, los carros 14 para que las segundas estructuras verticales 22 estén enfrentadas con los conductos de rechazo 8, o con el tercer conducto 7, y así descargar por gravedad el respectivo paquete 11 de vasos (alojado previamente en cada segunda estructura vertical 21) dentro del tercer conducto 7 para alimentar a la envasadora 4 en la que cada paquete 11 de vasos 1 se introduce dentro de una bolsa formada por el film que proporciona el alimentador de film 3.

Cuando hay cualquier anomalía o defecto en los paquetes 11 de vasos 1 apilados dentro de las segundas estructuras verticales 22, estas se mantienen en su segunda posición y se retraen las uñas 12 mediante los primeros actuadores lineales 9, con lo cual los paquetes 11 de vasos 1 caen directamente por el respectivo conducto de rechazo 8 hasta los cajones de rechazo 20. Igualmente, las uñas 12 se retraen cuando la respectiva segunda estructuras vertical 22 está alineada con el tercer conducto 7 para guiar los vasos hasta la envasadora 4. Dichos primeros actuadores lineales 9 están fijados a los carros 14 móviles que se desplazan mediante los segundos actuadores lineales 10. En cambio, los primeros actuadores lineales 9’ asociados a las uñas 12 del primer piso 2a para retener los paquetes 11 de vasos 1 , están fijados directamente a la propia primera plataforma intermedia 23 que separa el primer piso 2a y el segundo piso 2b.

En cada uno de los carros 14 están fijados dos primeros actuadores lineales 9 para poder movilizar el par de uñas 12 en oposición del primer piso 2a. Tanto en el primer piso 2a como en el segundo piso 2b, las uñas 12 incluyen unas conexión neumáticas 13 por las que se insufla aire para amortiguar la caída brusca de los vasos 1 y proteger el respectivo primer vaso inferior de cada paquete 11 de vasos 1 apilados. De esta forma no se daña la el borde que delimita la embocadura de ese primer vaso 1 en posición invertida.

Cada paquete 11 de vasos 1 que recibe la envasadora 4 desde el cargador 2 es introducido en una bolsa dentro de la propia envasadora 4 tal como se ha referido anteriormente, y este conjunto completo formado por la bolsa y vasos 1 discurre expulsado al exterior por gravedad a través de una salida inferior gracias a la pendiente que tiene una guía descendente de la envasadora 4, de forma en dicha salida inferior se encuentra un tramo extremo de la primera cinta transportadora 5 que arrastra a dicho conjunto completo hasta una segunda cinta transportadora 18 del módulo desviador 6, donde el conjunto completo de la bolsa y vasos 1 es desplazado hacia uno de los dos cajones de recogida 17 que se encuentran a ambos lados del módulo desviador 6.

Para ello el módulo desviador 6 incluye un dispositivo selector 16 que desplaza hacia uno u otro cajón de recogida 17 el conjunto completo de la bolsa con los vasos 1 que discurre apoyado sobre la segunda cinta transportadora 18. Para ello el dispositivo selector 16 comprende un elemento giratorio 16a al que está unida un paleta 16b para desplazar los paquetes 11 de vasos 1 embolsados hacia uno u otro lado para que caigan dentro de los cajones de recogida 17; donde dicha paleta 16b tiene una configuración en forma de cuña alargada.

Así pues, la principal novedad de la invención reside en el cargador 2 de los vasos 1 , que dispone de una función inteligente para ir dosificando selectivamente a la envasadora 4, a través de su tercer conducto 7 de entrada, los diferentes paquetes 11 o columnas de vasos 1 apilados en las segundas estructuras verticales 22.

Al principio, los vasos 1 llegan hasta las primeras estructuras verticales 21 impulsados por aire, y se acumulan tras pasar por un contador en el segundo piso 2b o en el primer piso 2a (si las segundas estructuras verticales 22 del segundo piso 2b están ocupadas o en movimiento).

Los vasos 1 pasan por un detector específico (no representado en las figuras por ser un elemento convencional), que hace la función de contar los vasos 1 y mediante un programa gestiona los movimientos mecánicos asociados, de manera que los paquetes 11 de vasos 1 apilados se detienen en los pisos primero 2a y segundo 2b, mediante las uñas 12 activadas por los primeros actuadores lineales 9, 9’ neumáticos.

Estas uñas 12, poseen las conexiones neumáticas 13 (no se han representado las mangueras de alimentación) por donde se insufla aire para detener la caída brusca del paquete 11 de vasos 1 y proteger el primer vaso 1 inferior de dicho paquete 11 de vasos apilados, tal como se ha referido anteriormente; evitando así daños en los vasos 1.

Como se muestra más claramente en la figura 3, la máquina de la invención tiene como posición inicial de reposo el rechazo (las segundas estructuras verticales 22 se alinean con los conductos de rechazo 8) para liberar ágilmente posibles atranques.

A su vez, mediante detecciones y por programa de la máquina se puede determinar cuándo se alcanza la cantidad de vasos 1 solicitada para formar un paquete 11 de vasos apilado, de forma que una vez alcanzado el número de vasos 1 requerido, dicho paquete 11 de vasos 1 se lleva hasta el tercer conducto 7 que desemboca en la envasadora 4.

El diseño de la máquina de la invención, y más concretamente del cargador 2, permite también cargar vasos 1 de formatos diferentes en cada fila (siempre el mismo en la propia fila lógicamente) ya que mecánicamente se permite el ajuste entre vasos 1 , por ejemplo, de diámetros entre 63 mm. y 87mm. Gracias a los primeros 9, 9’ y los segundos 10 actuadores lineales se permite solapar tiempos de movimiento, consiguiendo de esta forma un mayor rendimiento y producción. Una vez que el respectivo paquete 11 de vasos 1 se encuentra en posición de envasado, dicho paquete 11 entraría en la zona de la envasadora 4.

Por otro lado, cabe señalar que mientras se llenan las primeras estructuras verticales 21 del primer piso 2a con los vasos 1, simultáneamente los segundos actuadores lineales 10 mueven las segundas estructuras verticales 22 del segundo piso 2b a través de los carros 14, desde sus posiciones de rechazo hasta la zona central para su vaciado en la envasadora 4 a través del tercer conducto 7 ubicado en el tercer piso 2c. En dichas posiciones de rechazo las segundas estructuras verticales 22 reciben los paquetes 11 de vasos 1 ya encajados/ubicados previamente en las primeras estructuras verticales 21 del primer piso 2a.

Se destaca la singularidad de la invención que reside en la morfología inferior de la máquina, donde la envasadora 4 no está alineada con los conductos de rechazo 8, sino que adopta cierta inclinación en consonancia con la inclinación de un tramo final del tercer conducto 7 que desemboca en dicha envasadora 4 (figural). Esta inclinación hace que los paquetes 11 de vasos 1 ya formados y embolsados se depositen suavemente en el primer tramo horizontal 5a de la primera cinta transportadora 5. Dicha inclinación está representada en la figura 1 con una línea de trazo y punto 19.

Además se destaca que los paquetes 11 de vasos 1 embolsados discurren con mayor suavidad a lo largo de la primera cinta transportadora 5 gracias a su segundo tramo inclinado 5b que eleva dichos paquetes 11 de vasos 1 embolsados hasta la altura del modulo desviador 6 que se encarga de la selección de la salida para cada uno de dichos paquetes 11 de vasos 1.

En cuanto al dispositivo selector 16, por programa, al estar conectado al mismo PLC, se sabe de donde provienen aguas arriba de la máquina el paquete 11 formado, por lo que los podemos clasificar con dicho dispositivo selector 16, el cual finalmente los desplaza hacia uno u otro lado de la segunda cinta transportadora 18 donde se ubican unas rampas 28 que desembocan en los cajones de recogida 17.

Por otra parte, las primeras estructuras verticales 21 atraviesan la plataforma extrema superior 25, de manera que los vasos 1 entran inicialmente dentro de dichas primeras estructuras verticales 21 a través de sus extremos que están ubicados en correspondencia con dicha plataforma extrema superior 25.

Para asegurar el apilado correcto de los vasos 1 durante su caída dentro de las primeras 21 y segundas 22 estructuras verticales, se han previsto unos dispositivos vibradores 29, 29’ que en el caso del segundo piso 2b están instalados sobre los carros 14 móviles, mientras que en el caso del primer piso 2a los dispositivos vibradores 29’ se instalan sobre la primera plataforma 3 que separa el primer piso 2a y el segundo piso 2b.

En la realización que se muestra en las figuras, los dispositivos vibradores 29, 29’ están configurados por unos cilindros neumáticos, cuyos vástagos actúan sobre las estructuras verticales 21, 22; y más concretamente sobre algunas de las barras verticales de la primera realización de dichas estructuras verticales 21, 22 (figura 5).

Así pues considerando dicha primera realización, para asegurar el apilado correcto dentro las estructuras verticales 21 , 22, se pilotan los citados cilindros neumáticos para acercar y alejar las barras verticales. Su función, es realizar un movimiento pendular que haga que se forme la fila vertical completa de vasos 1 correctamente. Para ello se incluyen unos elementos elásticos (silentblock) que permiten realizar este movimiento vibratorio, de forma que los cilindros neumáticos actúan sobre una parte inferior de las barras verticales, mientras que los elementos elásticos están en contacto con una parte superior de dichas barras verticales.