APARATO DE ENGOMADO. AJUSTABLE AUTOMÁTICAMENTE.
PARA UNA MÁQUINA EMPACADORA • CAMPO DE LA INVENCIÓN 5 La presente invención se refiere, generalmente, a máquinas empacadoras. Más particularmente, la presente invención se refiere a dispositivos para aplicar goma a cajas de cartón en una máquina empacadora.
• 10 ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Un tipo común de máquina empacadora procesa un gran volumen de artículos individuales disponiendo y agrupando los artículos, cargando un grupo de artículos en una caja de cartón, cerrando y sellando las cajas de cartón 15 y distribuyendo las cajas de cartón cargadas a un área donde ellas se consolidan para el transporte. Una caja de cartón |B típica se construye de cartón o de papel corrugado, y tiene aletas, las cuales se doblan cierran y sellan con goma. El estado de la técnica incluye varios 20 dispositivos para aplicar goma a cajas de cartón en una máquina empacadora. Un tipo común de goma usado para sellar las cajas de cartón es un material que funde en caliente. La goma se calienta en un recipiente central y se bombea a las estaciones individuales de distribución. Estas estaciones
uva?^^"-^^^ - - - * *.*—-*** - « u .. , t . a*^-: de distribución y alojamientos entre las estaciones de distribución y el recipiente central, a menudo son también calentados para mantener la goma con la viscosidad apropiada
• para la distribución. Los dispositivos sobre las estaciones 5 de distribución tienen al menos una boquilla, y a menudo tienen una pluralidad de boquillas, a través de las cuales se aplica la goma a las aletas de las cajas de cartón y a las propias cajas de cartón, conforme ellas pasan por la estación de distribución. 10 Los dispositivos de la técnica anterior para
• aplicar goma a las cajas de cartón se cree tienen limitaciones e inconvenientes significantes. Estos dispositivos son a menudo hechos por el cliente, donde las boquillas están en ubicaciones fijas predeterminadas. Un
15 dispositivo hecho por un cliente puede ser relativamente costoso. Conforme cambia el tamaño de las cajas de cartón para artículos diferentes o diferentes configuraciones de
• grupos, la posición de las aletas cambia típicamente, por lo cual requiere un cambio en la posición de las boquillas
20 sobre la estación de distribución. Una estación de distribución de goma en una máquina empacadora, tiene típicamente un número de dispositivos hechos por el cliente, cada uno con diferente configuración de boquilla o una configuración específica de la caja de cartón opera en la
25 máquina. Un inventario de varios dispositivos hechos por el
1tli?-É?W¿a^^AjM^--?--t j^"-- • * -A- .... . . . t^jaato.a^ cliente o una estación distribuidora es relativamente costoso. Cuando se hace una alteración en una máquina empacadora para operar una caja de cartón diferente, se 5 remueve un dispositivo distribuidor de goma y otro se instala. Tal operación puede consumir tiempo y tiene el riesgo de dañar a los dispositivos. Los dispositivos se calientan de la goma y se debe tener cuidado que el personal no se queme cuando se remueve un dispositivo. Los 10 dispositivos pueden dejarse enfriar antes de remover, lo cual toma tiempo. Las mangueras, entre el suministro de goma y los dispositivos distribuidores, deben ser desconectadas y se vuelven a unir a los dispositivos o al suministro de goma. Esto tiene el riesgo de dañar las mangueras, cada vez 15 que se cambia una conexión. El aire también se introduce inconvenientemente en el sistema por la nueva conexión de manguera. Las nuevas mangueras deben ser calentadas a la temperatura de trabajo, antes de reasumir la operación de la máquina, lo cual aumenta el tiempo del cambio. Estos 20 dispositivos pueden ser más bien voluminosos, requiriendo un espacio de 30 a 60 centímetros lineales de la máquina empacadora. En una máquina empacadora, donde el espacio está limitado, este requisito básico puede ser demasiado grande. Otros sistemas de engomado de la técnica anterior 25 para máquinas empacadoras, utilizan una cabeza distribuidora
|^y^jg Mau aatMai**** il r ii Mr-^*-*- de goma unida a un bloque de sujeción, que se mueve en una dirección vertical a lo largo de una barra, por un arreglo de engranaje de cremallera y piñón. En este dispositivo de la técnica anterior, la barra tiene los dientes de 5 cremallera y el engranaje de piñón y el árbol de piñón adjuntos, son soportados por el bloque de sujeción. Este bloque de sujeción tiene una abertura que recibe la barra. En esta modalidad, un operador puede girar un botón de ajuste conectado al árbol del piñón, que ajusta la posición
10 vertical del bloque de sujeción y la cabeza de distribución
• de la goma relativa a la barra. La rotación del árbol de piñón se permite y impide selectivamente por un botón de trabado, acoplado por rosca con el árbol de piñón. El bloque de sujeción es además asegurado a la barra por un tornillo
15 en el bloque de sujeción, que hace contacto con el costado posterior de la barra, para suministrar un ajuste de acoplamiento de dientes para los dientes del engranaje de
^ cremallera y piñón, girando el botón de ajuste para que la cabeza de goma pueda ser elevada y bajada. Las desventajas
20 de este mecanismo de ajuste incluyen un requisito de ubicar el conjunto de cremallera y piñón o conjunto de gato de tornillo en la parte frontal o el costado de operación y el costado posterior o de servicio de la máquina. Este dispositivo de cremallera y piñón requiere no solamente el
25 ajuste en el costado de operación, sino también en el
¡nm?J¡??ßgh!iH?Uarilad?U costado de servicio de la máquina. Las desventajas de esta goma que tiene la configuración de ajuste incluye la dificultad de ajuste en el costado de servicio de la máquina, debido a la carencia del espacio para un operador. Este arreglo aumenta el tiempo de cambio. Adicionalmente, el arreglo de cremallera y piñón puede no acomodar un ajuste exacta de la altura, que deja las cabezas de goma a una altura, la cual está fuera de las especificaciones. Adicionalmente, el dispositivo de cremallera y piñón incluye un alto número de piezas dispuestas en una manera muy compleja. Este arreglo, por lo tanto, aumenta la probabilidad de malfuncionamientos y aumenta los costos de la máquina general. Finalmente, debido a la naturaleza más bien voluminosa del aparato de cremallera y piñón, hay una probabilidad significante que los componentes del aparato de ajuste o mecanismo de engomado pueda interferir con otras estaciones o componentes en la máquina empacadora y lleguen a unirse entre sí, causando daño a la máquina. La invención del solicitante supera las limitaciones e inconvenientes de la técnica anterior por el suministro de un aparato el cual utiliza una pluralidad de dispositivos pequeños, estándar, de distribución de la goma, adjuntos a mecanismos de ajuste automático en el costado de la operación y servicio de la máquina. El aparato y los dispositivos de distribución son de un costo efectivo.
* *.*,-***. . • T i fá'- ?i-? ? T' COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un aparato ajustable automático, para distribuir goma. Este aparato puede incluir un conjunto de cabeza de goma, para distribuir 5 la goma, y un mecanismo de ajuste automático, conectado al conjunto de cabeza de goma, para ajustar la altura del conjunto de cabeza de goma a una de la pluralidad de alturas predeterminadas. Cada una de las alturas predeterminadas corresponde a aquéllas de varias configuraciones de cajas de
10 cartón, que reciben goma para el propósito de engomar las aletas a la caja de cartón. En una modalidad de la presente invención, el mecanismo de ajuste puede incluir al menos un mecanismo auxiliar, que tiene un primer extremo conectado a un marco
15 en una máquina empacadora, y un segundo extremo conectado al conjunto de cabeza de goma. Aunque el mecanismo auxiliar puede comprender un número de dispositivos, el solicitante encontró que los cilindros accionados automáticamente, que tienen un número predeterminado de posiciones de extensión,
20 trabajan muy bien con la presente invención. En otras modalidades de la presente invención, el conjunto puede incluir una primera y segunda cabezas de goma, en que la primera cabeza de goma está en una posición arriba de la segunda cabeza de goma por una distancia de separación
25 predeterminada. En la modalidad preferida de la presente
^^lgg^^H ^^AiiUi invención, el mecanismo de ajuste se dispone y configura para aumentar la distancia de separación predeterminada entre la primera y segunda cabezas de goma, con crecientes
• ajustes crecientes de la altura del conjunto general. Esta 5 característica permite que exista una distancia mayor entre las porciones de goma aplicadas, para acomodar de esta manera mayores distancias entre las aletas en las cajas de cartón mayores . En la modalidad preferida, el mecanismo de ajuste
10 para el aparato de engomado puede incluir una barra de ancla
• del mecanismo auxiliar, orientada horizontalmente, que puede soportar cualquier número de mecanismos auxiliares conectados entre sí de las cabezas de goma, dentro del conjunto. Por ejemplo, en la modalidad preferida de la
15 presente invención, el mecanismo de ajuste incluye un primer mecanismo auxiliar, que tiene un primer extremo conectado a la primera cabeza de goma y un segundo extremo conectado a
• la barra de ancla del mecanismo auxiliar. El mecanismo de ajuste puede también incluir un segundo mecanismo auxiliar,
20 que tiene un primer extremo conectado a una segunda cabeza de goma y un segundo extremo conectado a la barra de ancla del mecanismo auxiliar. En esta modalidad, el primero y segundo mecanismos auxiliares pueden colocar independientemente la primera y segunda cabezas de goma, respectivamente,
a una de la pluralidad de alturas predeterminadas, para acomodar cajas de cartón de alturas variables. En una modalidad alternativa de la presente
• invención, el conjunto puede incluir un tercer mecanismo 5 auxiliar conectado entre un punto, relativamente fijo, y una barra de ancla del mecanismo auxiliar. Este tercer mecanismo auxiliar puede estar dispuesto y configurado para extender la barra de ancla del mecanismo auxiliar a una de la pluralidad de posiciones predeterminadas. En esta modalidad 10 alternativa, el número total de posiciones de la cabeza de
• goma será igual al producto del número de las terceras posiciones del mecanismo auxiliar por el número de posiciones predeterminadas del primero o segundo mecanismos auxiliares . 15 La presente invención incluye muchas mejora sobre la técnica anterior. Primera, los mecanismos auxiliares, usados de acuerdo con la presente invención, se mueven automáticamente a una de un número de posiciones predeterminadas, dependiendo de los tamaños de las cajas de 20 cartón. Así, el tiempo de cambios se reduce significantemente, debido a que el operador no necesita ajustar los mecanismos en ambos costados de servicio y control de la máquina empacadora. Adicionalmente, puesto que cada una de las alturas de goma son predeterminadas 25 automáticamente, un operador no necesita gastar tiempo en
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intentar ajustar la altura de la cabeza de goma a la posición específica apropiada, lo cual reduce además el tiempo de cambio. Adicionalmente, los mecanismos auxiliares usados en conexión con la presente invención, reducen 5 significantemente la parte de cuenta asociada con el ajuste de altura de la cabeza de goma, reduciendo el costo general de la máquina empacadora. Estas y otras características de la presente invención llegarán a ser evidentes de la lectura de la 10 siguiente especificación, cuando se toma en conjunto con los dibujos acompañantes.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en perspectiva, que 15 ilustra una máquina empacadora en la cual se puede usar el aparato de engomado de la presente invención. La Figura 2 es una vista frontal de una porción de la máquina empacadora, que ilustra el aparato de ajuste de la cabeza de goma, de acuerdo con la presente invención. 20 La Figura 3 es una vista frontal de las varias porciones de las cabezas de goma, dispuestas en el costado de servicio de una máquina empacadora, de acuerdo con la presente invención.
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DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Haciendo referencia a la Figura 1, se muestra esquemáticamente un ejemplo de una máquina empacadora, para ilustrar la relación de un aparato de engomado a otras 5 porciones de la máquina y el proceso de empacado. Mientras la máquina empacadora 10 mostrada se usa para empacar un grupo apilado de recipientes de bebidas en una caja de cartón, la invención se puede aplicar a cualquier configuración de máquina empacadora, la cual usa goma para
• 10 asegurar las aletas de la caja de cartón, o para otros propósitos . La máquina empacadora 10 de ejemplo tiene una corriente o línea 11 de cajas de cartón, una corriente o línea 12 de suministro de artículos inferiores, una segunda 15 corriente o línea 13 de artículos superiores, un alimentador 14 de hoja de divisor, y una línea 15 de recipientes agrupados, que tiene una pluralidad de recipientes agrupados
• 16. La línea 11 de cajas de cartón lleva las preformas 17 de cajas de cartón a un depósito 18 de preformas de cajas de 20 cartón, los abre en las cajas de cartón 19 y transporta estas cajas de cartón 19 longitudinalmente sobre el transportador 27 desde un extremo 20 corriente arriba de la máquina a un extremo de salida 21 corriente abajo. Los recipientes 16 en grupos van paralelos y adyacentes a las 25 cajas de cartón 19 abiertas, para una pluralidad de líneas
us&^e***^** ^ *. . ^ . ,_. __j .. ,. . , . . . ¿^A»»fe 11 de cajas de cartón. Esta línea 11 de cajas de cartón en la línea de recipientes agrupados 15 se mueve intermitentemente. Cuando los recipientes agrupados 16 están en alineamiento apropiado con las líneas, 12 y 13, de 5 suministro de artículos, estos artículos (no mostrados) fluyen a lo largo de las líneas de suministro, 12 y 13, de artículos, en los recipientes agrupados 16. El alimentador 14 de la hoja divisora suministra una hoja divisora en la parte superior de los artículos inferiores, recibidos desde
10 la línea 12 de suministro de artículos, para facilitar que
^rW los artículos superiores, desde la línea 13 de suministro de artículos, se deslicen sobre los artículos inferiores en los recipientes en grupos 15. Los artículos agrupados se cargan desde los recipientes 16 agrupados en las cajas de cartón
15 abiertas 19, luego las aletas internas 22 se cierran por un aparato 23, que cierra las aletas, la goma se aplica a las aletas internas 23 por un aparato de engomado 24, y las aletas externas se cierran por otro aparato de cierre (no mostrado) . Las cajas de cartón cerradas luego pasan a través
20 de la sección de compresión 26, que retiene las aletas cerradas en tanto endurece la goma. El paquete completado 29 es luego descargado en el extremo de salida de la máquina. Haciendo referencia a las Figuras 2 y 3, el aparato de engomado incluye cabezas de goma, superior e
25 inferior, 32 y 34, respectivamente. Típicamente, la cabeza
.rtfriit-'MlBnnft-- tri***" " -"— ^^¡Ü¡¿ distribuidora de goma puede comprender un modelo compacto H202, fabricado por Nordson Corporation. Las cabezas de goma tienen mangueras de entrada (no mostradas) , conectadas
• comunicativamente a una fuente central de goma caliente (no 5 mostrada) en las varias cabezas de distribución, 32 y 34. La goma que funde en caliente se bombea desde la fuente central, a través de una manguera a las cabezas de distribución, donde se distribuye a través de al menos unas boquillas de descarga, tal como las boquillas 60 y 62. Cada 10 cabeza distribuidora de goma puede incluir cualquier número
• de boquillas distribuidoras, necesarias para aplicar una cantidad apropiada de goma a la aleta de la caja de cartón, para lograr la adhesión apropiada entre las aletas internas y externas, de la caja de cartón. En la manera antes 15 mencionada, la goma se distribuye desde las boquillas, 60 y 62, en las aletas 22 de la caja de cartón cargada 19, que viaja sobre el transportador 27. j^—) La cabeza superior 32 de distribución de goma se conecta a un cilindro neumático 70, a través de una 20 articulación mecánica 40. Similarmente, la cabeza inferior 34, distribuidora de goma, se conecta por una articulación mecánica 42 al cilindro neumático 72. Cada uno de los cilindros, 70 y 72 se conectan en sus extremos inferiores a una barra 44 de ancla de mecanismo de cilindro. Los 25 cilindros neumáticos, 70 y 72, se conectan en sus extremos
^?^'»^^^^^^' *'* * - ^ÜÜÜ inferiores a una barra 44 de ancla del mecanismo de cilindro. Los cilindros neumáticos 70 y 72 colocan las cabezas de distribución de goma, superior e inferior, 32 y
• 34, dependiendo de la altura de la caja de cartón. Aunque 5 muchos diferentes tipos de mecanismos de cilindro pueden servir bien para colocar las cabezas de distribución de goma, superior e inferior, el solicitante ha encontrado que los cilindros neumáticos, de posiciones múltiples, controlados neumáticamente, trabajan bastante bien en la
10 modalidad preferida de la presente invención, por varias
• razones. Primera, los cilindros neumáticos están disponibles comercialmente y se pueden utilizar para ajustar las cabezas de goma a una de una pluralidad de posiciones establecidas previamente. Segunda, la acción neumática es preferida sobre
15 otros tipos de acciones, tal como por cilindros hidráulicos y/o motores escalonadores, debido a la limpieza de operación y simplicidad de la misma. Los atributos de la limpieza y
^P simplicidad de operación requieren menos mantenimiento, y así costos de operación menores para la máquina. Ejemplos de
20 cilindros neumáticos de posiciones múltiples, adecuados para el uso en la presente, están disponibles de Mimba Manaufacturing Company de Monee, IL 60449-0068. Dependiendo de la altura de la caja de cartón 19, los cilindros 70 y 72 pueden colocar automáticamente las
25 cabezas distribuidoras de goma con base en alturas predeterminadas de las cajas de cartón. Corriente debajo de las cabezas distribuidoras de goma, 32 y 34, está un arado estático de cierre 66, que fuerza las aletas en una posición cerrada para un aseguramiento final, como se describió 5 anteriormente. Además, el accionador 38 del arado de cierre está enlazado a un arado de cierre 66, a través de un enlace mecánico 64. En una manera similar al cilindro accionado neumáticamente, 70 y 72, el accionador 38 de arado de cierre puede comprender un cilindro neumático que tiene un
10 número de articulaciones de extensión predeterminadas, que
• corresponden a una pluralidad de alturas de cajas de cartón. Así, en operación, la caja de cartón 19 progresa corriente abajo, como se muestra en la Figura 1, pasa el aparato 23 de cierre de aletas para cerrar las aletas internas 22, recibe
15 la goma desde las cabezas de goma, 34 y 32, y pasa a través del arado estático 66 de cierre, para cerrar las aletas externas 25 sobre las aletas internas 22, antes de entrar en la sección 26 de compresión. En una modalidad alternativa de la presente
20 invención, un tercer cilindro neumático dej múltiples posiciones o accionador 68 se puede enlazar entre el marco de la máquina y la barra de ancla 44 del mecanismo auxiliar. En esta modalidad, el tercer cilindro neumático 68 puede aumentar el número de posibles posiciones para 'las cabezas
25 distribuidoras, 32 y 34, de goma. Por ejemplo, el número de posibles posiciones de altura para las cabezas, 32 y 34, de goma es multiplicado por el número de posiciones de extensión posibles del cilindro neumático 68, para
• comprender el número total de ajustes de altura para las 5 cabezas, 32 y 34, de distribución de goma. Por ejemplo, si los cilindros, 70 y 72, tienen cada uno tres posiciones de extensión establecidas previamente, y el cilindro 68 también tiene tres posiciones de cilindro establecidas previamente, entonces el número total de las posiciones de altura
10 establecidas previamente para las cabezas, 32 y 34, de
• distribución de goma, será de nueve, puesto que las tres posiciones de los cilindros, 70 y 72, existe para cada posición del cilindro 68. Las Figuras 3 (a) , 3 (b) y 3 (c) ilustran la
15 distancia de separación entre las cabezas, 34 y 32, de distribución de goma, como una función de la altura de la caja de cartón 19. La Figura 3 (a) ilustra la caja de cartón mayor, que tiene la altura mayor, altura H. En esta posición particular, las cabezas de distribución, 32 y 34, de goma,
20 están separadas por una distancia D. Esta distancia D separa suficientemente las extrusiones separadas de goma que funde en caliente, para así cubrir porciones suficientes de la aleta interna 22, para recibir las aletas externas 25, tanto superior como inferior, como se muestra en la vista
25 amplificada de la caja de cartón, en una posición corriente
abajo en la Figura 1. Conforme disminuye la altura de la caja de cartón, como se muestra en la Figura 3 (b) , la distancia D también disminuye para acomodar una distancia
• que se acorta entre las extrusiones de goma respectivas, 5 requeridas para engomar las aletas externas tanto superior como inferior a las aletas internas 22. Finalmente, la Figura 3 (c) ilustra la distancia D más cercana entre las cabezas 34 de distribución de goma, superior e inferior, para la dimensión menor H para la caja de cartón más
10 pequeña, que pasará a través de la máquina. Así, para un
• ajuste de altura, la distancia D entre las cabezas, 32 y 34, de distribución de goma, puede aumentar. Haciendo de nuevo referencia a la Figura 2, una distancia entre las posiciones de extensión relativas para el cilindro 79 debe ser mayor
15 que aquélla del cilindro 72, para tal configuración variable de la distancia de separación. Mientras se ilustraron y describieron anteriormente modalidades preferidas, se reconocerá que se pueden hacer variaciones con respecto a las características
20 y componentes de la invención. Por lo tanto, en tanto la invención se ha descrito solamente en sus formas preferidas, será obvio a los expertos en la materia que se pueden hacer muchas adiciones, supresiones y modificaciones en ellas, sin apartarse del espíritu y ámbito de esta invención, y que no
25 se deben imponer límites indebidos en ella, excepto como se
señala en las siguientes reivindicaciones. Por ejemplo, el medio de acción de las cabezas distribuidoras de goma puede incluir el de motores de escalonamiento o cilindros hidráulicos. Adicionalmente, el aparato distribuidor de goma de la presente invención, puede distribuir cualquier tipo de goma, el cual sea suficiente para sujetar varias aletas de cartón o cajas de cartón corrugado, entre sí. Finalmente, un artesano experto ordinario en la materia comprenderá que los cilindros neumáticos utilizados, de acuerdo con la presente invención, pueden incluir cualquier número de longitudes o posiciones de extensión establecidas previamente, predeterminadas, dependiendo del número de configuraciones de las alturas de las cajas de cartón las cuales son requeridas .