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ES2634867T3 - Máquina para fabricar bolsas de filtro para productos de infusión - Google Patents

Máquina para fabricar bolsas de filtro para productos de infusión Download PDF

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ES2634867T3
ES2634867T3 ES13828842.8T ES13828842T ES2634867T3 ES 2634867 T3 ES2634867 T3 ES 2634867T3 ES 13828842 T ES13828842 T ES 13828842T ES 2634867 T3 ES2634867 T3 ES 2634867T3
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station
strip
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drum
filter
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Sauro Rivola
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Original Assignee
IMA Industria Macchine Automatiche SpA
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Abstract

Una máquina para fabricar bolsas (1) de filtro para productos de infusión formados a partir de longitudes de material de filtro, caracterizada porque comprende al menos: - una estación (2) para alimentar una primera tira (3) continúa de material de filtro termoformable desplazable a lo largo de una ruta (P) de trabajo; - una estación (4) para calentar la primera tira (3) continua, situada a lo largo de la ruta (P) de trabajo e incluyendo medios (22) para calentar la primera tira (3) continúa de material de filtro termoformable a una temperatura predeterminada; - un tambor (5) para formar una primera parte (3P) de la bolsa (1) de filtro dispuesta corriente abajo de la estación (4) para calentar a lo largo de la ruta (P) de trabajo; teniendo dicho tambor (5) dos partes (6, 7) circulares mutuamente concéntricas que giran continuamente en fase alrededor de un único eje (X) de rotación para configurar una zona (8) anular en la que está interpuesta la primera tira (3) continua; estando provista una primera parte (6) circular del tambor (5) con una serie de troqueles (9) radiales, y una segunda parte (7) que tiene una serie correspondiente de punzones (10) de conformación para formar la primera tira (3) de material de filtro y adaptado para deformar plásticamente una parte de la primera tira (3) de material de filtro dentro de un troquel (9) correspondiente al menos para un estiramiento (T) arqueado predeterminado de una ruta circular seguida por el tambor (5), para formar una cámara (C) tridimensional abierta de material de filtro; - una estación (11) para dosificar una dosis (12) de producto de infusión y configurada para colocar, la dosis (12), en fase con el tambor (5), dentro de la cámara (C) tridimensional abierta de material de filtro; - una estación (13) para alimentar una segunda tira (14) continua de material filtrante y configurada para colocar la segunda tira (14) continua por encima de la primera tira (3) continua con las cámaras (10) tridimensionales con la dosis (12) del producto de infusión, para definir una base plana que cierra las bolsas (1) de filtro; - una estación (15) para unir/cerrar la segunda tira (14) continua de material filtrante sobre la primera tira (3) continua de material filtrante y situada a lo largo de la ruta (P) de trabajo, corriente abajo de la estación (13) para alimentar la segunda tira (14) continua de material de filtro; - una estación (16) de corte para fabricar una secuencia de bolsas (1) de filtro simples de base plana cortando la primera y la segunda tira (3, 14) continua de material de filtro; estando la estación (16) de corte situada corriente abajo de la estación (15) de unión/cierre a lo largo de dicha trayectoria (P) de trabajo.

Description

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DESCRIPCION
Maquina para fabricar bolsas de filtro para productos de infusion CAMPO TECNICO
Esta invencion se refiere a una maquina para fabricar bolsas de filtro para productos de infusion, tales como, por ejemplo, te o manzanilla, en forma de polvo, granular o de hoja.
Mas espedficamente, la invencion se refiere a una maquina para fabricar bolsas de filtro termoformadas para productos de infusion.
TECNICA ANTECEDENTE
Las bolsas de filtro tradicionales (o bolsas de te) se forman generalmente a partir de una o mas longitudes de material de filtro que se pliegan y unen adecuadamente para formar una o mas camaras, conteniendo cada una dosis de producto destinada a la infusion en lfquido (agua).
La bolsa de filtro asf formada puede combinarse con una cuerda que se une en un extremo a la bolsa de filtro y en el otro extremo a una etiqueta, utilizada para manipular la bolsa de filtro durante la infusion.
Este tipo de bolsa de filtro "tradicional", con su configuracion plana, es extremadamente practica porque es relativamente facil de fabricar en las maquinas actuales y tambien rapido y facil de empacar.
Por el contrario, su forma (normalmente plana) hace que las bolsas de filtro de este tipo no sean adecuadas para contener productos de infusion de diferentes tipos de grosor, tales como granulos y hojas, que necesitan una camara de contencion diferente, es decir, una camara mas grande con mas espacio para la infusion para permitir el paso de una mayor cantidad de lfquido y asf obtener una infusion de mejor calidad.
Por esta razon, se han ideado y fabricado bolsas de te o bolsas de filtro que tienen una forma tridimensional, en particular una forma tetraedrica.
La configuracion tridimensional hace que estas bolsas de filtro no solo sean atractivas sino tambien funcionales porque son faciles de manejar para la infusion y tienen una camara grande donde el producto puede entrar en contacto con el lfquido.
Sin embargo, estas ventajas de la configuracion tridimensional de la bolsa de filtro estan contrarrestadas por algunas desventajas.
Una desventaja se debe a la complejidad para hacer una bolsa de filtro tridimensional a partir de una tira tradicional de material de filtro (visible tambien en el documento de patente EP1.549.548 en nombre del mismo solicitante de esta invencion).
En vista de esto, la bolsa de filtro tridimensional esta hecha por una maquina que, esencialmente, alimenta una tira continua de material de filtro.
Una primera estacion de sellado cierra la tira continua sobre sf misma y hace un primer sellado longitudinal para formar una tira tubular continua.
A continuacion, una segunda estacion realiza una secuencia de segundos sellados, transversales al primer sello, sobre la tira tubular para definir penmetros planos sucesivos de la bolsa de filtro.
Despues de esto, una estacion de corte de tiras tubulares corta la tira tubular en los sellos transversales para obtener una secuencia de bolsas de filtro parcialmente formadas, teniendo cada una un extremo inferior cerrado (sellado) y un extremo superior abierto no sellado. La maquina comprende una estacion de apertura para abrir el extremo no sellado de cada bolsa de filtro y una estacion de dosificacion de producto de infusion que coloca una dosis de producto de infusion en la boca abierta de la bolsa de filtro.
Una tercera estacion de sellado adicional hace un tercer sellado por la cual el extremo superior aun abierto de cada bolsa de filtro es cerrado.
Debe observarse que el tercer sellado de cierre se extiende transversalmente tanto al primer sello longitudinal como al segundo transversal (ST) para obtener una forma tetraedrica tridimensional.
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Como puede observarse, por lo tanto, el proceso de formacion de la bolsa de filtro requiere tres sellados, incluso uno encima de otro, para formar, en un plano, una especie de forma de H situada en el borde, pero angularmente desplazados entre s^ en el espacio.
Como resultado, la bolsa de filtro puede no quedar bien sellada porque el material de filtro puede danarse por la secuencia de choques termicos causados por las diferentes etapas de sellado.
La estacion de apertura y rotacion parcial del extremo superior de la bolsa de filtro antes de su cierre definitivo, ademas de ser extremadamente cntica y fuertemente dependiente de la rigidez del material de filtro, provoca una torsion elastoplastica del material de filtro, con el riesgo de danar o triturar el producto contenido en el mismo (granulos o hojas), reduciendo asf la calidad final del producto.
El gran numero de etapas necesarias para formar bolsas de filtro de esta forma tambien requiere, como puede deducirse de lo anterior, un gran numero de estaciones que, en la practica, significa que las maquinas utilizadas para hacerlas sean complejas y costosas.
Ademas, el gran numero de estaciones tambien hace que la productividad de las maquinas por unidad de tiempo sea relativamente baja, especialmente si se compara con las utilizadas para fabricar bolsas de filtro tradicionales.
Las diferentes estaciones utilizadas para el sellado en diferentes momentos (y que requieren que la bolsa del filtro se manipule de diferentes maneras) tambien significa que las operaciones de sellado deben ser extremadamente precisas.
En vista de esto, las bolsas de filtro son a menudo de aspecto imperfecto.
Otro tipo de maquina para fabricar bolsas de filtro tetraedricas se conoce a partir de la solicitud de patente internacional WO 95/01907, que divulga una maquina que tiene lo que se conoce como un tirante de eje vertical alrededor del cual se enrolla una tira de papel de filtro para formar un tubo cerrado, un dosificador por el que se dosifica una dosis de producto en el tubo cerrado y dos elementos de sellado similares a una rueda situados a 90° entre sf alrededor de un eje vertical. Estos elementos de sellado hacen sellos en el tubo cerrado de papel de filtro que estan a su vez a 90° entre sf alrededor del eje vertical de la union para formar una bolsa de filtro de forma tetraedrica.
El documento WO2012 /004169A2 divulga una maquina para fabricar bolsas de filtro para productos de infusion formados a partir de longitudes de material de filtro.
DIVULGACION DE LA INVENCION
El objetivo de esta invencion es proporcionar una maquina para fabricar bolsas de filtro a partir de material de filtro termoformable para productos de infusion que supere los inconvenientes antes mencionados de la tecnica anterior y proporcione una alternativa a las maquinas de la tecnica anterior.
Otro objetivo es proporcionar una maquina para fabricar bolsas de filtro de material de filtro termoformable para productos de infusion que pueden producir bolsas de filtro tridimensionales de alta calidad y que ofrece una alta productividad por unidad de tiempo y una buena flexibilidad operativa.
Otro objetivo de la invencion es proporcionar una bolsa de filtro para productos de infusion de alta calidad y apariencia atractiva.
Estos objetivos se consiguen completamente mediante la maquina y la bolsa de filtro que forman el objeto de esta invencion y como se caracteriza en las reivindicaciones adjuntas. De acuerdo con la invencion, la maquina para fabricar bolsas de filtro para productos de infusion formados a partir de longitudes de material de filtro comprende al menos una estacion para alimentar una primera tira continua de material de filtro termoformable desplazable a lo largo de una ruta de trabajo.
Tambien de acuerdo con la invencion, la maquina comprende una estacion para preparar la deformacion plastica en caliente de la primera tira continua situada a lo largo de la ruta de trabajo de la primera tira continua.
Tambien de acuerdo con la invencion, la maquina comprende un tambor, dispuesto corriente abajo de la estacion de calentamiento a lo largo de la ruta de trabajo, para formar una primera parte de la bolsa de filtro. El tambor tiene dos partes circulares mutuamente concentricas que giran continuamente en fase alrededor de un solo eje para configurar una zona anular donde se interpone la primera tira continua. Una primera parte circular del tambor esta provista con una serie de troqueles radiales y una segunda parte tiene una serie correspondiente de punzones de conformacion para formar la primera tira de material de filtro y adaptada para deformar plasticamente una parte de la primera tira de material de filtro dentro un troquel correspondiente para un tramo arqueado predeterminado de la ruta circular seguida por el tambor, para formar una camara tridimensional abierta de material de filtro.
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Tambien de acuerdo con la invencion, la maquina comprende una estacion para alimentar una dosis de producto de infusion y configurada para colocar la dosis, en fase, dentro de la camara tridimensional abierta de material de filtro alojada en el troquel correspondiente del tambor.
Tambien de acuerdo con la invencion, la maquina comprende una estacion para alimentar una segunda tira de material de filtro y configurada para colocar la segunda tira por encima de la primera tira con las camaras tridimensionales con la dosis de producto, para definir una segunda parte, o base plana, que cierra la bolsa de filtro.
De nuevo segun la invencion, la maquina comprende una estacion para unir/cerrar la segunda tira de material de filtro sobre la primera tira de material de filtro y situada a lo largo de la ruta de trabajo, corriente abajo de la estacion para alimentar la segunda tira de material de filtro.
La maquina estructurada de esta manera permite una alta productividad de bolsas de filtro tridimensionales de alta calidad gracias a la combinacion de estaciones de trabajo muy proximas y la posibilidad de formar la bolsa de filtro a partir de solo dos partes de material de filtro y un unico sello para sellar las dos partes entre sf. Ademas, la maquina de acuerdo con la invencion reduce el consumo de material de filtro porque el material de filtro se deforma por alargamiento y los troqueles (y los respectivos punzones) estan espaciados cerca entre sf.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Estas y otras caractensticas de la invencion resultaran mas evidentes a partir de la siguiente descripcion detallada de una realizacion preferida y no limitativa de la misma, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- La figura 1 es una vista frontal esquematica, con algunas partes cortadas para ilustrar mejor otras, de una maquina para fabricar bolsas de filtro para productos de infusion de acuerdo con esta invencion;
- La figura 2 ilustra una parte de la maquina de la figura 1, en particular un tambor de formacion y una estacion de dosificacion, en una vista lateral desde el lado A de la figura 1 y con algunas partes cortadas para ilustrar mejor otras;
- La figura 3 muestra un detalle ampliado B de la figura 2;
- La figura 4 es una vista frontal escalada del tambor de conformacion de las figuras 1 y 2;
- La figura 5 es una vista en perspectiva de una bolsa de filtro termoformada tetraedrica hecha con la maquina de las figuras precedentes;
- Las figuras 6 y 7 son una vista en perspectiva y una vista en planta superior, respectivamente, que muestra una variante de realizacion de la bolsa de filtro de la figura 5 con una forma de piramide basada en un cuadrado.
DESCRIPCION DETALLADA DE REALIZACIONES PREFERIDAS DE LA INVENCION
Con referencia a los dibujos adjuntos, en particular las figuras 1 y 5 a 7, la maquina de esta invencion, designada por el numero 100, se utiliza para fabricar bolsas de filtro o bolsas 1 de te para productos de infusion tales como te, cafe, manzanilla, y similares.
Preferiblemente, los productos de infusion contenidos en las bolsas 1 de filtro pueden ser productos de tamano grueso como, por ejemplo, polvo, granulos u hojas.
Mas espedficamente, las bolsas 1 de filtro fabricadas en la maquina de la invencion estan formadas a partir de longitudes de material de filtro, de las cuales al menos una es plasticamente deformable por calor, es decir, termoformable.
De acuerdo con la invencion (vease figuras 1 y 2), la maquina 100 para fabricar bolsas 1 de filtro para productos de infusion formados a partir de longitudes de material de filtro comprende al menos una estacion 2 para alimentar una primera tira 3 continua de material de filtro termoformable desplazable a lo largo de una ruta P de trabajo. De acuerdo con la invencion, la maquina 100 comprende una estacion 4 para calentar o preparar la deformacion plastica en caliente de la primera tira 3 continua, estando esta estacion situada a lo largo de la ruta P de trabajo de la misma primera tira 3 continua.
Tambien de acuerdo con la invencion, la maquina 100 comprende un tambor 5 para formar una primera parte de la bolsa 1 de filtro.
El tambor 5 para formar una primera parte de la bolsa 1 de filtro esta dispuesto corriente abajo de la estacion 4 para calentar a lo largo de la ruta P de trabajo.
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Tambien de acuerdo con la invencion, el tambor 5 tiene dos partes 6 y 7 circulares mutuamente concentricas (claramente ilustradas en la figura 4) que giran continuamente en fase alrededor de un unico eje X para configurar una zona 8 anular donde se interpone la primera tira 3 continua.
La primera parte 6 circular del tambor 5 esta equipada con una serie de troqueles 9 radiales.
La segunda parte 7 del tambor 5 esta equipada con una serie correspondiente de punzones 10 de conformacion para formar la primera tira 3 de material de filtro y adaptada para deformar plasticamente una parte de la primera tira 3 de material de filtro dentro del troquel 9 correspondiente al menos para un tramo T arqueado predeterminado de la ruta circular seguida por el tambor 5, para formar una camara C tridimensional abierta de material filtrante, que tiene una abertura 23 de forma deseada, por ejemplo triangular, cuadrada, poligonal o circular.
Los punzones 10 de conformacion no pueden calentarse; alternativamente, los punzones 10 de conformacion pueden calentarse, por ejemplo por medio de resistencias termicas. Tambien de acuerdo con la invencion, la maquina 100 comprende una estacion 11 para dosificar una dosis 12 del producto de infusion y configurada para colocar, en fase, la dosis 12, dentro de la camara C tridimensional abierta de material filtrante alojada en el correspondiente troquel 9 del tambor 5.
Tambien de acuerdo con la invencion, la maquina 100 comprende una estacion 13 para alimentar una segunda tira 14 de material de filtro y configurada para colocar la segunda tira 14 por encima de la primera tira 3 con las camaras 10 tridimensionales con la dosis 12 del producto, con el fin de definir una segunda parte, o base plana que cierra la bolsa 1 de filtro.
De nuevo de acuerdo con la invencion, la maquina 100 comprende una estacion 15 para unir/cerrar la segunda tira 14 de material de filtro sobre la primera tira 3 de material de filtro y situada a lo largo de la ruta P de trabajo, corriente abajo de la estacion 13 para alimentar la segunda tira 14 del material de filtro.
La maquina 100 comprende tambien una estacion 16 de corte para fabricar una secuencia de bolsas 1 de filtro simples de base plana cortando la primera tira 3 continua y la segunda tira 14 continua de material de filtro.
En vista de esto, la estacion 16 de corte esta situada corriente abajo de la estacion 15 de union/cierre a lo largo de la ruta P de trabajo.
Preferiblemente, pero no necesariamente, la estacion 4 para preparar la primera tira 3 de material de filtro comprende medios 22 para calentar a una temperatura predeterminada la primera tira 3 de material de filtro en transito.
De nuevo preferiblemente, pero no necesariamente, la estacion 4 de preparacion esta situada corriente arriba del tambor 5 de formacion con relacion a la direccion de alimentacion de la primera tira 3 continua de material de filtro a lo largo de la ruta P de trabajo.
En vista de esto, los medios 22 de calentamiento pueden comprender un par de placas 22a y 22b de calentamiento.
Las dos placas 22a y 22b se colocan cara a cara para formar un canal a traves del cual puede pasar la primera tira 3 de material de filtro.
Debe observarse que la temperatura y el tamano de las placas 22a, 22b son funciones de la temperatura que el material de filtro debe alcanzar para formarse en el tambor 5 de formacion y de la velocidad a la que se mueve el material de filtro en el canal formado por las placas 22a y 22b.
Preferiblemente, la primera tira 3 de material de filtro se calienta a una temperatura entre 100° y 180°, mas preferiblemente entre 100° y 140°. Preferiblemente, las dos placas 22a y 22b estan situadas junto al tambor 5 de conformacion mediante el cual se forma la primera tira 3 de material de filtro.
Alternativamente o adicionalmente a las placas 22a y 22b calentadas, los medios 22 de calentamiento pueden incluir generadores de aire caliente, disenados para soplar aire caliente hacia la primera tira 3 de material de filtro, o lamparas UV, adaptadas para irradiar la primera tira 3 de material de filtro.
Alternativamente, la estacion 4 de preparacion puede comprender el mismo tambor 5, donde la primera y segunda partes 6 y 7 circulares (es decir troqueles y punzones) estan equipadas con medios de calentamiento (no ilustrados) para preparar la primera tira 3 continua de material de filtro para termoformarlo.
El tambor 5 puede estar equipado con medios de calentamiento (no ilustrados) tambien en combinacion con la estacion de preparacion de termoformado 4 que comprende los medios 22 de calentamiento mencionados anteriormente y situada corriente arriba del propio tambor 5.
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Preferiblemente, la estacion 2 para alimentar la primera tira 3 continua de material de filtro termoformable movible a lo largo de una ruta P de trabajo comprende un rollo 2b de tira continua de material de filtro.
El tambor 5 comprende una superficie circular que define la primera parte 6 circular provista de los troqueles 9. A manera puramente no limitativo, los troqueles 9 tienen una base triangular (veanse las Figuras 1,2 y 4).
A la luz de esto, la primera parte 6 circular del tambor 5 es la parte interior del propio tambor y cada troquel 9 se desarrolla radialmente hacia el centro del tambor 5.
A la luz de esto, cada troquel 9 esta formado sobre la superficie exterior de la primera parte 6 circular y penetra dentro del tambor 5 hacia el centro del mismo tambor 5.
En resumen, cada troquel 9 tiene una cavidad cuya seccion transversal es de forma triangular, que puede alojar una parte de la primera tira 3 de material de filtro y que puede recibir de manera deslizable un punzon 10 coincidente con una base triangular de forma coincidente.
Cada punzon 10 es desplazable radialmente hacia y desde el troquel 9 correspondiente para formar la camara C tridimensional.
De nuevo a modo de ejemplo, los troqueles 9 estan dispuestos en pares yuxtapuestos sobre la superficie 6 circular de acuerdo con una orientacion cabeza/cola a lo largo del eje X de rotacion, con el fin de limitar las dimensiones totales.
Debe observarse que el tambor 5 esta conectado en la parte posterior a un soporte 25 de accionamiento cilmdrico (rotacion continua) que tiene, montado sobre o montado en el mismo, medios de leva para activar o desactivar los punzones 10.
Los punzones 10 estan dispuestos en forma de corona circular alrededor de la superficie circular de la primera parte 6 del tambor 5.
Cada punzon 10 se coloca cara a cara con un troquel 9 correspondiente presente en la primera parte 6 circular del tambor 5.
En vista de esto, la segunda parte 7 circular del tambor comprende una serie de unidades de punzon 10 compuestas cada una de un par de punzones 10 yuxtapuestos dispuestos de acuerdo con una orientacion cabeza/cola a lo largo del eje X de rotacion, enfrentado a un par respectivo de troqueles 9.
Alternativamente, los troqueles 9 (y los correspondientes punzones 10) pueden proporcionarse en un numero diferente del ilustrado, en funcion de la productividad de la maquina requerida y de las dimensiones totales permitidas.
Preferiblemente, la segunda parte 7 define la parte exterior circular del tambor 5 y esta formada por la corona de los punzones 10. Cada punzon 10 se mueve radialmente hacia el centro del tambor 5 para formar la camara C tridimensional.
Preferiblemente, la maquina 100 incluye medios 17 de retencion para retener la primera tira 3 continua de material de filtro, situada entre la primera parte 6 circular y la segunda parte 7 circular del tambor 5, y que actua sobre tramos de la primera tira 3 de material de filtro situado en ambos lados de cada troquel 9 en fase con el punzon 10 correspondiente durante la estacion de deformacion plastica de la primera tira 3 de material de filtro. En otras palabras, los medios 17 de retencion bloquean, con relacion a los troqueles 9, los tramos de la primera tira 3 de material de filtro que no estan termoformados.
Preferiblemente, los medios 17 de retencion para bloquear la primera tira de material de filtro estan conectados a cada unidad de punzon 10.
En vista de esto, los medios 17 de retencion comprenden un prensador 26 de cabezal para cada punzon 10. El prensador 26 es sustancialmente paralelo a la superficie de la primera parte 6 circular del tambor 5.
El prensador 26 de cabezal esta configurado para retener partes de la primera tira 3 de material de filtro alrededor de cada troquel 9 sin interferir con el correspondiente punzon 10.
Cada prensador 26 de cabezal esta soportado por un bastidor que comprende al menos un par de columnas 27 dispuestas radialmente con relacion a la superficie de la primera parte 6 circular del tambor 5 sin interferir con el movimiento del punzon 10 (ver figura 4 en particular).
En vista de esto, las dos columnas 27 estan conectadas, en un primer extremo, al prensador 26 de cabezal.
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En un segundo extremo de las mismas, las dos columnas 27 estan conectadas a las correspondientes piezas 28 finales de sujecion.
Preferentemente, las dos columnas 27 estan desplazadas a lo largo de una diagonal (referida a la forma del prensador 26 que, en este caso, tiene la forma de un anillo, vease la figura 2) para equilibrar los movimientos del punzon 10.
Alternativamente, el bastidor puede comprender al menos cuatro columnas 27 conectadas al prensador 26 para mejorar adicionalmente la sujecion y resistencia del prensador 26 y el movimiento del punzon 10 (estructura no ilustrada aqm).
Preferiblemente, el punzon 10 comprende una cabeza 10a operativa conformada para coincidir con el troquel 9 subyacente y un elemento 10b de soporte superior provisto de cilindros 10c que estan acoplados de forma deslizable en las columnas 27 del bastidor.
En vista de esto, cada columna 27 ha montada alrededor de un resorte 29 que esta interpuesto, en sus extremos, entre el prensador 26 de cabezal y el correspondiente cilindro 10c del punzon 10.
Debe observarse que los resortes 29 estan configurados para mantener el punzon 10 en una posicion de reposo, alejandose del troquel 9.
Preferiblemente, la maquina 100 comprende medios 18 de leva para activar y desactivar los punzones 10, que actuan sobre la segunda parte 7 circular del tambor 5 equipada con los mismos punzones 10 y configurada para mover radialmente los punzones 10, al menos a lo largo del tramo T arqueado, entre una posicion inoperativa, en la que el punzon 10 esta situado alejado de la troquel 9 y de la primera tira 3, y una posicion operativa, en la que el punzon 10 se acopla con el troquel 9 para deformar plasticamente la primera tira 3.
En vista de esto, los medios 18 de leva comprenden un perfil 30 de leva arqueado situado a lo largo de la ruta circular seguido por los punzones 10 (en este caso, en el sentido de las agujas del reloj, como se indica por la flecha en la figura 4).
El perfil 30 de leva, que esta situado corriente abajo de la zona en la que se alimenta la primera tira 3 de material de filtro, se extiende a lo largo de un arco cuya longitud vana en funcion del tipo de material de filtro utilizado, la temperatura a la cual el mismo material de filtro es alimentado en el tambor 5, la forma del punzon 10 y el troquel 9, y asf sucesivamente.
En vista de esto, la primera tira 3 continua de material de filtro es alimentada por medio de un rodillo 22c inactivo a una zona del tambor 5 interpuesta entre una zona en la que se alimentan las dosis 12 y una zona en la que se activan los punzones 10.
Debe observarse que el perfil 30 de leva es interceptado por rodillos 10d seguidores de leva situados en cada elemento 10c de soporte de los punzones 10.
El perfil 30 de leva esta configurado, en forma, para obtener un movimiento radial mediante el cual el punzon 10 se mueve hacia y encaja con el troquel 9 en el tramo T arqueado, para deformar plasticamente la parte de la primera tira 3 de material de filtro dentro del troquel 9, dandole la forma final de una bolsa 1 de filtro.
Una parte 30a extrema del perfil 30 de leva provoca un movimiento inicial del punzon 10 alejandose del troquel 9, con la ayuda de los resortes 29 antes mencionados interpuestos entre el prensador 26 y los cilindros 10c del punzon 10.
En efecto, durante el descenso radial, los resortes 29 se comprimen a lo largo de los cilindros 10c, mientras que al final del tramo T de alimentacion, los punzones 10 se desacoplan del perfil 30 de leva y los resortes 29 estan libres para tomar el punzon 10 de nuevo a la posicion inoperante, es decir, alejandose del troquel 9.
En una realizacion alternativa no ilustrada, los punzones 10 pueden estar provistos de, o conectados a, otros elementos seguidores de leva adaptados para acoplar un perfil de leva adicional para ayudar a los resortes 29 a mover los punzones 10 lejos del troquel 9 correspondiente hacia la posicion inoperante.
Preferiblemente, el tambor 5 tiene medios 19 para mover cada punzon 10, en ambas direcciones, paralelo al eje X de rotacion del mismo tambor 5 para mover los punzones 10 lejos de los troqueles 9 a un segundo tramo T2 predeterminado de recorrido arqueado cubierto por los mismos punzones 10 en proximidad de la estacion 11 para alimentar una dosis 12 del producto y viceversa. En vista de esto, los medios 19 comprenden un brazo 31 de soporte para cada par de punzones 10 (y el correspondiente prensador 26 de cabezal) que se extiende paralelo al eje X de rotacion y conectado en su extremo libre a un perfil 32 de leva formado sobre el soporte 25 cilmdrico detras del tambor 5.
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Cada brazo 31 esta provisto de un rodillo 33 seguidor de leva acoplado al perfil 32 de leva.
El perfil 32 de leva define una ruta configurada para retirar el punzon 10 a lo largo del tramo T2 de la ruta del punzon 10 antes de que los troqueles 9 lleguen por debajo de la estacion 11 de dosificacion del producto.
Debe observarse que los medios 19 de movimiento mantienen cada punzon 10 en la posicion retirada incluso en la zona para alimentar la primera tira 3 de material de filtro para no interferir con el posicionamiento de la primera tira 3 en la superficie 6 de la primera parte circular.
En vista de esto, los medios 19 de movimiento hacen que los punzones 10 hagan un movimiento en sentido opuesto, esto es, un movimiento de alimentacion, inmediatamente despues de pasar la zona de entrada de la primera tira 3 de material filtrante sobre la superficie de la primera parte 6 circular del tambor 5.
La maquina 100 comprende tambien medios 34 adicionales para ajustar radialmente el prensador 26 de cabezal con respecto a la superficie de la primera parte 6 circular del tambor 5.
Estos medios 34 de ajuste se combinan con los medios 19 para mover (axialmente) cada grupo de punzones 10, que en el caso ilustrado forman un par de punzones 10.
En vista de esto, los medios 34 de ajuste comprenden un perfil 35 de leva arqueado dispuesto de forma fija dentro del soporte 25 cilmdrico (vease la figura 3) y actuando sobre cada brazo 31 de cada grupo de punzones 10.
Debe observarse que el soporte 25 cilmdrico tiene una serie de cavidades 36 radiales para recibir un eje 37 correspondiente conectado al brazo 31 de soporte.
El eje 37 sobresale radialmente fuera de la correspondiente cavidad 36 para la conexion al brazo 31 y, en el extremo opuesto, sobresale tambien fuera de la cavidad 36 formada sobre el soporte 25 cilmdrico.
Al extremo interior del eje 37 esta conectado un rodillo 37r seguidor de leva para el contacto con el perfil 35 de leva arqueado.
Cada cavidad 36 tambien aloja un resorte 38 montado axialmente alrededor del eje 37 y retenido en sus extremos por las cubiertas 39 opuestas.
La carga de cada resorte 38 tiende (por medio del brazo 31) a mantener el prensador 26 normalmente opuesto a la primera tira 3 de material de filtro con una fuerza predeterminada.
El contacto entre el perfil 37r seguidor de leva con el perfil 35 de leva permite comprimir el resorte 38 y detener la primera tira 3 en la primera parte 6 circular del tambor 5.
El perfil 35 de leva esta configurado para superar la fuerza de compresion del resorte 38 hasta mover el eje 37 radialmente con relacion a la superficie de la primera parte 6 circular del tambor 5 y mover el prensador 26 lejos de la misma superficie de la primera parte 6 circular del tambor 5.
Debe observarse que este tramo 35 arqueado del perfil de leva es al menos sustancialmente igual a la longitud del tramo T2 actuado por los medios 19 para mover los punzones 10 hacia atras/delante.
Preferiblemente, este tramo 35 arqueado del perfil de leva esta por encima del tramo T2 para impedir el raspado entre las superficies del prensador 26 y de la primera tira 3 de material de filtro durante el movimiento hacia atras/delante. Preferentemente, la estacion 11 para dosificar una dosis 12 del producto comprende un tambor 20 adicional que gira alrededor de un eje X1 paralelo al eje X de rotacion del tambor 5 de formacion.
El tambor 20 adicional esta configurado para llevar, en fase, una camara 21 de dosificacion por encima de una camara C tridimensional correspondiente de material de filtro formada y colocada dentro de un troquel 9 correspondiente.
En vista de esto, el tambor 20 adicional esta situado por encima del primer tambor 5 y comprende una pluralidad de camaras 21 de dosificacion equidistantes radialmente.
Cada camara 21 de dosificacion es alimentada por gravedad con producto desde una tolva 40 situada por encima del tambor 20 adicional y, despues de girar a traves de aproximadamente 180°, la camara 21 de dosificacion descarga la dosis 12 del producto en la camara C tridimensional dentro del troquel 9 correspondiente. Ventajosamente, La estacion 11 de dosificacion dosifica productos de tamano grueso tales como, por ejemplo, productos de infusion en forma de polvo, granular o de hoja.
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En una realizacion alternativa, no ilustrada, el tambor 20 adicional puede estar situado inmediatamente mas corriente arriba, o mas corriente abajo, a lo largo de la ruta P de trabajo que se ilustra en la Figura 1. Mas espedficamente, el tambor 20 adicional puede estar situado en un tramo en el que la camara C esta parcialmente fuera del troquel 9 correspondiente, o en un estiramiento donde la camara C esta totalmente fuera del troquel 9 correspondiente, por ejemplo en un tramo en el que la primera tira 3 del material de filtro esta horizontal inmediatamente corriente arriba e inmediatamente corriente abajo del tambor 20 adicional.
Preferiblemente, la estacion 13 para alimentar la segunda tira 14 continua de material de filtro comprende un segundo rodillo 41 de material de filtro y una serie de ruedas intermedias configuradas para transportar la segunda tira 14 por encima de la primera tira 3 de material de filtro formado con la camara C tridimensional llena con la dosis 12 del producto.
Preferiblemente, la estacion 15 de union/cierre comprende una unidad 42 de sellado situada por encima de las dos tiras 3, 14 yuxtapuestas.
La unidad 42 de sellado esta configurada para unir la segunda tira 14 a la primera tira 3 (por ejemplo mediante sellado por calor o ultrasonido).
En vista de esto, la unidad 42 de sellado comprende una cabeza de sellado configurada para unir la segunda tira al menos a lo largo de la abertura 23 de la camara C tridimensional.
Preferiblemente, la unidad 42 de sellado puede crear un sello entre la primera y la segunda tiras 3, 14 en una zona de union a lo largo de la abertura 23 para formar un borde perimetral que sobresale de la camara que contiene el producto C. Preferiblemente, la estacion 15 de union/cierre comprende un cilindro 43 opuesto situado debajo de las dos tiras 3, 14 de material de filtro y la unidad 42 de sellado. El cilindro 43 gira alrededor de un eje horizontal y esta en fase con la unidad 42 de sellado.
El cilindro 43 comprende cavidades 44 de adaptacion para recibir la camara C tridimensional que estan equidistantes radialmente de tal manera que forman una superficie opuesta para la unidad 42 de sellado.
Preferiblemente, la estacion 16 de corte comprende una cuchilla 45 giratoria y un cilindro 46 opuesto situado corriente abajo de la estacion 15 de union con relacion a la ruta P de trabajo.
En vista de esto, la cuchilla 45 giratoria (situada por encima de la primera tira 3 y la segunda tira 14) esta configurada para cortar y separar por lo menos parcialmente, y preferiblemente de manera completa, longitudes 3P que definen la camara C tridimensional de la primera tira 3 y longitudes 14P que definen una base plana para cerrar la abertura 23 de la camara C tridimensional de la segunda tira 14 de acuerdo con una forma perimetral deseada, (triangular, cuadrangular u otra forma). La cuchilla 45 gira continuamente alrededor de un eje horizontal respectivo.
Preferiblemente, la cuchilla 45 giratoria separa la bolsa 1 de filtro de las tiras 3, 14, de tal manera que forma en la bolsa 1 de filtro un borde que es de mayor tamano que la abertura 23 de la camara C tridimensional.
El cilindro 46 opuesto (situado debajo de la lmea de alimentacion de las dos tiras 3 y 14) comprende una pluralidad de cavidades 47 de adaptacion para recibir la camara C tridimensional de la bolsa 1 de filtro para formar una superficie opuesta mientras que la bolsa 1 de filtro es cortada.
El cilindro 46 gira continuamente alrededor de un eje horizontal y esta en fase con la cuchilla 45.
Preferiblemente, corriente abajo de la estacion 16 de corte hay una estacion 48 para separar las bolsas 1 de filtro de los cortes de residuos y apilar las bolsas 1 de filtro a lo largo de un canal 49 de apilamiento, preferiblemente con un eje vertical.
En vista de esto, la estacion 48 de separacion y apilamiento comprende un elemento 50 empujador situado por encima de la lmea de transito de las tiras 3 y 14 de material de filtro y adaptado para separar definitivamente la bolsa 1 de filtro de la tira continua restante de los cortes de residuos a lo largo de una ruta transversal a la lmea de alimentacion de la misma tira.
El elemento 50 empujador empuja a continuacion la bolsa 1 de filtro acabada en el canal 49 de apilamiento vertical.
La bolsa 1 de filtro, o bolsa de te (veanse las figuras 5 a 7) comprende una primera parte 3P de material de filtro, termoformado y que define una camara C tridimensional para contener una dosis 12 del producto de infusion y que tiene una abertura 23 con un borde 24 perimetral externo, continuo.
La bolsa 1 de filtro comprende una segunda parte 14P de material de filtro, plana y adaptada para cerrar la camara C tridimensional de la primera parte 3P.
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La segunda parte 14P de material de filtro es de mayor tamano que la abertura 23 de la camara C tridimensional.
La segunda parte 14P esta unida a la primera parte 3P en el borde 24 perimetrico externo, continuo que sobresale de la camara C de contencion de producto tridimensional.
Preferiblemente, el borde 24 perimetrico externo, continuo de la primera parte 3P de material de filtro se encuentra en el mismo plano que la parte restante de la segunda parte 14P para definir una base plana.
Preferiblemente, la primera parte 3P de material de filtro tiene tres superficies triangulares que, junto con la segunda parte 14P de material de filtro, forman una forma tetraedrica con el borde 24 perimetrico externo, continuo que sobresale externamente desde cada lado definido por la primera parte 3P de material de filtro termoformado.
Alternativamente, la primera parte 3P de material de filtro tiene cuatro superficies triangulares que, junto con la segunda parte 14P de material de filtro, forman una forma de piramide cuadrada con el borde 24 perimetrico externo, continuo, que sobresale externamente desde cada lado definido por la primera parte 3P de material de filtro termoformado.
Preferiblemente, los lados salientes del borde 24 plano forman una superficie conveniente para unir una cuerda 51 para la conexion a una etiqueta 52 utilizada para la manipulacion durante la infusion del producto contenido en la bolsa 1 de filtro.
Preferiblemente, la superficie externa plana definida por la segunda parte 14P forma una superficie conveniente para asociar claramente la cuerda 51 y la etiqueta 52 cuando esta en la posicion empaquetada inoperante de la bolsa 1 de filtro.
En formas de realizacion alternativas no ilustradas, los punzones 10 pueden diferir en forma de los ilustrados: por ejemplo, pueden tener cuatro o mas superficies poligonales planas o superficies curvadas. Ademas, los punzones 10 pueden tener una base poligonal o circular para formar bolsas 1 de filtro de diferentes formas alternativas a las ilustradas, por ejemplo la forma de un cubo, un cilindro, una piramide, un cono, un paralelepfpedo, una esfera, un globo, u otra forma.
La maquina estructurada como se divulga en este documento alcanza completamente los objetivos preestablecidos y ofrece ventajas apreciables en terminos de calidad del producto final y velocidad de produccion por unidad de tiempo.
En particular, la maquina tiene las siguientes ventajas:
- buena resistencia al sellado de la bolsa de filtro porque solo hay un sello, que es un sello que se hace en un plano sobre una sola parte del material de filtro, sin sellos hechos uno encima del otro;
- el producto de infusion esta protegido contra el dano porque se alimenta a la camara tridimensional una vez que la camara se ha formado y no se somete a manipulacion adicional;
- la dosis del producto de infusion permanece siempre en una zona que esta libre de las operaciones mediante las cuales la bolsa de filtro es sellada, cortada o manipulada de otro modo;
- el numero de estaciones de funcionamiento es reducido en comparacion con la maquina tradicional de la tecnica anterior ya que la camara tridimensional esta formada por un solo tambor de una tira plana de material de filtro;
- el reducido numero de estaciones de operacion permite un movimiento continuo de la maquina manteniendo un alto nivel de precision en la formacion de la bolsa de filtro;
- una sola etapa de sellado significa que la bolsa de filtro se somete a menos manipulacion y permite obtener sellos precisos fuertes y de muy buena calidad.
En vista de esto, es posible obtener bolsas de filtro de alta calidad.
Gracias a la forma especial del borde sellado, se forman lados planos que, por una parte, garantizan la resistencia de la bolsa de filtro y, por otra parte, ofrecen un espacio conveniente para la aplicacion de datos del producto sin modificar las caractensticas de la propia bolsa de filtro.

Claims (5)

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    REIVINDICACIONES
    1. Una maquina para fabricar bolsas (1) de filtro para productos de infusion formados a partir de longitudes de material de filtro, caracterizada porque comprende al menos:
    - una estacion (2) para alimentar una primera tira (3) continua de material de filtro termoformable desplazable a lo largo de una ruta (P) de trabajo;
    - una estacion (4) para calentar la primera tira (3) continua, situada a lo largo de la ruta (P) de trabajo e incluyendo medios (22) para calentar la primera tira (3) continua de material de filtro termoformable a una temperatura predeterminada;
    - un tambor (5) para formar una primera parte (3P) de la bolsa (1) de filtro dispuesta corriente abajo de la estacion
    (4) para calentar a lo largo de la ruta (P) de trabajo; teniendo dicho tambor (5) dos partes (6, 7) circulares mutuamente concentricas que giran continuamente en fase alrededor de un unico eje (X) de rotacion para configurar una zona (8) anular en la que esta interpuesta la primera tira (3) continua; estando provista una primera parte (6) circular del tambor (5) con una serie de troqueles (9) radiales, y una segunda parte (7) que tiene una serie correspondiente de punzones (10) de conformacion para formar la primera tira (3) de material de filtro y adaptado para deformar plasticamente una parte de la primera tira (3) de material de filtro dentro de un troquel (9) correspondiente al menos para un estiramiento (T) arqueado predeterminado de una ruta circular seguida por el tambor (5), para formar una camara (C) tridimensional abierta de material de filtro;
    - una estacion (11) para dosificar una dosis (12) de producto de infusion y configurada para colocar, la dosis (12), en fase con el tambor (5), dentro de la camara (C) tridimensional abierta de material de filtro;
    - una estacion (13) para alimentar una segunda tira (14) continua de material filtrante y configurada para colocar la segunda tira (14) continua por encima de la primera tira (3) continua con las camaras (10) tridimensionales con la dosis (12) del producto de infusion, para definir una base plana que cierra las bolsas (1) de filtro;
    - una estacion (15) para unir/cerrar la segunda tira (14) continua de material filtrante sobre la primera tira (3) continua de material filtrante y situada a lo largo de la ruta (P) de trabajo, corriente abajo de la estacion (13) para alimentar la segunda tira (14) continua de material de filtro;
    - una estacion (16) de corte para fabricar una secuencia de bolsas (1) de filtro simples de base plana cortando la primera y la segunda tira (3, 14) continua de material de filtro; estando la estacion (16) de corte situada corriente abajo de la estacion (15) de union/cierre a lo largo de dicha trayectoria (P) de trabajo.
  2. 2. La maquina de acuerdo con la reivindicacion 1, que incluye medios (17) de retencion para retener la primera tira (3) continua de material filtrante, situada entre la primera parte (6) circular y la segunda parte (7) circular del tambor
    (5) , y actuando sobre tramos de la primera tira (3) continua de material filtrante situada en ambos lados de cada troquel (9) en fase con un punzon (10) correspondiente durante una etapa de deformacion plastica de la primera tira (3) continua de material de filtro, estando dichos medios (17) de retencion adaptados para bloquear dichos tramos de la primera tira (3) continua con respecto a los troqueles (9).
  3. 3. La maquina de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye medios (18) de leva para activar y desactivar los punzones (10) y configurarlos para mover radialmente los punzones (10), al menos a lo largo de dicho tramo (T) arqueado, entre una posicion inoperativa, estando el punzon (10) situado lejos del troquel (9) y de la primera tira (3) continua, y una posicion operativa, en la que el punzon (10) esta acoplado al troquel (9) para deformar plasticamente la primera tira (3) continua .
  4. 4. La maquina de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicho tambor (5) incluye medios (19) para mover cada punzon (10), en ambas direcciones, paralelo al eje (X) de rotacion del mismo tambor (5) de manera que se mueven los punzones (10) lejos de los troqueles (9) para un segundo tramo (T2) predeterminado de ruta arqueada seguido por los mismos punzones (10) en la proximidad de la estacion (11) para dosificar una dosis (12) del producto de infusion.
  5. 5. La maquina de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la estacion (11) para dosificar una dosis (12) de producto de infusion incluye un tambor (20) adicional que gira alrededor de un eje (X1) paralelo al eje (X) de rotacion del tambor (5) y configurado para poner en fase con el tambor (5) una camara (21) de dosificacion por encima de una correspondiente camara (C) tridimensional de material de filtro formada y colocada dentro de un troquel (9) correspondiente.
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