RO103959B1 - Mașină pentru realizarea automată a unui număr predeterminat de ambalaje umplute și închise ermetic - Google Patents

Abstract

Mașinapentru realizareaautomatăaunuinumăr predeterminatde ambalaje umplute și închise ermetic, conform invenției, în scopul îmbunătățirii randamentuluimașinii,stațiade umplere esteprevăzută cu o bară de umplere ce are în componență o serie de orificii de evacuare a produsului dispuse corelat cu fiecare spațiu adâncit, tip cutii· format din bandă inferioară, fiecare orificiu pentru evacuarea produsului fiind în comunicare cu o cameră cu diafragmă expandabilă, incluzînd mijloace de supape pentru închiderea comunicării atunci cînt produsul umple camera, un orificiu de intrare a produsului comunicînd cu fiecare cameră cu diafragmă expandabilă, niștemijloace pentru furnizarea produsuluisub presiunea fiecăreicamere, mijloacepentru întreruperea presiunii dirijate asupra respectivului produs atunci cînd fiecare cameră este plină și mijloace de piston adaptate pentru a produce o forță de apăsare asupra diafragmelor în stare umplută pentru a forța produsul din fiecare cameră prin orificii de evacuare a produsului, niște stații de prelucrare superioare și inferioare, au în componență o stație de poansonare care include o serie de matrițe de poansonare care poansonează orificii în elementele bandă lipite la colțurile fiecărui ambalaj care urmează să fie format.

Description

Invenția de față se referă la o mașină pentru realizarea automată a unui număr predeterminat de ambalaje umplute și închise ermetic, destinată producției de cutii cu închidere etanșă precum și alte tipuri de ambalaje cu închidere etanșă.

Sîn\cunoscute structuri de ambalaje dispersate, alcătuite de exemplu, dintrun corp de bază prevăzut cu diferite sisteme de închidere (Brevete SUA nr. 3986640; 4493574; 4611715).

S-au făcut, nmumeroase încercări pentru crearea unui ambalaj dispersat în care se poate introduce un produs fluid într-o cantitate destinată normal unei singure utilizări și din care un astfel de material fluid poate fi dispersat.

Astfel, în Brevetul SUA nr. 3986640 se descrie un ambalaj dispersat care reprezintă o îmbunătățire marcantă față de structurile de ambalaj prin aceea că, realizează o dispersare eficientă a unei cantități prestabilite din conținut cn o singură mișcare manuală și care nu prezintă dificultăți de deschidere asociate anterior deschiderii prin înlăturarea unui capac sau ruperea unei anvelope sau pungi.

în Brevetul SUA nr. 4493574 se descrie un ambalaj dispersat similar celui cuprins în brevetul de mai sus, dar include utilizarea a cel puțin unei proeminențe de concentrare a eforturilor care deplasează cel puțin o porțiune a liniei sau traseului de rupere în afara planului elementului relativ dur, varianta preferată a elementului proeminent descris în brevetul respectiv are o formă substanțialpirainidală care deplasează ruperea peste vîrful. acestuia și este substanțial simetric în raport, atît cu linia de rupere, cît și cu o axă sau linia normală pe linia de rupere.

In timp ce structurile descrise în Brevetul SUA nr. 4493574 reprezintă o îmbunătățire marcantă atît. față de ambalajul din Brevetul SUA nr. 3986640 cît. și față de structurile de ambalaje de dispersare cunoscute anterior, s-a constatat că folosirea unei proeminențe de concentrare a eforturilor poziționat în general simetric poate suferi anumite deficiențe în unele condiții.

Astfel, s-a constatat ca înălțimea re5 lativă a proeminenței simetrice, grosimea materialului sub forma de foaie, dimensiunea deschiderii și unghiul inclus între părțile simetrice ale concentratorului de efort de-a lungul unei linii perpendiculare la linia de rupere sînt interdependente - adică pe măsură ce dimensiunea dorită de deschidere devine mai mare, înălțimea proeminenței devine în mod necesar mai mare, iar pereții devin de aceea mai subțiri, unghiul inclus menți onat mai sus, fiind redus. în consecință, pe măsură ce dimensiunea deschiderii dorite devine mai mare, grosimea materialului sub formă de foaie trebuie să fie mărită astfel încît prereții proeminenți să rețină • suficiente grosimi pentru a avea calitățile de barieră de-a lungul liniei de rupere în special la vîrful său precum și pentru a reține destulă rezistență pentru a nu ceda ci a se rupe la îndoirea foii plate relativ dure sub formă de V pentru a dispersa conținutul ambalajului.

De asemenea, nu este întotdeauna posibil să se reducă pur și simplu înălțimea proeminenței pe măsură ce lățimea deschiderii devine mai mare din moment ce s-a constatat totodată că dacă înălțimea este prea scurtă, pentru o anumită lățime, proeminența se va aplatiza și-și va pierde abilitatea de concentrare a eforturilor, avînd ca rezultat imposibilitatea ruperii pentru deschiderea ambalajului la îndoirea lui sub formă de V.

Un alt inconvenient al creșterii cerute a înălțimii proeminenței pe măsură ce dimensiunea deschiderii crește este acela că se obține o abilitate scăzută în depozitarea compactă a ambalajelor făcînd aceste operațiuni mai dificile.

în final, sînt anumite produse care sînt amestecate sau combinate în alt mod la timpul utilizării și care trebuie ținute izolat înaintea utilizării, cum ar fi

4 amestecurile epoxidice, produsele dentare și alte produse care necesită a fi depozitate separat precum și amestecurile de salate (exemple uleiul sau oțetul, untul de arahide și jeleul etc) care se amestecă sau se combină la timpul btiîizării. Pentru aceste produse ar fi mai greu să se conecteze două sau mai multe structuri de ambalaje de dispersare izolate așa cum se descrie în Brevetul SUA nr. 4493574 aflate cu fețele una după alta avînd o proeminență amplasată deasupra fiecărei pungi sau camere. S-a constatat, că, într-o astfel de configurație, proeminența în general simetrică descrisă în Brevetul SUA nr. 4493574 prezintă dezavantajul că deschiderile rezultate se pot extinde mai mult decît este necesar pentru a combina în mod convenabil produsele la ruperea proeminențelor.

Avînd în vedere dezavantajele de mai sus este necesar a se realiza un ambalaj de dispersare nou și îmbunătățit pentru produse fluide, care să înlăture dezavantajele menționate ale proeminențelor simetrice cu realizarea unui element nou și îmbunătățit de concentrare a eforturilor pentru ruperea materialelor dure sau a unei combinații a acestora într-un ambalaj de dispersare la îndoirea lor sub formă de V și care permit folosirea unui material sub formă de foaie plată relativ dură mai subțire și mai economic. în acest caz, proeminențele de concentrare a eforturilor este asimetric în raport de o linie sau o axă perpendiculară pe linia sau traseul de rupere, care dispersează simultan două sau mai multe produse fluide separate, care sînt izolate unul față de altul înaintea dispersării. De asemenea, se poate realiza un ambalaj duplex sau multiplex nou și îmbunătățit care îmbunătățește ambalajele de dispersare anterioare în a conține cel puțin două substanțe fluide discrete care sînt izolate unul față de altul pînă în momentul aplicării, prin folosirea de proeminențe asimetrice apropiate care deplasează linia de rupere sau traseul de rupere în afara planului foii relativ dure și care rup zona respectivă de îndoire pentru a produce cel puțin două deschideri separate, dar apropiate, prin care substanțele fluide menționate sînt dispersate separat și simultan.

Pentru ușurință este necesar să se realizeze un ambalaj de dispersare nou și îmbunătățit care îmbunătățește ambalajele de dispersare anterioare pentru a conține produse fluide prin crearea proeminenței de concentrare a efortului sub forma unei configurații substanțial semipiramidale sau de piramidă despicată, care deplasează linia de rupere sau modelul de rupere în afara planului foii relativ dure și care este astfel poziționat îneît să fie simetric față de zona de ru20 pere, dar asimetric față de o linie sau axă normală față de zona de rupere.

Pentru a forma - umple și închide un ambalaj este cunoscut un anume tip de mașină la care o primă bandă termode25 formabilă din material plastic este dirijată, de regulă, în mod intermitent spre o instalație de încălzire în care banda este adusă la temperatura de formare și apoi dirijată către o instalație de forma30 re în care banda din material plastic încălzită în prealabil este trasă șub vacuum sau presată cu ajutorul aerului comprimat, sau prelucrată după ambele procedee, cu deformare peste sau în una sau mai multe matrițe obținîndu-se astfel produsul dorit, de regulă, de tip cutie prin deformarea benzii.

Pe întreaga durată a procesului de formare în instalația de formare, banda este în mod normal fixată continuu de-a lungul periferiei fiecărei matrițe de formare. De regulă, matrițele sînt montate cu posibilitate de retragere în așa fel îneît, după ce banda a căpătat forma dorită, matrița este retrasă, iar produsul obținut prin deformarea benzii poate fi dirijat către instalația de umplere cu ajutorul căreia fiecare cutie în parte este alimentată cu o cantitate predeterminată de produs. '* . - 6

Concomitent cu procesele de formare și umplere aferente primei benzi, peste fiecare cutie sau alt tip de structură obținută prin deformarea primei benzi sc aplică o a doua bandă, aceasta putînd prezenta un model continuu care nu necesită o anume corelare, sau un model anume care impune o perfectă corelare cu succesiunea de recipiente așa fel încît, deasupra fiecăruia să se situeze un singur desen sau model complet.

Cu ajutorul unor sisteme de role, aceasta a doua bandă superioară este adusă în proximitatea produselor obținute prin deformarea primei benzi șî anume într-o poziție paralelă cu aceasta după care ambele sînt dirijate concomitent către o instalație de închidere etanșă, deplasările fiind coordonate așa cum s-a arătat mai sus, ori de cîte ori este necesar. în dreptul instalației de etanșare sînt prevăzute matrițe de închidere escamotabile care se încălzesc și prin care se realizează lipirea benzii superioare de recipientele umplute obținute prin deformarea benzii inferioare, apoi, matrițele se retrag pentru a permite astfel dirijarea ambalajelor închise ermetic către o instalație finală unde ambalajele sînt separate și apoi trimise către o instalație de ambalare sau încărcare.

Dezavantajele tipurilor de mașini cunoscute, de formare umplere- închidere sînt mari, constau în aceea că sînt greoaie și extrem de scumpe. Astfel, de exemplu, un tip curent folosit de mașină pentru fabricarea ambalajelor din material plastic pentru unt, margarina și alte produse similare, are o lungime de aproximativ 7,5 m și costă între 400 și 500 mii dolari SUA, productivitatea sa fiind însă numai de ordinul a 500 cutii pe minut pentru o dimensiune corespunzătoare unei cantități de produs de 5 g.

Scopul invenției este de a îmbunătăți randamentul mașinii.

Problema pe care o rezolvă invenția este de a realiza o mașină cu dimensiuni iniei, cu caracteristici îmbunătățite, destinată fabricației, umplerii și închiderii ermetice de cutii sau alte sortimente de ambalaje și care să fie, în același timp, mai compactă și să producă diversele sortimente de ambalaje la parametri superiori de eficiență prin comparație cu tipurile cunoscute de mașini.

Mașina pentru producerea automată a unui număr predeterminat de ambalaje umplute și închise ermetic, avînd în componență mijloace pentru transportarea unui material bandă inferior termoformabil de la un cilindru de alimentare prin mai multe stații de prelucrare a benzii inferioare care includ o stație de încălzire (unde banda este încălzită prin termodeformabilitate); o stație de formare cu mijloace de formare matriță retractabile (pentru formarea unei serii de spații tip cutie în banda inferioară) și o stație de umplere avînd mijloace pentru umplerea fiecărei cutii cu o cantitate măsurată egală din produsul furnizat stației de umplere; mijloace pentru transportarea simultană a unui material banda temioformabil superior în concordanță și în succesiune sincronizată în imediata apropiere și în paralel cu banda inferioară către o matriță de închidere prin încălzire retractabilă, pentru închiderea prin încălzire a benzilor inferioară și superioară împreună, mijloace pentru transportarea atît a benzilor inferioară cît și a benzii superioare prin mai multe stații de prelucrare a benzilor inferioară și superioară care includ stația de închidere, o stație de tăiere longitudinală în care mijloace de tăiere lateralelor opuse ale adînciturilor de tip cutie și în ve40 cinătatea marginii benzii inferioare, o stație de tăiere transversală pentru tăierea elementelor bandă inferioară și superioară de-a lungul laturilor opuse următoare spațiilor adîncite tip cutie pentru a separa astfel ambalajele închise unul de celălalt și mijloace pentru transportarea ambalajelor, înlătură dezavantajele mașinilor de mai sus prin aceea că, în scopul îmbunătățirii randamentu50 lui mașinii, stația de umplere este

8 prevăzută cu o bară de umplere ce are în componență o serie de orificii dc evacuare a produsului dispuse corelat cu fiecare spațiu adîneit tip cutie format în bandă inferioară, fiecare orificiu pentru evacuarea produsului fiind în comunicare cu o cameră cu diafragmă expandabilă, incluzînd mijloace supape pentru închiderea comunicării atunci cînd produsul umple camera, un orificiu de intrare a produsului comunicînd cu fiecare cameră cu diafragmă expandabilă, niște mijloace pentru furnizarea produsului sub presiune fiecărei camere, mijloace pentru întreruperea presiunii dirijate asupra respectivului produs atunci cînd fiecare cameră este plină și mijloace piston adaptate pentru a produce o forță de apăsare asupra diafragmelor în stare umplută pentru a forța produsul din fiecare cameră prin orificii de evacuare a produsului, niște stații de prelucrare superioare și inferioare, au în componență o stație de poansonare care include o serie de matrițe de poansonare care poansonează orificii în elementele bandă lipite la colțurile fiecărui ambalaj care urmează să fie format.

Mașina, conform invenției, este adaptată să producă ambalaje cu o proeminență concentratoare de tensiune, pentru care mai are în componență niște stații de prelucrare superioare, mijloace pentru creștere adaptate pentru a crește banda superioară de-a lungul unei linii de rupere care se extinde parțial în grosimea materialului bandă, mijloace de crestare având în componență un rînd de rale tăietoare, comandabile, montate independent, mijloacele de încălzire având în componență un radiator de căldură și un rînd de elemente de încălzire de contact aliniat cu liniile de rupere și cu o suprafață care corespunde cu suprafața proeminențelor avînd în componență perechi de poansoane compriniabile și o matriță mamă pentru a forma proeminențe pe zonele benzii superioare pretratate de către elementele de încălzire de contact.

Prezenta invenție își mai propune, de asemenea, realizarea unui tip nou de mașină, dc earacteristici îmbunătățite, pentru fabricarea, umplerea și înehide5 rea ermetică automată a cutiilor sau altor sortimente de ambalaje și care să fie totodată neașteptat mai ieftină decît tipurile similare cunoscute de mașini, dar care să asigure totuși atingerea unor per10 formanțe aproximativ egale de productivitate.

Obiectivele urmărite și avantajele obținute pe baza prezentei invenții se prezintă, după cum vor putea fi cunos15 cute prin utilizarea în practică a produsului care face obiectul invențieiacestea putînd fi realizate și obținute cu ajutorul dotărilor și combinațiilor constructive.

Se menționează că descrierea generală cu caracter introductiv precum și descrierile detaliate ee îi urmează au doar caracter, de exemplu, și servesc la explicarea modului de lucru al acestei invenții, fără a avea însă caracter restrictiv.

în cele ce urmează se dă un exemplu de realizare a invenției cu referire și la figurile 1...17, care reprezintă:

- fig.l, vedere laterală, schematică, a unei mașini de formare-umplereîiichidere a cărui mod de alcătuire constituie o aplicare concretă a acestei invenții, mașina este capabilă să pro35 ducă un tip de ambalaj ermetic, prezentînd o linie de rupere dispusă transversal în raport cu un element de concentrare a eforturilor, dispus pe fața superioară a amabalajului;

- fig.2, vedere laterală la o scară mărită, parțial în vedere și parțial în secțiune, în care se prezintă sistemul de încălzire a benzii inferioare precum și dispozitivele de formare sub vacuum și șub presiune de aer de formare a ambalajelor de tip cutie, cu ajutorul unei benzi inferioare;

- fig.3, vedere de sus de-a lungul liniei de secțiune Ϊ-Ι din fig.l, prin care se prezintă sistemul de antrenare cu lanț articulat, matrițele negative de formare precum și structurile de tip cutie după formare și umplere; se mai prezintă apoi configurații bazate pe grupe de multiplu de cîte patru structuri de ambalaje formate concomitent prin deformarea benzii inferioare, fiecare amabalaj în parte fiind alcătuit ca o grupare de două cavități gemene;

- fig.4, vedere cu secțiune parțială de-a lungul liniei ΙΙ-ΙΪ din fig.l, în care se prezintă matrițele negative precum și platanele de formare a structurilor de tipul cutii gemene obținute prin deformare sub vacuum și sub presiune de aer a benzii inferioare;

- fig.5, vedere laterală, la scară mărită și o secțiune parțială prin mecanismul de umplere pentru introducerea unor cantități egale de substanță curgătoare în fiecare din golurile de tip cutie obținute prin deformarea benzii inferioare;

- fig.6, vedere de sus cu secțiune parțială de-a lungul liniei III-ΠΙ din fig.l, ilustrînd orificiile practicate în bara de alimentare pentru introducerea produsului;

- fig.7, vedere cu secțiune de-a lungul liniei IV-IV din fig.5, ilustrînd orificiile practicate în bara de alimentare pentru evacuarea produsului;

- fig.8, vedere parțială a unei elevații laterale la scară mărita prin care se ilustrează alimentarea benzii superioare, cuțitul de formare a liniei de rupere precum și dispozitivele de precizie pentru fixarea la cotă a cuțitului de crestare din fig.l; . „

- fig.9, vedere parțială în plan de-a lungul liniei de secțiune V-V din fig.8, ce prezintă un multiplu de patru cuțite de creștere care execută simultan cîte o linie de rupere pentru fiecare din ambalajele ermetic închise;

- fig. 10, vedere parțială a elevației laterale și o secțiune parțială la scara mărită prezentînd rolele cu transmisie constantă și diferențială prin care se asigură trecerea benzii superioare dincolo de dispozitivele de concentrare a eforturilor, de încălzire și formare respectiv pînă în zona in care sc află ambalajele de tip cutie formate ctt ajutorul benzii superioare și umplute; mai apar dispozitivul de închidere ermetică la partea de sus și de jos cu ajutorul căreia banda superioară se lipește de banda inferioara, matrița poanson cu care se poansonează banda în colțuri pentru ambalajele individuale precum și dispozitivul de urmărire-înregistrare cu care se explorează banda superioară și cea inferioară și se transmite un semnal către sistemul de control a transmisiei diferențiale cu role în vederea corectării erorilor de înregistrare;

- fig.ll, vedere parțială de-a lungul liniei VI-VI din fig. 10, la scară mărită, detaliind matrițele de formare a zonelor de concentrare a eforturilor;’

- fig. 12, prezintă la o seară mărită o vedere parțială de-a lungul liniei VIIVII din fig.10, detaliind orificiile de poansonare, amplasarea dispozitivului dc concentrare a eforturilor precum și liniile de rupere formate în elementul rezultat din banda superioară;

- fig. 13, vedere parțială a elevației laterale - parțial o secțiune la o scară mărită și parțial reprezentare schematică a sistemului de avans din fig.l, de asemenea, se prezintă dispozitivele de tăiere longitudinală și transversală pentru separarea ambalajelor, o rampă înclinată pentru primirea ambalajelor în stare finită precum și cilindrul de înfășurare a deșeurilor rezultate din tăiere;

- fig; 14, vedere cu elevație laterală de-a lungul liniei VIII- VIII din fig. 13, prezentînd cuțitele de tăiere transversală pentru separarea ambalajelor închise ermetic;

-fig.15, vedere de sus de-a lungul liniei IX-IX din fig; 13;

- fig.16, vedere în perspectivă a ambalajului în formă finită, produs cu ajutorul acestei mașini în soluția detaliată în fig.l...15;

- fig. 17, vedere în perspectivă a unei alte variante constructive de ambalaj din fig.16, și care poate fî obținut pe o altă variantă constructivă de realizare a mașinii prezentate în fig. 1...15.

Mașina pentru realizarea automată a unui număr predeterminat de ambalaje umplute și închise ermetic, conform unei variante de realizare, este o varianta recomandată de realizare a unei mașini de formare-umplere-închidere conform prezentei invenții. Așa cum se poate vedea din exemplul concret, prezentat, mașina se pretează în mod avantajos la efectuarea simultană a operațiilor de formare, umplere și închidere ermetică la un grup de patru ambalaje ermetic închise de tipul ambalajelor de distribuire în sine cunoscute.

Mașina, care face obiectul prezentei invenții și care se prezintă ca un exemplu concret de realizare a fost conceput și adaptat cerințelor specifice de fabricație a ambalajelor în sine cunoscute anterior; totuși, trebuie precizat că principiile care stau la baza funcționării mașinii conform prezentei invenții nu se limitează la o asemenea utilizare. Ținînd seama însă de faptul că prin particularitățile sale mașina se pretează în mod deosebit la asemenea utilizări, în care scop se vor face referiri la acest domeniu pentru a prezenta un exemplu practic util de realizare concretă a prezentei invenții.

Mai trebuie, de asemenea, precizat că invenția nu se limitează la fabricarea . simultană a grupurilor de patru ambalaje, ea putînd fi ușor adaptată pentru fabricarea simultană a unui număr mai mare sau mai mic de ambalaje - după dorință. Cum mașina care face obiectul prezentei invenții nu este limitată la producția de amabalaje la o anumită dimensiune, ea se pretează foarte bine la fabricația de ambalaje realtiv mici, destinate unui conținut care poate varia de la cîteva grame pînă la circa 115 g.

Conform fig.l, o bandă inferioară 1 din material plastic terrnodeformabil es10 te dirijată intermitent către o instalație de încălzire 2 unde este adusă la temperatura de formare și apoi către o*instajație de formare 3 echipată cu una sau mai multe matrițe negative de formare 4.

Se constată, de asemenea, că transportul benzii inferioare 1 către diversele instalații se face cu ajutorul unor lanțuri articulate 5 prevăzute cu o serie de știfturi 6 ascuțite dispuse pe întreaga lungime a lanțului. Banda inferioară 1 este prinsă pe știfturi pe ambele margini ale sale. Este evident că se pot utiliza și orice alte sisteme de fixare a benzii inferioare - de exemplu cleme de prindere montate pe un lanț articulat; acestea sînt însă costisitoare și s-a constatat că nu prezintă avantaje prin comparație cu sistemul de prindere cu simple știfturi care s-au dovedit corespunzătoare pentru fixarea corectă a benzii;

în dreptul instalației de formare 3 se poate recurge fie, la sistemul de vacuum 7 la care aerul este aspirat prin orificii foarte mici practicate în matrițele negative 4 și banda de material plastic 1 încălzită ajunge să îmbrace forma matriței negative, fie la procedeul de introducere a aerului comprimat cu ajutorai unor lanțuri articulate 5 prevăzute cu o serie de știfturi 6 ascuțite dispuse pe întreaga lungime a lanțului. Banda inferioară 1 este prinsă pe știfturi pe ambele margini ale sale. Este evident că se pot utiliza și orice alte sisteme de fixare a benzii inferioare - de exemplu cleme de prindere montate pe un lanț articulat; acestea sînt însă costisitoare și s-a constatat că nu prezintă avantaje prin comparație cu sistemul de prindere cu simple știfturi care s-au dovedit corespunzătoare pentru fixarea corectă a benzi i.

în dreptul instalației de formare 3 se poate recurge fie, la sistemul de vacuum 7 la care aerul este aspirat prin orificii foarte mici practicate în matrițele negative 4 și banda de material plastic 1 încălzită ajunge să îmbrace forma ma103959 . 13 triței negative, fie la procedeul de introduc-ve a aerului comprimat cu ajutorul unui dispozitiv dc sus în jos pentru a presa banda încălzită pînă ajunge să îmbrace forma matriței. Ca o altă variantă se poate menționa folosirea combinată a vacuumului și a aerului comprimat.

Pe durata efectuării operației de formare, banda 1 este în mod normal prinsă încontinuu pe periferia fiecărei matrițe negative. Această matriță negativă este menținută rece prin răcire cu aer sau cu un agent de răcire lichid. Dacă se dorește mecanismul de prindere poate asigura și aplicarea unui știft. de preformare a materialului plastic încălzit pentru a permite ulterior, prin diverse mijloace, controlul grosimii benzii după formare. Un asemenea știft poate fi, de exemplu, încălzit sau răcit și poate fi executat într-o mare varietate de materiale - de la aluminiu la teflon, în vederea obținerii pe această cale a unei game largi de efecte și rezultate.

Matrițele de formare și mecanismul de Tindere sînt montate așa fel încî^&ă poa ă fi escamotate; după ce în banda inferioară 1 se formează buzunarele pentru obținerea de cutii, matrița este coborîta, în timp ce mecanismul de prindere se ridică așa fel încît banda după formare poate să avanseze către o instalație de umplere 8 unde mecanismul de umplere debitează o cantitate predeterminată de produs în fiecare din cutii 9.

Concomitent cu formarea și umplerea benzii inferioare 1 pe fiecare din ambalajele astfel obținute se aplică o bandă superioară 10 de regulă, aceasta fiind imprimată prezentînd un model continuu care nu necesită o corelare deosebită, fie un model care trebuie perfect. coordonat cu procesul de formare a benzii inferioare așa fel încît fiecare model individual să fie aplicat pe fiecare ambalaj în parte. Așa cum se va arăta în detaliu în cele ce urmează, varianta concretă de realizare a mașinii care se prezintă aici permite dispunerea corectă a fiecărui model în condițiile folosirii unei benzi din material plastic icnnodeformabil; totuși, ea poate să lucreze și alunei cînd există un model continuu. Cu ajutorai unui dispozitiv de acționare diferențială și a unei role motoare cu funcționare constantă 12, banda superioară 19 este adusă în vecinătatea cu banda inferioară 1 după formare șî umplere și anume paralel cu aceasta din urmă. Se trece apoi la dirijarea ambelor benzi către o instalație de închidere er'. a 13. Această instalație este ; ..zută cu matrițe încălzite de închidere ermetică și cu un mecanism de fix are cu ajutorai căruia ban da s u peri oară . 19 și banda inferioară 1 prezentînd cavi ti ți care au fost umplute, sînt lipite utilizîndu-se și de această dată matrițe încălzite escamotabile care se retrag pentru a permite dirijarea mai departe a fiecărui ambalaj ermetic închin.

Pentru separarea fiecărui ambalaj în parte sînt prevăzute dispozitive de tăiere longitudinală 14, care cuprind, de preferință, lame ascuțite din carbură de tungsten și cu care ambalajul este detașat de știftul lanțului articulat și se - efectuează totodată tăieturile longitudinale între ambalaje. în afară de lanțul articulat eu știfturi 5 mai sînt prevăzute niște role motoare superioare 15 și infe' rioare 16 pentru tragerea benzii de-a lungul cuțitelor de tăiere 14. Ambalajele sînt apoi dirijate către o instalație finală cu cuțite 17 tip ghilotină care efectuează operațiile de tăiere transversală. Pentru obținerea de ambalaje cu colțurile rotunjite și șanfrenate, după tăierea longitudinală și transversală se : prevede o instalație de poansonare matrițe care se dispune, de preferință, pe linia tehnologică de fabricație și anume imediat într-un punct, situat după zona > în care se lipesc banda superioară și cea inferioară dar, înainte de punctul în care are loc prima operație de tăiere. Cînd se urmărește însă numai poansonarea benzii inferioare, se poate amplasa poansonul într-un punct situat amonte - fie înainte sau după formarea dar înainte de punctul în care este dispusă instalația de umplere.

O mașină de tipul descris, a fost realizată cu o lungime de circa 1,5 m față de lungimea de aproximativ circa

7,5 m a tipului de mașină curent produs, totuși productivitatea sa este egală sau chiar ceva mai mare decît productivitatea mașinii din comerț cunoscută, iar prețul său de producție este aproximativ jumătate din prețul mașinii cunoscute.

Se pare că explicația cheie a dimensiunilor neașteptat de reduse ale mașinii și a caracteristicilor sale funcționale deosebite, rezidă în faptul că în dezvoltarea tipului curent de mașină nu s-a ținut seama de o noțiune fundamentală din fizică - respectiv formula inerției MV (masa înmulțită cu viteza îa pătrat). Astfel, mașina anterior realizată produce 30 cutii pe ciclu de funcționare, dispuse pe o rețea 5 x 6 în timp ce cealaltă mașină produce 20 cutii ciclu de funcționare dispuse pe o rețea 10 x 2. Elementul determinant în stabilirea viO tezei ciclurilor este V^ viteza la pătrat. Este mult mai ușor să realizeze 30 pînă la 40 cicluri pe minut în configurația 10 x 2,2 x 1 1/4 = 2 1/2, decît să deplasezi 7 1/2 pe ciclu:

(7 1/2)2 = 56,25 (2 1/2/ = 6,25

Este limpede că forțele de accelerație/frînare pentru caracteristica 7 1/2 sînt de 9 ori mai mari decît pentru caractristica 2 1/2. Deci consumuri energetice mai mari, o construcție mai greoaie și forțe de frînare sensibil mai mari, toate acestea contribuie la scăderea eficienței în exploatare.

în cazul în care durata de efectuare a unui pas reprezintă 33% din durata întregului ciclu, atunci

1/3x9 = 3 în consecință, referindu-ne numai la acest pas, se constată că randamentul mecanic al întregii mașini este de 3 : 1. Dacă 20 de cutii se fabrică cu un randament de 3 ori mai mare decît 30 de cutii, .16 atunci pe mașina mică se produc de fapt 60 de cutii pentru fiecare 30 de cutii produse pe mașina mare, iar aceasta explică economiile ce se realizează. Dacă la acestea se adaugă și celelalte economii ce se obțin pe ansamblul mașinii, se ajunge la concluzia ca se poate ajunge la economii considerabile de gabarit, și cost cu siguranță de cel puțin 50%.

Referindu-ne acum la o serie de caracteristici proprii tipului de mașină descris mai sus pe baza exemplului concret de realizare, trebuie menționat că grosimea benzii inferioare este de 4...8 mm și depinde de dimensiunile ambalajului, de adîncimea de deformare, de caracteristicile peretelui etc. Materialele ce pot fi utilizate la banda inferioară variază de la polistiren simplu, polipropilenă, clorura de poli vinii sau poliesteri pînă la structuri multistrat obținute prin extrudere. Banda este trecută peste o rolă cu știfturi, iar atunci cînd mașina este pusă în funcțiune este așa fel dispusă încît marginile sale să se suprapună peste cele două șiruri de știfturi prin care, cu ajutorul lanțurilor articulate, se asigura deplasarea. Aceste lanțuri permit deplasări cu un pas precis determinat, controlat cu ajutorul unui sistem de acționare la care se adaugă și modul de amplasare original al lanțului prezentat anterior.

Banda inferioară 1 este întîi dirijată către instalația de încălzire prin radiație 2 sau contact unde este adusă la temperatura de formare. Apoi este dirijată către instalația de formare 3 unde este fixată prin cleme sau, atunci cînd aceasta este necesar sau dorit, prin poansonare; în același timp.se aplică fie sistemul de vacuum 4 sau cel cu aer comprimat 7 prin care banda 1 este adusă să îmbrace forma matriței negative răcite, realizîndu-se astfel forma dorită. După formare, banda 1 este dirijată către instalația de umplere 8 unde produsul este adus în stare curgătoare și umple golul format, anterior.

Așa cum se vede cebmai bine în fig.

și 10, în timp ce banda inferioară 1 este supusă operațiilor de formare și umplere banda superioară 10 este trasă cu ajutoml a două role de tragere 15 și 16 și în același timp dirijată cu ajutorul acelorași dispozitive care asigură deplasarea benzii inferioare. Banda superioara 10 este trasă de pe o rolă de alimentare bandă 18, după care trece peste o rolă fixă 19 dispusă direct în fața acestei role și apoi preluată de o serie de cuțite dure 20 și extrem de ascuțite montate independent pe un sistem controlat prin micrometru 21. Aceste cuțite au rolul de a cresta materialul plastic mai gros realizînd astfel liniile de rupere.

Perechea de role menționată mai sus este pusă în legătură cu sistemul principal de acționare prin intermediul unui dispozitiv diferențial de acționare 11 cu ajutoml căruia se poate accelera sau încetini ritmul de avansare a benzii superi oare 10 (bandă impimată), pe baza unui semnal emis de o celulă fotoelectrică 22 ce detectează un spot dispus pe banda superioară și prin care se constată dacă desenul imprimat este corect dispus. Rolele motoare superioare sînt așa fel dispuse încît să tragă banda superioară de pe cilindru, făcînd-o să treacă în dreptul cuțitelor cu care se realizează liniile de rupere, iar apoi să o dirijeze în jos și să o introducă într-un al doilea sistem de role amplasat aproximativ la circa 30 cm mai jos.

Jn spațiul dintre cele două sisteme de role de tragere se prevede un încălzitor cu radiație 23 precum și o serie de încălzitoare orizontale de contact rombice, centrul fiecăruia din aceste încălzitoare de formă rombică conicide cu liniile de rupere, iar un pas mai jos se prevede un șir orizontal de poansoane 24 de formă piramidală. în timp ce banda este dirijată de cele două seturi de role de tragere încălzitoarele rombice a căror temperatură este corespunzător prestabilită sînt aplicate pe banda superioară 10 formînd o serie de deformații orizontale în formă de romb în această bandă. La următorul pas, poansonul de formă piramidală presează aceste zone rombice în matrițele negative, realizînd astfel o linie orizontală de mici deformații piramidale a prin centrele cărora , trece linia de rupere b. Sistemul inferior de role de tragere are zone în relief așa fel încît aceste proeminențe piramidale pot trece printre ele fără a fi distruse. în momentul în care banda superioara traversează sistemul inferior de role de tragere, aceasta se înfășoară pe rola de jos și apoi se deplasează pe orizontală peste banda inferioară 1 așa fel încît deformațiile sale piramidale să corespundă cu defomiațiile în formă de cutie practicate în banda inferioară 1.

Banda superioară 10 și cea inferioară 1 sînt apoi dirijate către o instalație de închidere ermetică 13, alcătuită dintr-o matriță inferioară încălzită 25 care se deplasează pe verticală pentru a aplica banda supeiroară 10 peste banda inferioară 1. în momentul în care se ridică matrița de închidere a benzii inferioare, coboară un suport astfel încît ambele benzi sînt comprimate, încălzite și lipite ermetic între aceste două perne, matrița inferioară 25 este apoi escamotată pentru a permite dirijarea ambalajului format, umplut și închis ermetic către instalația de poansonare.

în dreptul instalației de poansonare sînt prevăzute o serie de poansoane din oțel și de matrițe cu care se poansonează la fiecare din colțurile ambalajelor cîte o gaură în stea așa fel încît să se degajeze și să se rotunjească colțurile cutii- _ lor. Resturile stelate rezultate din poansonare se îndepărtează cu ajutorul vacuumului.

în dreptul următoarei instalații care este cel mai bine reprezentată în fig. 13 și 15, sînt. prevăzute o serie de lame ascuțite 25 dintr-un material dur, de pre-. ferință carbură de tungsten, cu care ambalajele sînt separate în fîșii lungi, o pereche de role auxiliare dispuse sus și jos, asistă lanțul articulat în operația de tragere a fîșiei de ambalaje în lungul cuțitelor de tăiere.

îițtr-o ultimă fază intervine o bară transversală echipată cu o serie de cuțite ascuțite 27 dintr-un material dur (tot carbură de tungsten) cu care se tăie transversal fîșiile de ambalaje, realizînd astfel cutii separate, umplute și închise ermetic. în fiecare știft rămîne cîte o fîșie îngustă de material plastic care se înfășoară pe cilindri acționați cu ajutorul unui motor pneumatic care glisează atunci cînd știfturile sînt imobile sau este trasă printre role și tocată în bucăți mărunte.

Mașina prezentată mai sus dispune de o serie de particularități care îi conferă o extremă flexibilitate, gabarit redus și o alcătuire constructivă economică, dar de înaltă precizie.

Mașina este integral controlată cu ajutorul unui sistem de control programabil - de fapt un mic calculator, de tipul celor produse de firma Allen-Bradlei. în esență, este o mașină pneumatică, o mare varietate de mișcări și coordonări putînd fi realizate cu ajutorul dispozitivului de control programabil cu care se comandă ventilele pneumatice, presiunea aerului etc.

O altă metodă pentru a obține crestături de adîncime precisă (linii de rupere) în dreptul sistemului de concentrare a eforturilor odată cu eliminarea cuțitelor ascuțite 2® dintr-un material dur, fiecare montat pe cîte un dispozitiv de control micrometric 21, constă în prevederea unei instalații de încălzire controlată cu ajutorul căreia să se realizeze o crestătură în punctul în care traversează zona de concentrare a eforturilor. Această metodă de crestare a unei linii de rupere a mai fost aplicată la niște tipuri de mașini și deci nu constituie o noutate în cadrul prezentei aplicații.

Așa cum apare în acest exemplu concret, dispozitivul de umplere constituie o noutate prin aceea că pune sub sarcină o diafragmă care, la rîndul ei, este coborîtă cu ajutorul unor pistoane montate cu un ajustaj foarte larg în cilindri fixați de o bară care se deplasează în sus și în jos sub acțiunea unui piston: pneumatic care comprima diafragmele. Aceste diafragme sînt fixate pe o bară de umplere pe care sînt montați cilindri pneumatici - cîte unul pentru fiecare diafragmă.

Bara de umplere prezintă orificii transversale relativ mari pe întreaga sa lățime. De exemplu, orificiile au circa

2,5 cm diametru. Un orificiu constituie punctul de alimentare a produsului care este adus sub presiune. în momentul în care diafragmele sînt complet umplute cu produsul respectiv, calculatorul programabil acționează asupra unei supape și închide presiunea. Acum o tijă rotitoare de supapă care trece prin celălalt orificiu este făcută să pivoteze cu aproximativ 30°, aliniind astfel orificiile sale cu ajutajele de evacuare și cu orificiile practicate în bara de umplere, îu acest, moment, pistoanele ajung să preseze asupra diafragmelor, slinid astfel produsul să ajungă îu cutiile formate în banda inferioară prin ajutajele de evacuare. Prin retragerea ulterioară a pistonului se crează o secțiune prin care se evită picurarea ajutajelor. Tija de supapă care traversează bara de‘ umplere este etanșată corespunzător la ambele capete cu inele O sau alte sisteme pentru evitarea pierderilor de produs.

întregul sistem de umplere este așa fel montat. încît să poată fi spălat pe loc prin simplă ridicare și plasarea unui cap curățitor la capătul de jos, dirijînd astfel jetul de apă cu detergent către furtunul de evacuare și nu asupra ansamblului mașinii.

într-un înțeles mai larg, invenția nu se limitează la exemplele concrete de realizare prezentate în acest material; se pot concepe variante în cadrul celor expuse în revendicările de mai jos, fără a se infirma principiile care stau la baza acestei invenții și fără a renunța la principalele sale avantaje.

Astfel, de exemplu, sistemul depro103959 ducere a părții superioare respectiv de realizare a unei proeminențe a în banda superioară, cu rol de concentrare a eforturilor, poate fi adaptat pentru obținerea unei proeminențe de formă adecvată. Ca o variantă a sistemului de umplere descris mai sus și destinat produselor curgătoare, se poate utiliza o instalație de tip deschis cu ajutorul căreia să se asigure alimentarea cu șuruburi, piulițe sau orice alte obiecte solide - de la bomboane la piese de mașini și pilule - care urmează a fi plasate în cutiile formate în banda inferioară.

în încheiere, este· de menționat că este destul de ușor de înțeles că tipul de mașină prezentat pe baza unui exemplu concret poate fi lesne modificat peniru a produce și ambalaje de tip cutie, de un tip mai obișnuit ca acelea din fig. 17. O asemenea structură poate fi obținută cu ușurință - de exemplu, utilizînd un alt tip de bandă și/sau modificînd cilindrii de alimentare superioriși inferiori, modificînd forma matriței și eliminînd dispozitivul de formare a zonei de concentrare a eforturilor.

Mașina peniru realizarea automată a unui număr predeterminat de ambalaje umplute și închise ermetic, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

- permite îmbunătățirea randamentului mașinii;

- construcție simplificată;

- dimensiuni mici;

- fiabilitate;

- construcție compactă

Claims (5)

1. Revendicări •1. Mașină pentru realizarea automată a unui număr predeterminat de ambalaje umplute și închise ermetic, avînd în componență mijloace pentru transportarea unui material bandă inferior termoformabil de la un cilindru de alimentare prin mai multe stații de prelucrare a benzii inferioare care includ o stație de încălzire, unde banda este încălzită pînă la termodeformabilitate, o stație de formare care prezintă mijloace de formare - matriță retractabile pentru formarea unei serii de spații tip cutie în banda inferioară și o stație de umplere avînd mijloace pentru umplerea fiecărei cutii cu o cantitate măsurată egală cu cea din produsul furnizat stației de umplere, mijloace pentru transportarea simultană a unui material bandă termoformabil superior în concordanță și în succesiune sincronizată în imediata apropiere și în paralel cu banda inferioară către o matriță de închidere prin încălzire retractabilă pentru închiderea prin încălzire a benzilor inferioară și superioară împreună, mijloacele de transportare-atît a benzilor inferioară cît și a benzii superioare prin mai multe stații de prelucrare a benzilor inferioară și superioară care includ o stație de închidere, o stație de tăiere longitudinală în care sînt prevăzute mijloace de tăiere a lateralelor opuse, ale adânciturilor de tip cutie și în vecinătatea marginii benzii inferioare, o stație de tăiere transversală pentru tăierea elementelor de bandă inferioară și superioară de-a lungul laturilor opuse următoare ale spațiilor adîncite tip cutie pentru a separa astfel ambalajele închise unul de celălalt și mijloace pentru transportarea anumitelor ambalaje închise de la numita mașină, caracterizată prin aceea că, în scopul îmbunătățirii randamentului' mașinii, stația de umplere (8) este prevăzută cu o bară de umplere care are în componență o serie de orificii de evacuare a produsului dispuse corelat cu fiecare spațiu adîncit tip cutie (9) format în bandă inferioară (1) fiecare orificiu pentru evacuarea produsului fiind în comunicare cu o cameră cu diafragmă expandabila ce include ca mijloace supape pentru închiderea orificiilor atunci cînd produsul umple camera, un orificiu de intrare a produsului comunicînd cu fiecare cameră cu diafragmă expandabilă, mijloace pentru furnizarea produsului sub presiune fiecărei camere, mijloace pentru întreruperea presiunii dirijate asupra respectivului produs atunci cînd fiecare cameră este plină și mijloace piston adaptate pentru a produce o forță de apăsare asupra numitelor diafragme în stare umplută pentru a forța produsul din fiecare cameră prin orificiile de evacuare a produsului, stațiile de prelucrare superioare și inferioare au în componență o stație de poansonare care include o serie de matrițe de poansonare care poansonează orificii în elementele de bandă lipite la colțurile fiecărui ambalaj care urmează să fie format.
2. 2. Mașină pentru realizarea automată a unui număr predeterminat de ambalaje umplute și închise ermetic, în conformitate cu revendicarea 1, caracterizată prin aceea că are în componență stații de prelucrare superioare, mijloace pentru crestare (21 și 20) adap24 tate pentru a cresta banda superioară (10) de-a lungul unei linii de rupere care se extinde parțial în grosimea materialului bandă, mijloace de crestare avînd
3. 5 în componență un rînd de lame tăietoare, comandabile, montate independent (20), mijloace de încălzire avînd în componență un radiator de căldură și un rînd de elemente de încălzire de contact
4. 10 (23) aliniat cu liniile de rupere și cu o suprafață care corespunde cu suprafața proeminențelor formate și compresabile pe banda superioară, mijloace pentru formarea proeminențelor (a) avînd în
5. 15 componență perechi de poansoane comprimabile și matrițe pentru a forma proeminențe pe zonele benzii superioare (10) pretratate de către elementele de încălzire în contact.