SECTOR TECNOLÓGICO

La presente invención se relaciona con los dispositivos industriales para empaque de productos a partir de sistemas mecánicos alimentados con bobinas de material flexible o laminado. Específicamente los usados para termoformado y en general las máquinas de inyección de plástico, que requieren rollos de material como polipropileno, poliestileno, materiales de alta barrera, en forma lineal y secuencial; se relaciona también con los métodos industriales usados para el transporte y armado de dichos dispositivos.

ANTECEDENTES

En el sector tecnológico de la industria de alimentos principalmente, y en especial en los procesos de empacado de alimentos, es imperativo utilizar materiales flexibles que sirvan como barrera protectora, de forma que garanticen la inocuidad de sus características.

Dentro del citado sector tecnológico, las maquinas de termoformado, y en general las maquinas de inyección de plástico, suelen requerir una amplia estructura física de alrededor de 9m2 para disponer de los rollos de material (polipropileno, poliestileno, materiales de alta barrera, pet) en forma lineal y secuencial. Para su operación necesitan a un operador que con un montacarga suba el rollo de material para incluirlo en una superficie horizontal o eje de rotación y cada vez que se agota el material flexible en el rollo, se debe reemplazar por uno nuevo, lo que implica detener totalmente la máquina, pegar cada bobina, retirar el eje del rollo que se va a remplazar, levantarlo, empujar el nuevo rollo que esta en la parte posterior, alimentar la máquina y cargar el nuevo rollo en la parte posterior para entonces, activar de nuevo la maquina.

Con este proceso, además del espacio requerido para maniobrar de forma adecuada, se pierde tiempo y se dan constantes interrupciones a la actividad de producción industrial, por lo menos se debe suspender por un lapso de 15 minutos para realizar el reemplazo del material flexible, aproximadamente 16 veces por cada 24 horas de producción en promedio, además de los errores operacionales y de la necesidad de realizar suspensión constante para ajustar el sistema y los rollos de material. Adicionalmente, el dispositivo que se utiliza en la industria, requiere de un área dispuesta de más de 9m2 para su operación y sus correspondientes áreas libres para realizar el montaje/desmontaje de los rollos y esto en escenario industrial es excesivo.

Otra opción disponible en el mercado, es configurar las plantas para acondicionar un sistema de cargue en tandem, que implica una inversión considerable, mayor espacio en planta, mayores tiempos de logística y la suspensión de la operación para la fijación del rollo en la maquina de termoformado.

Así las cosas, el sistema roll stand compacto para bobinas presenta una alternativa para la industria de producción de alimentos más eficiente, económica y funcional, que reduce las interrupciones a los procesos de producción a la vez que maximiza el área de trabajo en las plantas por su disposición vertical, y permite continuidad en el suministro del material flexible para termoformado y las máquinas de inyección del plástico.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Dispositivo roll stand compacto para bobinas que permite la incorporación de dos rollos de material (bobinas) de manera simultánea, para alimentación de sistemas de procesamiento y empaquetado de diferentes productos, especialmente termoformados (polipropileno, poliestileno, materiales de alta barrera y pet), con sistema de seguridad, mesa de corte y mecanismo de acceso para maniobrabilidad del personal responsable del mismo, transportable y que permite la optimización de espacios en ámbito industrial y la continuidad del proceso de alimentación del material flexible, sin necesidad de suspender la operación ni de interrumpir por periodos de tiempo considerables el empaquetado por el cambio y reemplazo de los rollos de material.

El sistema está compuesto por una estructura tubular principal, dividida en dos secciones transversales que facilitan su transporte, mantenimiento y armado, secciones que se unen por medio de un sistema de pines de alta resistencia que garantizan la estabilidad estructura.

La estructura metálica principal, cuenta con un sistema de fijación a la superficie que permite contar con la estabilidad requerida para que el material del rollo circule de manera fluida sin vibraciones ni movimientos que pongan en riesgo la operación. La estructura fue validada con sus cargas dinámicas, estáticas, y se logró evidenciar puntos de ruptura, sobredimensionando el peso, con esto se detectaron las torciones y sacaron cálculos para su adecuado funcionamiento.

En la parte frontal incluye unas barras de seguridad que mantienen protegida la estructura tubular de posibles contactos por parte del montacargas que se utiliza para cargar los rollos de material flexible, cuyo peso oscila entre 1 y 1.5 toneladas.

El dispositivo cuenta con una escalera de acceso lateral, que permite que el operario revise el funcionamiento en ambos niveles (inferior y superior), sin necesidad de suspender la operación como sucede con los sistemas actuales (horizontales).

En la parte alta del sistema modular, se incluye una canasta de protección reforzada, cuya finalidad es servir de barrera de protección en caso de movimientos irregulares que puedan desplazar el eje de la estructura, con el fin de preservar el equipo de termoformado y al personal que se encuentra alrededor del dispositivo.

El dispositivo cuenta con dos niveles para alimentación de rollos de material; el nivel inferior y el nivel superior, cada uno de ellos incluye un eje tubular que soporta el rollo de material y que permite la rotación del mismo para alimentar el equipo de termoformado. Los ejes tubulares van ubicados en un suporte en “u” en material plástico compacto y reemplazable que reduce la fricción, evita la generación de residuos contaminantes en los materiales empacados (normalmente causados por incluir partes en bronce) y garantiza la rotación del eje en el cual reposan los rollos de material.

El sistema cuenta con una pieza de extensión en la sección superior del soporte en “u” creada para evitar que el eje salga disparado ante algún movimiento repentino. Esta pieza se ajusta una vez el rollo de material ha sido incluido en el eje de la sección superior. El sistema incluye unos rodillos de guia que ayudan a mantener alineado el material que se dispensa.

El dispositivo integra una mesa de corte con una ranura diseñada para el uso del bisturí de seguridad por parte del operario, con la cual puede realizar de manera segura los cortes del material flexible El dispositivo cuenta, en el mismo costado en el que está la escalera de acceso lateral, con un sistema de soportes adicionales para almacenar los ejes de reemplazo de los rollos y que estén disponibles en cualquier momento.

El dispositivo cuenta con un sistema de desarmado funcional para facilitar el transporte del mismo en contenedores para permitir que en un solo contenedor se alcancen a introducir hasta 4 dispositivos de manera simultánea.

El dispositivo cuenta con una pieza especial pensada en el ensamblaje en sitio del equipo, cuya finalidad es unir las dos secciones transversales que conforman la estructura tubular y armarla, garantizando la firmeza y sujeción requerida.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

El dispositivo roll stand compacto para bobinas se compone de los siguientes sistemas; una estructura principal (1001 ), un sistema parachoques (1002), soporte de seguridad para rodillos (1003), sistema de láminas de deslizamiento (1004), mesa de corte (1005), caucho de protección contra choques (1006), rodillos enhebradores (1007), soporte eje fijo (1008), soporte eje con casquetes (1009), soporte pistola de calor (1010) y soporte para martillos (1011 ).

El presente dispositivo roll stand compacto para bobinas incluye una estructura principal (1001 ) (Figura 1) sobre la cual se soportan en cada uno de sus lugares correspondientes cada uno de los sistemas que lo componen, está diseñado para soportar hasta 4 toneladas de peso, se divide en tres partes, debido a facilidad de instalación y se conforma de los siguientes elementos; un refuerzo lateral (3.1.1) encargado de impedir el volcamiento de la estructura en su parte izquierda debido a sobrecargas o impactos laterales; una estructura lateral (3.1.2) encargado de soportar las cargas verticales ejercidas por los rodillos; una estructura horizontal superior (3.1.3) cuya función es la de impedir que las cargas de los rodillos superiores abran la estructura; una estructura horizontal inferior (3.1.4) que soporta las láminas inferiores de deslizamiento, impidiendo el hundimiento de estas laminas al pasar el material; una estructura mesa de corte (3.1.7) se encarga de servir de apoyo para las láminas que conforman la mesa de corte permitiendo firmeza a la hora de realizar los cortes en el material flexible; una estructura bandeja exterior (3.1.8) es la encargada de impedir que la lámina de plástico tenga contacto con el suelo, antes y después de ser unida las láminas de cada rodillo en la mesa de corte; una escalera (3.1.9) cuya función es permitirle al operario subir hasta la altura requerida sin arnés, para poder recibir los ejes que ya se encuentren sin lamina disponible; una unión estructural (3.1.10) conformada por once (11 ) bloques de acero 1020 macizo el cual no solamente une los dos lados, sino que se encarga de reforzar esta unión; una unión estructural inferior (3.1 .11) que se encuentra unida a la estructura general por medio de (4) cuatro bloques de acero 1020, se encuentran soldados a la estructura general y pernadas a la bandeja exterior; y unas uniones (3.1.12) conformadas por laminas que se encargan de cubrir las uniones en la estructura, el roll stand posee cuatro unidades de estas laminas y se encuentran en la parte superior de la estructura principal.

El presente dispositivo roll stand compacto para bobinas incluye un sistema de parachoques (1002) (Figura 2) conformado por brazos estructurales que protegen a la estructura principal de los choques ocasionados por montacargas al momento de cargar las bobinas al Roll stand, impidiendo cualquier afectación a la resistencia mecánica de esta; un soporte de seguridad para rodillos (1003) (Figura 3) encargados de soportar la mitad del peso de los ejes junto con las bobinas, en caso de que se caigan de los apoyos principales, previniendo accidentes, están fabricados en tubo cuadrado en acero al carbono de 60 mm X 60 mm y se encuentran soldados junto a cada uno de los soportes con bujes; un sistema de láminas de deslizamiento (1004) (Figura 4 )se encuentran ubicadas en la parte inferior del dispositivo, cuya función, es permitir el deslizamiento de la lámina plástica, por medio de un acabado satinado, sin generar ningún daño sobre la lámina plástica, fabricado en lamina inoxidable AISI 304 calibre 18; este sistema (1004) se encuentra conformado por tres (3) láminas, debido al formato comercial de la lámina, y que las uniones de las láminas se soporten sobre miembros estructurales, estas laminas son; Lamina Inferior Estructura (3.4.1 ), lámina horizontal superior (3.4.2) y lámina inferior intermedia (3.4.3).

El presente dispositivo roll stand compacto para bobinas se caracteriza por incluir un sistema de mesa de corte (1005) (Figura 5) cuya finalidad es permitirle al operario unir dos laminas de material flexible por medio de la aplicación de calor, simultaneo a el repaso varias veces de un rodillo que une las láminas, que facilita cortar de forma recta el material gracias a la ranura que se encuentran en el centro para su fácil unión, también a esta mesa la conforma un rodillo enhebrador (1007). La mesa de corte (1005) se compone por un rodillo mesa de corte (3.5.1) (Figura 6) que se encarga de introducir la lámina a la mesa de corte de tal forma que las láminas así provengan del rodillo superior o del rodillo inferior tengan que pasar por este para que sea fácil realizar el corte y unión de las láminas de plástico; dos láminas en acero inoxidable (3.5.2) (Figura 7) que, al colocarlas en el sitio, dejan una ranura lo suficientemente abierta para pasar un bisturí cortando las puntas de las lamina que salen de la bobina, dejándolas rectas.

El presente dispositivo roll stand compacto para bobinas se caracteriza por incluir un sistema de cauchos de protección contra choques (1006) (Figura 8) que protegen la estructura principal (1001 ) de golpes directos al momento de posicionar los ejes dentro de los soportes con bujes; estos se encuentran en la parte superior de la estructura (Figura 9), y en la parte inferior, justo debajo de los parachoques; y un sistema de rodillos enhebradores (1007) (Figura 10) que tiene la función de ingresar la lámina plástica a la mesa de corte, en este caso los rodillos enhebradores le permiten salir a la lámina plástica de la bobina y entrar al rodillo de la mesa de corte, de estos rodillos existen dos tipos, el rodillo enhebrador superior y el rodillo enhebrador inferior, cada uno destinado a uno de los rodillos cargados en el sistema; los rodillos enhebradores están compuestos por un eje en acero al carbono hexagonal con distancia entre caras de 11/16”, en los cuales entra un rodamiento para rodillos ref.: TT09 (Figura 11 ) El Dispositivo incluye un soporte eje fijo (1008) donde reposan los rodillos cuando ya no tienen bobina, al costado de la escalera, este soporte se compone de dos brazos cada uno a 120° en tubo cuadrado de 60 X 60 Cal 12, sobre estos soportes reposa una lámina plástica en UHMW que impide que los ejes se golpeen (Figura 12).

El presente dispositivo roll stand compacto para bobinas se caracteriza por incluir un soporte para eje con casquetes (1009) (Figura 13) que soporta las bobinas mientras la lamina se va desenrollando, soportando no solamente la carga de 1 ,5 tonelada de peso de cada rodillo, sino que también resiste el desgaste que se produce al momento de girar la bobina, y el eje. Este soporte está compuesto por; un soporte plástico (3.9.1) encargado de resistir la carga del peso de los rodillos, sin adicionar mucho peso a la estructura y sirve de amortiguación, a la hora de que un eje por algún motivo impacte esta zona, distribuye la carga a lo largo del soporte y evita que la carga sea muy puntual, aumente el esfuerzo soportado por la estructura. El soporte plástico (3.9.1 ) esta hecho de un material plástico de ingeniería llamando UHMW (Ultra High Molecular Weight) y se une a la estructura por medio de dos cunas las cuales están soldadas a la estructura, por lo cual la única forma de desensamblarlo es deslizándolo hacia arriba (Figura 14); El soporte también incluye unos casquetes antidesgaste (3.9.2) (Figura 15) consistente en dos medialunas, fabricadas en plástico de ingeniería (Nylon Moly) cuya cristalización mejorada se produce mediante la adición de disulfuro de molibdeno. Incluye MoS 2, que es un lubricante seco extremadamente eficaz. Esto también mejora las propiedades de resistencia al desgaste y la abrasión.

Además, el presente dispositivo roll stand compacto para bobinas, incluye un soporte para pistola de calor (1010) (Figura 16) que se encuentra en la parte lateral de la mesa de corte (1005), justo al comienzo de las escaleras (3.1.9), es el encargado de permitirle al operario descansar la pistola de calor, de forma segura, debido a que está hecho en acero inoxidable, no contiene pintura ni ningún agente inflamable. Este soporte, no tiene fondo, el motivo de esto es que el calor de la pistola, no se almacene, sino que se disperse con el ambiente, de esta forma la pistola no sufre daños al almacenarse.

El presente dispositivo roll stand compacto para bobinas se caracteriza por incluir un soporte para martillo (1011 ) (Figura 17) este elemento cuenta con un rodillo, el cual se encarga de realizar una fuerza uniforme para que el sellado quede igual a lo largo del empalme, este accesorio, mientras no esta en uso, se descarga en el soporte correspondiente, fabricado en acero inoxidable AISI 304, para soportar el desgaste por el manejo del martillo, este soporte tiene la particularidad, de que en el fondo de este hay una perforación, la razón de esto, es que al realizar las tareas de mantenimiento, el agua o los líquidos que puedan caer dentro del soporte, se drenen por este orifico, este aditamento reposa justo al lado del soporte de la pistola de calor (1010).

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La Figura 1 muestra la estructura principal (1001 ) incorporando todos los elementos que componen los sistemas de la invención.

La Figura 2 muestra los parachoques (1002) incluidos para la protección de la estructura utilizados en la presente invención.

La Figura 3 muestra los soportes de seguridad para rodillos (1003) incluidos en la invención.

La Figura 4 muestra las láminas de deslizamiento (1004) ubicadas en la parte inferior del dispositivo. La Figura 5 muestra la mesa de corte (1005).

La Figura 6 muestra el rodillo (3.5.1) que complementa la mesa de corte.

La Figura 7 muestra la ubicación de las láminas (3.5.2) en la mesa de corte (1005).

La Figura 8 muestra los cauchos de protección inferiores (1006).

La Figura 9 muestra el sistema de protección superior.

La Figura 10 muestra los rodillos enhebradores (1007) y el rodillo enhebrador superior en detalle.

La Figura 11 muestra las medidas principales del rodamiento.

La Figura 12 muestra el soporte de eje fijo (1008).

La Figura 13 muestra los soportes para eje con casquetes (1009).

La Figura 14 muestra los soportes plásticos (3.9.1 ).

La Figura 15 muestra los casquetes anti desgaste (3.9.2).

La Figura 16 muestra el soporte para pistola de calor (1010).

La Figura 17 muestra el soporte para martillo (1011).