FIGOLS GAMIZ, Ramon (4 Calle Can Vinyalets, Santa Perpetua De Mogoda, E-08130, ES)
| R E I V I N D I C A C I O N E S 1 .- Dispositivo (1 ) para el sellado por termosoldadura de los bordes extremos de las paredes laterales (2) de un envase flexible al cuerpo de soporte (3) de una espita interpuesto entre las citadas paredes laterales, que comprende un par de mordazas (5a, 5b) enfrentadas entre las que puede disponerse el conjunto formado por Ia espita y las citadas paredes laterales, siendo las mordazas desplazables en dirección a dicho cuerpo de soporte y estando dotadas de sendas superficies operativas cóncavas (6a, 6b) adaptadas para aplicar a presión cada una de las paredes laterales del envase contra una respectiva superficie de sellado (3a, 3b) convexa del cuerpo de soporte de Ia espita y para provocar, mediante aporte de calor, Ia unión de las citadas paredes laterales del envase y de las superficies de sellado del cuerpo de soporte por fusión de los materiales que los constituyen, estando el dispositivo caracterizado porque al menos una de las citadas superficies operativas cóncavas está dotada de un estría (7), dispuestas en un plano transversal al eje (8) de Ia concavidad de Ia superficie operativa, que determina un alojamiento para Ia acumulación de materia fundida que, al ser comprimida, fluye hacia Ia estría, formando dicha acumulación de materia fundida un respectivo cordón de soldadura de mayor espesor. 2.- Dispositivo (1 ) según Ia reivindicación 1 , caracterizado porque las superficies operativas cóncavas (6a, 6b) de las mordazas (5a, 5b) están dotadas de una pluralidad de estrías (7) paralelas entre sí y dispuestas en respectivos planos transversales al eje (8) de sus concavidades. 3.- Dispositivo (1 ) según Ia reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque cada una de las superficies operativas cóncavas (6a, 6b) se prolonga, a ambos lados de Ia concavidad, en sendas superficies operativas laterales (1 1 , 12) planas y coplana- rias, y porque al menos una de las estrías (7) se prolonga a Io largo de toda Ia su- perficie operativa cóncava y al menos parcialmente a Io largo de ambas superficies operativas laterales planas. 4.- Dispositivo (1 ) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en Ia correspondiente superficie operativa cada estría (7) de- termina un par de esquinas vivas de transición entre las citadas superficies operativas y el interior de cada estría. 5.- Dispositivo (1 ) según Ia reivindicación anterior, caracterizado porque Ia profundidad de las estrías (7) está comprendida entre 0,1 y 0,3 mm. 6.- Dispositivo (1 ) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque cada estría (7) está formada por el hueco determinado entre dos nervaduras (13) adyacentes y paralelas, cuyos respectivos cantos son curvo con- vexos. 7.- Dispositivo (1 ) según Ia reivindicación anterior, caracterizado porque el canto de las nervaduras es de sección transversal semicilíndrica, de radio comprendido entre 0,5 y 1 ,25 mm. 8.- Dispositivo (1 ) según Ia reivindicación anterior, caracterizado porque Ia profundidad de las estrías (7), medida desde el extremo más sobresaliente de las nervaduras, está comprendida entre 0,1 y 0,5 mm. 9.- Dispositivo (1 ) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada una de las estrías (7) tiene una sección de forma general cuadrangular, preferentemente paralelepipédica. 10.- Dispositivo (1 ) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque todas las estrías tienen Ia misma sección y las mismas dimensiones. 1 1.- Dispositivo (1 ) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las estría (7) son equidistantes. 12.- Dispositivo (1 ) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque Ia distancia de separación entre las estrías (7) está comprendida entre 1 y 2,5 mm 13.- Procedimiento para el sellado por termosoldadura de las paredes laterales de un envase flexible al cuerpo de soporte de una espita interpuesto entre las citadas paredes laterales, que comprende Ia operación de aplicar a presión, por empuje de Ia superficie operativa cóncava de una correspondiente mordaza, cada una de las paredes laterales del envase contra una respectiva superficie de sellado convexa del cuerpo de soporte de Ia espita; y Ia operación de aportar calor para provocar Ia unión de las citadas paredes laterales del envase y las superficies de sellado del cuerpo de soporte por fusión de los materiales que los constituyen, estando el procedimiento caracterizado porque Ia superficie operativa de al menos una de las mordazas empleadas está dotada de al menos una estría, transversal a Ia dirección de salida del producto envasado a través de Ia espita, que determina un alojamiento para Ia acumulación de materia fundida que, al ser comprimida, fluye hacia Ia estría, formando dicha acumulación de materia fundida un respectivo cordón de soldadura de mayor espesor. |
"Procedimiento y dispositivo para el sellado por termosoldadura de las paredes laterales de un envase flexible al cuerpo de soporte de una espita"
Sector técnico de Ia invención
La invención se refiere a procedimiento y a un dispositivo para el sellado por termosoldadura de las paredes laterales de un envase flexible al cuerpo de soporte de una espita interpuesto entre las citadas paredes laterales, que de un modo con- vencional comprende Ia operación de aplicar a presión, por empuje de Ia superficie operativa cóncava de una correspondiente mordaza, cada una de las paredes laterales del envase contra una respectiva superficie de sellado convexa del cuerpo de soporte de Ia espita; y Ia operación de aportar calor para provocar Ia unión de las citadas paredes laterales del envase y las superficies de sellado del cuerpo de so- porte por fusión de los materiales que los constituyen.
Antecedentes de Ia invención
Actualmente se está extendiendo el uso de envases o recipientes flexibles particularmente adaptados para contener productos alimenticios o de otro tipo con consistencia fluida o poco sólida, debido a sus menores costes de fabricación y a su gran versatilidad. Una modalidad de estos recipientes es Ia formada por una bolsa o recipiente flexible provisto de una espita en una abertura del recipiente, estando prevista Ia entrada y/o salida del contenido del envase por dicha espita.
Generalmente, dichas espitas comprenden un cuerpo tubular, que forma un pasaje para Ia entrada o salida del producto contenido en Ia bolsa, provisto cerca de su embocadura de unos medios de sujeción, generalmente un hilo de rosca, para acoplar un tapón y cerrar de este modo Ia espita por su extremo libre. La espita comprende en su extremo opuesto un cuerpo de soporte destinado a queda interpuesto entre los bordes extremos superiores de las paredes laterales del envase o bolsa y unido de forma estanca a dichas paredes laterales a través de sendas superficies de sellado.
Realizar Ia unión del cuerpo de soporte de Ia espita con las paredes laminares del envase es una operación delicada, y más cuando las superficies de sellado del cuerpo de soporte son lisas. El sellado debe garantizar una perfecta estanquei- dad para evitar salidas indeseadas del producto contenido así como entradas de sustancias externas que pudieran alterar su estado. Un método de unión especialmente ventajoso debido a su sencillez y eficacia es el termosoldado. La unión por termosoldadura consiste en aumentar Ia coalescencia entre los materiales a unir calentándolos con Ia ayuda de un cuerpo caliente hasta que al menos uno de los materiales alcanza su temperatura de fusión. Generalmente el material de las paredes del envase funde antes que el cuerpo de soporte de Ia espita, y al dejar de aplicar calor al material fundido, éste vuelve a enfriarse y recupera así su estado inicial sólido pero quedando totalmente adherido a las partes en contacto con el cuerpo de soporte. Para Ia unión por termosoldadura de las paredes laterales del envase al cuerpo de soporte de Ia espita, dichas paredes laterales son aplicadas, a presión, contra las superficies de sellado del cuerpo de soporte mediante un cuerpo caliente, normalmente una mordaza especialmente diseñada acorde con el contorno de las paredes de sellado. Este procedimiento adolece de ciertos inconvenientes, entre los que destacan Ia baja productividad y el hecho de que se obtienen sellados deficientes.
Convencionalmente, las mordazas utilizadas están provistas de superficies operativas lisas en correspondencia con las superficies de sellado lisas del cuerpo de soporte de Ia espita con el objeto de que se produzca un contacto uniforme entre dichas superficies, con interposición de Ia correspondiente pared del envase. Cuanto mayor sea Ia presión que ejercen las mordazas menor será el tiempo requerido para que se produzca el sellado, sin embargo si dicha presión es demasiado elevada puede provocar Ia flexión de las paredes en las que están formadas las superficies de sellado y provocar irregularidades en el sellado. En consecuencia, no puede reducirse el tiempo por ciclo en una máquina automática de confección de envases aumentando Ia fuerza que ejercen las mordazas sobre el cuerpo de soporte de Ia espita.
Por otra parte, es posible que en Ia cara interior de las paredes laterales del envase se hayan depositado impurezas o residuos del producto con el que se ha llenado el envase, como por ejemplo pequeñas partículas de pulpa de fruta, que quedan embebidas en Ia masa fundida del material a partir del cual está constituida bien Ia pared lateral del envase o bien Ia superficie de sellado del cuerpo de soporte de Ia espita. Estas partículas pueden ocasionar, al retirarse las mordazas, que zonas del sellado sean porosas o en definitiva que Ia pared lateral del envase no que- de irreversiblemente aplicada contra Ia superficie de sellado del cuerpo de soporte de Ia espita. Si este fenómeno se reproduce en zonas muy próximas entre ellas, puede ocasionar que el sellado final obtenido no sea estanco, y por consiguiente que puedan producirse fugas del producto almacenado no deseadas. Es por Io tanto un objetivo de Ia presente invención un procedimiento, y los medios para su puesta en práctica, que mejore Ia calidad del sellado y que además permita reducir el tiempo por ciclo de una máquina automática de confección de envases, al reducirse el tiempo necesario para llevar a cabo Ia operación de sellado.
Explicación de Ia invención
El procedimiento según Ia invención es de aplicación para cuerpos de soporte de espitas cuyas superficies de sellado son convexas y en esencia se caracteriza porque Ia superficie operativa cóncava de al menos una de las mordazas emplea- das para aplicar a presión una correspondiente pared lateral del envase contra una respectiva superficie de sellado está dotada de al menos un estría, paralela y transversal a Ia dirección de salida del producto envasado a través de Ia espita, que determina un alojamiento para Ia acumulación de materia fundida que, al ser comprimida, fluye hacia Ia estría, formando dicha acumulación de materia fundida un res- pectivo cordón de soldadura de mayor espesor.
Ventajosamente, en el caso de hallarse en Ia zona de sellado impurezas o partículas residuales por ejemplo del producto contenido en el envase, éstas son arrastradas por el material fundido que fluye hacia las estrías y quedan contenidas en las citadas acumulaciones, siendo desalojadas del resto de superficies de sella- do, garantizándose así Ia estanqueidad del sellado.
De acuerdo a otro aspecto de Ia invención, el dispositivo para Ia puesta en práctica del procedimiento según Ia invención comprende un par de mordazas enfrentadas entre las que puede disponerse el conjunto formado por Ia espita y las citadas paredes laterales, siendo las mordazas desplazables en dirección a dicho cuerpo de soporte y estando dotadas de sendas superficies operativas cóncavas adaptadas para aplicar a presión cada una de las paredes laterales del envase contra una respectiva superficie de sellado convexa del cuerpo de soporte de Ia espita y para provocar, mediante aporte de calor, Ia unión de las citadas paredes laterales del envase y de las superficies de sellado del cuerpo de soporte por fusión de los materiales que los constituyen.
El dispositivo según Ia invención en esencia se caracteriza porque al menos una de las citadas superficies operativas cóncavas está dotada de al menos un estría, y preferentemente de una pluralidad de estrías paralelas entre sí y dispuestas en respectivos planos transversales al eje de Ia concavidad de Ia superficie operativa.
De acuerdo a otra característica de Ia invención, cada una de las superficies operativas cóncavas se prolonga, a ambos lados de Ia concavidad, en sendas superficies operativas laterales planas y coplanarias, y al menos una de las estrías se prolonga a Io largo de toda Ia superficie operativa cóncava y al menos parcialmente a Io largo de ambas superficies operativas laterales planas.
Según una variante de Ia invención, en Ia correspondiente superficie operativa cada estría determina un par de esquinas vivas de transición entre las citadas superficies operativas y el interior de cada estría. Preferentemente, Ia profundidad de las estrías en esta variante de realización está comprendida entre 0,1 y 0,3 mm.
Según otra variante de Ia invención, cada estría está formada por el hueco determinado entre dos nervaduras adyacentes y paralelas, cuyos respectivos cantos son curvo convexos, que preferentemente son de sección transversal semicilín- drica y de radio comprendido entre 0,5 y 1 ,25 mm.
En esta otra variante de Ia invención, Ia profundidad de las estrías medida desde el extremo más sobresaliente de las nervaduras, está comprendida entre 0,1 y 0,5 mm.
En una variante de Ia invención, cada una de las estrías tiene una sección de forma general cuadrangular, preferentemente paralelepipédica.
De acuerdo a una variante de realización, todas las estrías tienen Ia misma sección y las mismas dimensiones.
Según otra característica de Ia invención, las estrías son equidistantes.
De forma preferente, Ia distancia de separación entre las estrías está com- prendida entre 1 y 2,5 mm
Breve descripción de los dibujos
En los dibujos adjuntos se ilustra, a título de ejemplo no limitativo, una secuencia del procedimiento según Ia invención y una vista esquemática y en pers- pectiva de Ia superficie operativa de una mordaza para Ia puesta en práctica del procedimiento según Ia invención. En concreto:
Las Figs. 1 y 2 son sendas vistas esquemáticas, de un juego de mordazas y del conjunto formado por el cuerpo de soporte de Ia espita y las paredes laterales del envase a confeccionar, seccionadas según un plano de corte diametral, antes y durante Ia intervención de las mordazas;
La Fig. 3, es una vista en perspectiva de Ia superficie operativa de Ia mordaza de un dispositivo según Ia invención;
La Fig. 4, es una vista en sección de Ia superficie operativa de una mordaza de acuerdo con otra variante de Ia invención.
Descripción detallada de los dibujos
En las Figs. 1 y 2 se ha representado en alzado y de forma esquemática el cuerpo de soporte 3 de una espita, de forma esencialmente cilindrica u oval. En el cuerpo de soporte 3 se distinguen dos superficies de sellado 3a y 3b enfrentadas, lisas, y aunque no se aprecia en estas Figs. 1 y 2, convexas de forma general en arco de medio punto, es decir semicilíndrica o semioval.
En Ia Fig. 1 , enfrentadas a las superficies de sellado 3a y 3b se han representado las paredes laterales 2 del envase en proceso de confección, que deben ser aplicadas a presión contra las respectivas superficies de sellado 3a y 3b por empuje de las mordazas 5a y 5b, y en concreto por sus correspondientes superficies operativas cóncavas (Ia concavidad se precia en Ia Fig. 3) 6a y 6b. Se aprecia en las Figs. 1 y 2 que las superficies operativas cóncavas 6a y 6b están dotadas de una pluralidad de estrías 7 paralelas entre sí y dispuestas en respectivos planos transversales al eje 8 de Ia concavidad.
Las mordazas 5a y 5b están montadas desplazablemente respecto del chasis de un dispositivo de soldadura, de modo que pueden desplazarse acercándose y alejándose sucesivamente en cada ciclo operativo del dispositivo de soldadura.
En Ia Fig. 2, se ha representado el instante en que las mordazas 5a y 5b ejercen presión contra el cuerpo de soporte de Ia espita 3 y aplican las paredes laterales 2 contra las respectivas superficies de sellado 3a y 3b, y se observa como el espesor de las paredes laterales 2 ha disminuido, por efecto de Ia presión ejercida sobre ellas por las superficies operativas cóncavas 6a y 6b, y también por el hecho de que parte del material que constituye tanto las paredes laterales 2 como Ia espita 3 ha fundido y fluye en dirección a las estrías 7. Se aprecia además que, en esta situación, las estrías 7 determinan sendos alojamientos para Ia acumulación de materia fundida, formando dichas acumulaciones 9 de materia fundida respectivos cordones de soldadura de mayor espesor, que garantizarán Ia estanqueidad del sellado tal y como se explica a continuación.
En los procedimientos convencionales, Ia reducción en el espesor de las paredes laterales 2 del envase, cuyo espesor puede reducirse en más de un 50%, puede ocasionar, espacialmente cuando pequeñas partículas del producto almacenado en el envase quedan embebidas entre el material fundido en Ia zona se sella- do, se generan defectos de sellado, aspecto que se pretende evitar con esta invención.
Según el procedimiento de Ia invención, las partículas que puedan estar depositadas en Ia zona de sellado son arrastradas por el material fundido que fluye hacia las estrías 7, quedando depositadas en los alojamientos que determinan las estrías 7 en donde se producen respectivas acumulaciones 9 de material fundido, y en donde Ia zona de sellado tiene un mayor espesor. En estas zonas de mayor espesor, las partículas quedan envueltas en su totalidad por material fundido garantizándose de este modo el sellado hermético que se persigue.
Por otro lado, siendo Ia fuerza de empuje que ejercen las mordazas 5a y 5b contra el cuerpo de soporte 3 Ia misma que en los procedimientos convencionales, al haberse reducido Ia superficie de contacto directo que ejerce Ia superficie operativa cóncava 6a y 6b de las mordazas 5a y 5b, respectivamente, contra las paredes laterales 2 del envase y en consecuencia contra las superficies de sellado 3a y 3b, Ia presión ejercida por las porciones de Ia superficie operativa cóncava 6a o 6b des- provistas de estrías 7 es mayor, reduciéndose en Ia práctica el tiempo necesario para que se produzca el efecto de termo soldadura.
De entre las variantes posibles, en Ia Fig. 3 se ha representado una variante que se ha demostrado especialmente ventajosa. En Ia Fig. 3 se ha representado una porción de una mordaza 5a que comprende una superficie operativa cóncava 6a que se prolonga, a ambos lados de Ia concavidad, en sendas superficies también operativas laterales 1 1 y 12 planas y coplanarias. Se aprecia en el ejemplo representado en Ia Fig. 3 que las estrías 7 se prolongan a Io largo de toda Ia superficie operativa cóncava 6a y a Io largo de una parte de ambas superficies operativas laterales 1 1 y 12 planas. Esta variante es de especial aplicación para cuerpos de soporte 3 que incorporan aletas laterales externas, diametralmente opuestas, que aumentan Ia superficie de contacto entre las paredes de laterales 2 del envase y el cuerpo de soporte 3 de Ia espita, a Ia vez que facilitan Ia transición desde una zona en que las paredes laterales 2 están mutuamente aplicadas a una zona en Ia que varía su orientación al quedar aplicadas contra las superficies de sellado 3a y 3b del cuerpo de soporte 3 de Ia espita.
En el ejemplo de las Figs. 1 a 3, las estrías 7 tienen Ia misma sección de forma general cuadrangular, en concreto paralelepipédica, siendo Ia profundidad de las estrías 7 de 0,2 mm. A pesar de que las estrías 7 sean equidistantes, se con- templa Ia posibilidad de que Ia distancia entre cada dos estrías 7 consecutivas pueda variar, disponiéndose por ejemplo más juntas en Ia parte inferior de las superficies operativas cóncava 6a y 6b y laterales planas 1 1 y 12, así como que su profundidad no sea constante o que varíe de una estría 7 a otra estría contigua.
En el ejemplo de las Figs. 1 y 2, de observa que cada estría 7 determina un par de esquinas vivas de transición entre Ia superficie operativa de Ia mordaza, de sección transversal recta, y el interior de cada estría. Preferentemente, Ia anchura de las estrías está comprendida entre 0,1 y 0,3 mm,
En el ejemplo de Ia Fig. 4, en el que cada estría 7 está formada por el hueco determinado entre dos nervaduras 13 adyacentes y paralelas, cuyos respectivos cantos son de sección transversal semicilíndrica, de radio comprendido entre 0,5 y 1 ,25 mm, Ia anchura de las estrías es mayor en comparación con el ejemplo de las Figs. 1 y 2, siendo preferentemente de 1 a 2, 5 mm, Io que conlleva Ia formación de cordones de soldadura más anchos, que determinan sendas franjas transversales con acumulación de materia fundida. Siendo los cantos de las nervaduras 13 de sección transversal cilindrica, Ia materia fundida fluye con mayor facilidad en dirección a las estrías 7, y reduce Ia formación de discontinuidades en Ia superficie exterior del material fundido, una vez solidificado.