ES2988103T3

ES2988103T3 - Paquete plegado

Info

Publication number: ES2988103T3
Application number: ES19792564T
Authority: ES
Inventors: Mark Holderman; Gregory Russell
Original assignee: MPI LLC
Current assignee: MPI LLC
Priority date: 2018-04-26
Filing date: 2019-04-10
Publication date: 2024-11-19
Anticipated expiration: 2039-04-10
Also published as: EP3784576C0; US11130596B2; US11246336B2; US20230354882A1; AU2022202742B2; US20200010284A1; EP3784576A4; US11945611B2; NZ769314A; WO2019209530A1; US20210380284A1; US20230249852A1; US20200010283A1; EP3784576A1; US20190329514A1; US11649077B2; CA3097893A1; EP3784576B1; CO2020013796A2; US11148835B2

Abstract

La tecnología descrita en este documento se refiere en general a un aparato y sistema de envasado automatizado que envasa partículas sueltas en un recipiente cónico, así como en los paquetes plegados finales. Más específicamente, se suministra materia vegetal suelta, como hojas secas desmenuzadas, a sucesivos conos de papel. El aparato envasa las hojas desmenuzadas en los conos, cierra la parte superior ancha del cono en una forma precisa y, a continuación, realiza un control de calidad para garantizar que el cono lleno final cumpla con las especificaciones preestablecidas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Paquete plegado

ANTECEDENTES

Previo al desarrollo del presente aparato y sistema, los conos de papel eran llenados a mano. La gente introducía el producto individualmente, tal como hojas, dentro de un solo cono y se apisonaba mecánicamente. Alternativamente, se podían colocar numerosos conos en lo que es esencialmente una estructura de panal con orificios que acomodan los conos. Entonces, las hojas desmenuzadas se esparcían por los orificios que contenían los conos y eran utilizadas vibraciones o apisonamiento mecánico para empaquetar las hojas dentro de los conos.

Cada una de estas operaciones resultaba en conos rellenos de forma imprecisa y no uniforme. El apisonado mecánico a menudo dejaba las hojas demasiado compactadas. A veces, las hojas de la parte inferior del cono quedaban demasiado compactadas, mientras que las de la parte superior quedaban demasiado sueltas. La presión mecánica tenía tendencia a romper los conos de papel. Confiar simplemente en las vibraciones para llenar los conos a menudo resultaba en hojas demasiado sueltas.

Estos problemas se componían a menudo mediante el tipo de materia vegetal utilizado. Específicamente, en el caso de la materia vegetal con un contenido relativamente alto de aceite, las hojas desmenuzadas tendían a exhibir una cualidad pegajosa que resultaba en la aglutinación de las hojas. Las hojas aglomeradas afectaban negativamente a la utilidad del método de vibración, porque las vibraciones por sí solas no eran suficientes para romper los aglomerados. Similarmente, el método de apisonado resultó en aglomeraciones más compactas, lo que agravó el problema. En ambos casos, los aglomerados tendían a alojarse en la parte estrecha del cono, creando espacios de aire o, de otra manera, un empaquetamiento no uniforme del material vegetal dentro del cono.

El empaquetado no uniforme genera un número de problemas. Por ejemplo, puede afectar al peso del producto final. Cuando los aglomerados se empaquetan con más materia vegetal suelta, la densidad de los aglomerados puede resultar en que se empaquete dentro del cono una cantidad de materia vegetal superior a la deseable. Los aglomerados tienden a quemarse a una tasa diferente, lo que altera la tasa de combustión natural y correcta de un cono empaquetado de forma correcta y uniforme. Cuando los aglomerados crean espacios de aire, la tasa de combustión de la materia vegetal puede verse afectada negativamente, porque la falta de contacto sólido entre la materia vegetal puede resultar en una extinción de la materia vegetal. La densidad de los aglomerados puede interrumpir el flujo de aire a través de la materia vegetal y actuar como una obstrucción en una paja.

También para llenar los conos a mano, o con el dispositivo de envasado tipo panal, es necesario cerrar cada uno de los conos a mano. Al utilizar estos métodos, se requería que una persona manipulara manualmente cada cono y plegara el extremo abierto para sellar el material vegetal y prevenir que se cayera. A menudo, los conos se cerraban simplemente retorciendo el papel de la parte superior del cono para cerrarlo completamente y sellarlo. Este proceso manual es agotador para las manos y limita el número de conos que se pueden llenar en una cantidad de tiempo determinado. También tiende a resultar en pliegues/cierres torcidos no uniformes ya que la gente tiende a tener diferentes técnicas para plegar/torcer y la destreza se vuelve más limitada ya que las manos y los dedos se fatigan más.

El documento US5676306 reporta un envase que tiene un borde superior extendido con una serie de líneas de pliegue que se extienden hacia abajo desde un borde superior, que cuando se pliegan hacia dentro forman una serie de rectángulos, cada uno de los cuales tiene una porción de esquina diagonal para formar un panel de cierre. Los paneles pueden desplazarse hacia el interior del borde en una relación de solapamiento mutuo para cerrar el envase. Mediante la selección de un ángulo de plegado superior al neutro, los paneles convergerán en una relación de reacción mutua para converger y bloquearse en un cono de cierre inclinado. Las líneas de pliegue incorporan una banda de refuerzo contigua que se pliega dentro del borde superior para formar una banda reforzada alrededor. Los contenedores son apilables cuando están desplegados o parcialmente cerrados.

El documento DE8015375 reporta un cono escolar (el Schultüte es el símbolo del primer día de clase en Alemania), que tiene una sección transversal cerrada, que se estrecha uniformemente hacia una punta y que tiene un cierre en el extremo superior, caracterizado porque la sección transversal es de cuatro, seis u octogonal con un número correspondiente de partes laterales (1) y en las esquinas son proporcionadas líneas de surco (2) que van desde la punta hasta el extremo superior.

El documento GB810759 reivindica una tapa de extremo protectora para un cigarrillo que comprende un cilindro formado desde una lámina o material similar y adaptado para rodear un extremo de cigarrillo, dicho cilindro que tiene un margen lateral girado hacia dentro y plegado para proporcionar una pluralidad de pestañas de extremo que tienen porciones dirigidas centralmente desde la periferia del cilindro en relación de solapamiento entre sí, los extremos de dichas pestañas remotas desde la periferia del cilindro están también en relación de solapamiento para formar un extremo cerrado para dicha tapa, estando dicho extremo cerrado rebajado hacia el interior desde el borde marginal final de la porción cilíndrica y asegurado en dicha posición rebajada por una banda anular formada por porciones marginales de dichas pestañas adyacentes a dicha periferia del cilindro que se extienden a lo largo de la superficie interior del cilindro desde dicho borde final hasta las porciones centralmente dirigidas de las pestañas.

RESUMEN

La presente invención se refiere a un paquete plegado que comprende:

un cono de papel hueco que tiene un exterior, un interior, una longitud, un eje central a lo largo de la longitud, una anchura, y dos extremos opuestos entre sí unidos por una sección media, donde un extremo es un extremo proximal, y el otro extremo es un extremo distal y donde la longitud es mayor que la anchura;

un relleno dentro del cono;

donde el extremo distal comprende aproximadamente un cuarto de la longitud del cono;

en el que el extremo distal del cono termina en un borde;

en el que una porción del extremo distal se pliega sobre sí misma y se pliega en el interior del cono, tal que el borde del extremo distal es sostenido por la deformación plástica del papel dentro del interior del cono y forma un labio circunferencial de papel en el extremo distal;

en el que la porción del extremo distal que está plegada sobre sí misma y plegada en el interior del cono se pliega de tal forma que forma un orificio de acceso ubicado a lo largo del eje central del cono; y

en el que el relleno comprende además un núcleo de fluido a lo largo del eje central.

De acuerdo con una realización, el paquete plegado cuyo relleno comprende materia vegetal.

El fluido es opcionalmente un aceite.

Opcionalmente, el diámetro del orificio de acceso es tal que cuando se invierte el cono, se previene que el relleno fluya libremente desde el extremo distal del cono.

De acuerdo con otra realización, el volumen del núcleo de fluido varía a lo largo de la longitud del cono.

El fluido puede ser derivado de la misma familia de plantas que la materia vegetal utilizada como relleno.

El volumen del núcleo de fluido es mayor hacia el extremo distal del cono que hacia el extremo proximal del cono.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La FIG. 1A es una vista en perspectiva de una realización del aparato y sistema que representa la relación entre varios subsistemas del aparato.

La FIG. 1B es una vista en perspectiva de una realización alternativa del aparato y sistema que representa la relación entre los diversos subsistemas del aparato.

La FIG. 2A es una vista en perspectiva de una realización del carrusel.

La FIG. 2B es una vista en planta de primer plano de una porción de una realización de una placa del carrusel que exhibe un orificio geométrico.

La FIG. 2C es una vista en perspectiva de una realización de un cono.

La FIG.3A es una vista en perspectiva de una realización del carrusel en relación con una realización de dedos de desanidación y una realización de un trasportador de cono.

La FIG. 3B es una vista en perspectiva de primer plano de una realización de dedos de desanidación en una posición cerrada.

La FIG. 3C es una vista en despiece de una realización de dedos de desanidación.

La FIG. 3D es una vista lateral de una realización de un transportador de cono y troqueles.

La FIG. 3E es una vista en perspectiva de realizaciones de un transportador de cono y troqueles.

La FIG.3F es una vista en despiece de una realización de un troquel.

La FIG. 3G es una vista en perspectiva de una realización de un troquel.

La FIG. 3H es una vista en perspectiva despiezada de una realización de una copa de elevación.

La FIG. 3I es una vista lateral de una realización de un transportador cónico en relación con una realización de un copa de elevación.

La FIG. 3J es una vista en perspectiva de una realización de un transportador de cono en relación con una realización de una copa de elevación.

La FIG. 4A es una vista lateral de realizaciones de una tolva y un transportador.

La Fig. 4B es una vista lateral alternativa de realizaciones de una tolva y un transportador.

La FIG. 4C es una vista en perspectiva de realizaciones de una tolva y un transportador.

La FIG. 4D es una vista lateral en primer plano de una realización de una tolva y un transportador.

La FIG. 4E es una vista en perspectiva de una realización de una tolva y una rueda trituradora.

La FIG. 4F es una vista en perspectiva alternativa de una realización de una tolva y una rueda trituradora.

La FIG. 5A es una vista en perspectiva de una realización de una estación de empaquetado.

La FIG. 5B es una vista en perspectiva de una realización de un cabezal empaquetador.

La FIG. 5C es una vista en perspectiva alternativa de una realización de un cabezal empaquetador.

La FIG. 5D es una vista en despiece de una realización de un cabezal empaquetador.

La FIG. 5E es una vista en perspectiva de una realización de una estación de pesaje en una posición cerrada.

La FIG. 5F es una vista en perspectiva alternativa de una realización de una estación de pesaje.

La FIG. 5G es una vista en perspectiva despiezada de una realización de un sistema de soporte de cono.

La FIG. 5H es una vista lateral de una realización de un sistema de soporte de cono orientado en relación con una realización de un transportador de cono.

La FIG. 5I es una vista en perspectiva de una realización de un sistema de soporte de cono orientado en relación con una realización de un transportador de cono.

La FIG. 6A es una vista en perspectiva de una realización de una estación de plegado.

La FIG. 6B es una vista despiezada de una realización de dedos plegadores.

La FIG. 6C es una vista en perspectiva parcialmente despiezada de una realización de una parte de una estación de la La FIG. 6D es una vista lateral en sección transversal de una realización de una estación de plegado que incluye una aguja inyectora con un cono desplegado.

La FIG. 6E es una vista lateral en sección transversal de una realización de una estación de plegado que incluye una aguja inyectora con un cono parcialmente plegado.

La FIG. 6F es una vista en sección transversal de una realización de una estación de plegado con una aguja inyectora insertada en un cono.

La FIG.6G es una vista en sección transversal de una realización de una estación de plegado con aguja inyectora extraída de un cono y un cono que tiene un núcleo de fluido.

La FIG. 6H es una vista en planta en primer plano de una realización de dedos plegadores en estado parcialmente cerrado. La FIG. 6I es una vista en planta en primer plano de una realización de dedos plegadores en un estado cerrado.

La FIG. 6J es una vista lateral de una realización de dedos plegadores en un estado abierto.

La FIG. 6K es una vista en planta de una realización de dedos plegadores en un estado abierto.

La FIG. 6L es una vista en perspectiva de una realización de una punta plegadora con un pasador axial.

La FIG. 6M es una vista en planta de una realización de una punta plegadora con un pasador axial.

La FIG. 6N es una vista en sección transversal de un lado de una realización de una punta de plegadora con un pasador axial.

La FIG. 6O es una vista en perspectiva de una realización de un cono plegado mediante una realización de la punta plegadora con un pasador axial.

La FIG. 6P es una vista en sección transversal de un extremo distal de una realización de un cono lleno con un núcleo fluido plegado mediante una realización de la punta plegadora con un pasador axial.

La FIG. 7A es una vista lateral de una realización de una estación inyectora de fluido.

La FIG. 7B es una vista en perspectiva de una realización de una estación inyectora de fluido.

La FIG. 7C es una vista lateral en sección transversal de una realización de una estación inyectora de fluido.

La FIG. 7D es una vista en perspectiva de una realización de una estación inyectora y una estación de empaquetado de purga de gas.

La FIG. 8 es una vista en perspectiva de una realización de una estación de control de calidad.

La FIG. 9 es un diagrama de flujo que describe el funcionamiento de una realización del ensamblaje de empaquetado. La FIG. 10 es un esquema de una realización de un sistema de control en conexión con una pluralidad de actuadores y sensores.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS REALIZACIONES

A lo largo de la especificación, siempre que sea posible, las estructuras similares serán identificadas mediante números de referencia similares. En adición, en algunas figuras se han omitido componentes, tales como conexiones eléctricas adicionales y tubos (tales como tubos de vacío y tubos neumáticos) para mayor claridad en los dibujos. Adicionalmente, en algunas figuras se han omitido estructuras repetitivas, tales como actuadores múltiples. En tales casos se proporcionan componentes ejemplares con fines explicativos y debería ser entendido que otros dispositivos similares en los dibujos pueden ser proporcionados con componentes similares. A menos que se indique expresamente otra cosa, el término “o” significa “cualquiera o ambos” tal que “A o B” incluye A solo, B solo, y ambos A y B juntos.

Las FIGS. 1A y FIG. 1B representan generalmente realizaciones de un ensamblaje de empaquetado 100. Las realizaciones pueden incluir un carrusel 200, un ensamblaje de cono 300, un ensamblaje de tolva 400, un ensamblaje de hoja 407, una tolva trituradora 401, una estación de empaquetado 500, una estación de pesaje 510, una estación de plegado 600, y una estación de control de calidad 800. Adicionalmente, el ensamblaje de empaquetado puede incluir un transportador 806, y una estación inyectora 700 (que puede estar integrada con la estación de plegado o ser una estación separada). Los diversos componentes pueden estar montados a una mesa 101.

También el ensamblaje de empaquetado está equipado con varios actuadores. Los actuadores mueven los diversos componentes del ensamblaje a sus posiciones apropiadas. En una realización, los actuadores son generalmente actuadores neumáticos y motores eléctricos, aunque debería ser apreciado por un experto en la materia que podría utilizarse cualquier actuador. Mediante forma de ejemplo no limitante, podrían utilizarse motores de velocidad continua, motores de velocidad variable, servomotores, hidráulicos o actuadores magnéticos. Como ejemplo adicional, un actuador podría tener la forma de una simple válvula o interruptor que el sistema de control opera para permitir que un fluido hidráulico o neumático fluya a través del sistema y proporcione la fuerza requerida por el sistema. También se puede ser utilizada una bomba de vacío y un tubo de vacío para controlar el flujo de aire en el sistema.

Un sistema de control eléctrico (una de cuyas realizaciones se describe con más detalle con respecto a la FIG. 10) se utiliza para monitorizar y controlar la operación del sistema y del ensamblaje de empaquetado. El sistema de control eléctrico puede incluir circuitos dedicados, hardware de computación programable, firmware, software, controladores o una combinación de los mismos. El sistema de control coordina la actuación del aparato y del sistema y, en particular, coordina los actuadores y el vacío, así como la utilización de datos de sensores, parámetros preestablecidos almacenados en el sistema de control, o una combinación de los mismos. Mientras que generalmente es ventajoso utilizar un sistema de control de un computador autónomo, orientado localmente (con dispositivos de entrada y salida acompañantes tales como un visualizador, teclado, ratón, pantalla táctil, control de comandos de voz, etc.) para reducir la latencia en el bucle de retroalimentación y comando entre los sensores, el computador y los actuadores, es contemplado que partes del sistema de control puedan ser organizadas de manera distribuida, con sistemas de sub-control operando porciones del sistema de empaquetado mientras están en red con un computador controlador principal, o incluso que porciones del sistema de control puedan ser ubicadas fuera del sitio y conectadas a través de Internet.

En una realización, un computador monitoriza los sensores del ensamblaje de empaquetado, y coordina la operación de los actuadores del ensamblaje de embalaje. Simultáneamente, el computador registra datos desde la operación del ensamblaje de empaquetado. Por ejemplo, el computador registra el tiempo en que cada actuador es activado. Además, el sistema computador puede compilar el número de actuaciones de cada actuador para determinar si se debería haber creado un producto completado. Por ejemplo, el computador identifica que los actuadores del carrusel fueron activados, seguido por la activación de los dedos de desanidación. Un sensor de retroalimentación en los dedos de desanidación informa al computador que un cono fue retirado exitosamente del carrusel y el computador registra esos datos. El computador entonces registra la activación del transportador de conos y la activación de un sensor de la estación de pesaje y del actuador de la estación de pesaje (indicando que el producto ha sido alimentado al cono). El sistema computador loguea la activación del actuador de la varilla de empaquetado seguido por la activación de los actuadores del dedo plegador (indicando que el cono llenado ha sido completado), el computador entonces loguea el actuador del troquel (liberando el cono llenado) seguido por la retroalimentación de los sensores de control de calidad (tal como el registro del peso del cono, una imagen del cono, o una simple verificación de que el cono está presente). La computación entonces registra si el actuador de rechazo fue activado para determinar si el cono fue aceptado o rechazado. La computación registra la posterior activación de los actuadores de la estación de inyección de fluido, incluyendo la operación de las bombas de fluido para registrar si el cono fue llenado con un núcleo de fluido, y cuanto fluido fue depositado en el cono. Posteriormente, pueden ser registrados los datos de control de calidad (y los datos de aceptación/rechazo) descritos previamente. En algunas realizaciones, el llenado de fluido ocurre antes de cualquier control de calidad. Mediante la coordinación del registro de los datos pertenecientes a los actuadores y sensores, el sistema de computador es capaz de realizar un seguimiento de los conos individuales a medida que avanzan a través del sistema de empaquetado.

Cuando se espera un cono, pero no está presente, el computador puede loguear la instancia y generar una alerta. Por ejemplo, si todos los actuadores y sensores están logueados desde la extracción de un cono del carrusel a la estación de plegado, el computador espera que un cono lleno este presente en la estación de control de calidad. Si el actuador del troquel actúa y no es detectado ningún cono lleno en la estación de control de calidad, el computador puede generar una alerta indicando que falta el cono lleno esperado. De esta forma, el sistema de computador puede ayudar a prevenir el robo de conos completados.

También, los datos pueden ser utilizados para evaluar la operación del ensamblaje de empaquetado. El tiempo preferido de actuación de los actuadores es conocido y almacenado en la memoria del computador. A medida que el computador recopila datos, compara la sincronización real con el valor preestablecido para una sincronización óptima. Si los datos reales están fuera del rango preferido, el computador puede ajustar el tiempo real de uno o más de los actuadores (por ejemplo, el computador puede activar un actuador ligeramente antes que previamente para poner el actuador en el tiempo apropiado) o puede generar una alerta para que un técnico reinicie la operación del ensamblaje (o actuador). El sistema de control puede estar conectado a internet de tal manera que los datos relativos al funcionamiento de los actuadores y sensores también pueden ser transmitidos a un ordenador remoto para supervisar el funcionamiento del ensamblaje de forma remota. En una realización, cuando el computador compila datos desde la activación coordinada de los actuadores y sensores indicando que un cono ha sido llenado y la calidad comprobada, el computador incrementa el número de conos llenados (sustracción y logueo del número de conos rechazados). El sistema de computador puede entonces generar un informe indicando el número de conos llenados y aceptados durante un periodo de tiempo determinado.

En general, los componentes están dispuestos para facilitar el movimiento de un cono a través del sistema de empaquetado. En una realización, el transportador de conos está adaptado para mover los conos de una estación a otra para efectuar el llenado de los conos. Por ejemplo, en la realización de la FIG. 1A, cuando el transportador es movido en la dirección de avance (que en la FIG. 1A corresponde a la dirección contraria a las agujas del reloj, aunque debe entenderse que "avance" simplemente significa una dirección que mueve un punto en el transportador de conos desde un punto de inicio sucesivamente más allá de las estaciones del aparato de empaquetado antes de regresar ese punto al punto de inicio), el transportador de conos mueve un cono desde el carrusel a la estación de empaquetado, luego a la estación de plegado, luego a la estación de control de calidad antes de regresar al punto de inicio del carrusel y recibir otro cono.

La FIG. 2A representa generalmente una realización del carrusel 200. Incluye al menos una placa. Debería ser apreciado que una "placa" podría ser de cualquier tamaño y forma, y no está limitada a una placa plana como la mostrada en la FIG.

2A. Más bien, una placa plana, generalmente circular (como se muestra) puede eficaz y económicamente transmitir los conos en el presente sistema. En la realización mostrada, el carrusel incluye tres placas 210, 220, 230 dispuestas verticalmente a lo largo de una varilla de soporte 240. La varilla de soporte está conectada a un actuador de varilla 250. El actuador de varilla 250 rota la varilla de soporte y de este modo rota el carrusel incluyendo las placas 210, 220, 230.

Con referencia a las FIGS. 2A y 2B, cada una de las placas incluye una serie de orificios ubicados circunferencialmente a lo largo de un perímetro exterior (véase generalmente, 280) de la placa. Por ejemplo, en la FIG. 2B, la placa 230 incluye orificios 231, 232, 233, 234, 235, 236, 237, y 238. Preferiblemente, los orificios de las dos placas superiores, 210 y 220, tienen diámetros que son del tamaño del diámetro más grande de los conos 1100 o ligeramente más grandes que éste. Así, los conos pueden pasar libremente por los orificios de esas dos placas. En una realización, los orificios de la placa 230 tienen un diámetro que es menos que el diámetro más grande de los conos, o tienen una forma geométrica que resulta en un acoplamiento por fricción de un cono colocado dentro del orificio. En una realización, cada uno de los orificios de la placa 220 incluye un actuador y una capturadora de orificios (a efectos explicativos, sólo se representa un actuador y una capturadora de orificios). En un ejemplo, la FIG. 2A representa el actuador de orificio 260 y la capturadora de orificio 270. El actuador de orificios actúa sobre la capturadora de orificios para aplicar y liberar presión sobre la pila de conos, de tal manera que cuando es aplicada la presión, son prevenidos de pasar desde el orificio asociado de la placa 220. Eso asiste en aliviar la presión sobre el cono que está activado por fricción con el orificio geométrico 236 y previene que el peso de la pila de conos 1100a empuje prematuramente los conos a través del orificio geométrico. Cuando la presión es liberada, los conos pueden pasar a través del orificio asociado con el actuador y capturar en la placa 220 bajo el peso de la pila de conos 1100a. En una realización, el actuador 260 incluye un pistón 261 que se conecta a un bloque de capturadora móvil 271. Un bloque capturador fijo 272 se fija a la placa 220. El actuador 260 actúa el pistón para deslizar el bloque capturador móvil 271 hacia y desde el bloque capturador fijo 272 para aplicar o liberar presión sobre la pila de conos 1100a. Así, el actuador mueve la capturadora para crear y aliviar una restricción en el orificio asociado, de modo que prevenga o permita que los conos pasen a través del orificio. Debería ser apreciado que capturadoras alternativas podrían ser utilizadas tal como una capturadora de constricción (o esfínter) que rodea los conos tal que el actuador constriñe y libera la capturadora para aplicar y liberar presión en la pila de conos.

Con respecto a los conos, el cono 1100 de la FIG. 2C es un ejemplo de un cono que puede ser empaquetado utilizando el presente sistema. Los conos se apilan de forma anidada en el carrusel (ver, generalmente, 1100a). Los conos exhiben un extremo proximal 1101 y un extremo distal 1102 que están ubicados uno frente al otro y reunidos mediante una sección media. Los conos son huecos tal que el aire puede entrar por el extremo distal, ser aspirado a través del cono y salir por el extremo proximal. Preferiblemente, el extremo distal exhibe un diámetro más grande que el diámetro del extremo proximal.

Preferiblemente, cada uno de los orificios 231, 232, 233, 234, 235, 236, 237 y 238 de la placa inferior 230 no es circular. Más bien, como se muestra en la FIG. 2B que representa un orificio 236 ejemplar en una vista expandida, la pared 239 de cada orificio puede incluir una forma geométrica. Tal como se utiliza en el presente documento, “geométrica” significa que la forma no es un círculo. Preferiblemente, la forma geométrica es una estrella de ocho puntas. Al utilizar un orificio con una pared que tiene una forma geométrica, se reduce el tamaño del orificio de modo que sea más pequeño que la circunferencia mayor del cono. Así, un cono no pasara a través del orificio 236 por su propio peso, sino que tendrá que ser forzado a atravesarlo. El tamaño preferido de la forma geométrica es sólo ligeramente más pequeño que la mayor circunferencia del cono, de modo que cuando el cono es forzado a pasar a través del orificio, el cono de papel se deforma con resiliencia y la forma geométrica previene la deformación plástica del cono, tal como un pliegue en el cono. En una realización, la forma geométrica se forma en la placa mediante el corte de un orificio que tiene una forma geométrica dentro de la placa. Alternativamente, un orificio de cualquier forma, incluyendo circular, podría ser cortado en la placa y ese orificio podría ser llenado con un material, tal como una resina moldeada, plástico, o goma, que rodea la pared del orificio y que tiene un orificio interior que tiene una forma geométrica.

En una realización, el cono es extraído del carrusel 200 mediante un tirón hacia abajo a través del orificio geométrico. Un actuador activa, por ejemplo, una capturadora o un vaso de succión para unirse temporalmente al cono y tirar de él desde el carrusel 200. Debería ser apreciado que un carrusel alternativo en la forma de un transportador flexible, en lugar de placas rígidas, podría ser utilizado para mover pilas de conos en la posición proximal al transportador de cono a fin de permitir la transferencia de conos desde el carrusel al transportador de cono. Debería ser apreciado que mientras una realización utiliza tres placas, una realización alternativa podría utilizar más placas y más actuadores para aliviar el peso de pilas más altas de conos. Alternativamente, menos placas podrían ser utilizadas, y dependiendo del peso de la pila de conos, una realización simplificada podría eliminar el uso de actuadores para aliviar el peso de las pilas de conos.

La FIG. 3A representa una realización del sistema incluyendo el posicionamiento del carrusel 200, el transportador de conos 300, y el ensamblaje de desanidación 360. Con referencia a Las FIGS. 3B, en una realización, el cono puede ser sujetado mediante los dedos 361 y 362 de desanidación. Uno o más de los dedos son movidos por un actuador de desanidación 363 para abrir y cerrar los dedos y también son movidos por un actuador vertical 364 para ajustar la posición vertical de los dedos de desanidación con respecto al transportador de cono 300.

La FIG. 3B es una representación de una realización del ensamblaje de desanidación. El dedo de desanidación 361 tiene una muesca 365 cortada en un extremo distal del dedo 361. En una realización, la muesca tiene forma de V. El dedo de desanidación 362 tiene una placa aproximadamente vertical 366 que se extiende desde un extremo distal del dedo 362. La placa vertical puede ser plana, curvada para adaptarse a la curva del cono de papel, o angular para aproximarse a una curva. En una realización, la placa vertical tiene forma de T. La muesca 365 y la placa vertical 366 están calibradas de modo que cuando los dedos de desanidación se juntan, la muesca y la placa vertical entran suficientemente en contacto con el cono para acoplar friccionalmente el cono sin causar deformación plástica del cono. El actuador de desanidación 363 junta los dedos de desanidación para acoplar el cono, y el actuador vertical 364 mueve los dedos de desanidación verticalmente para extraer el cono desde el carrusel 200. Debería ser apreciado que mientras dos actuadores pueden ser utilizados, un actuador multi-eje puede ser utilizado. La forma en T de la placa en el dedo de desanidación 362 ayuda a proporcionar un área de superficie de fricción adicional para ayudar a acoplar el cono y prevenir la deformación plástica. En algunas realizaciones, los dedos de desanidación pueden estar revestidos con un material de fricción, tal como goma blanda o plástico, para incrementar la fricción entre los dedos de desanidación y el cono. En una realización alternativa, los dedos de desanidación pueden ser sustituidos por una ventosa de desanidación tal que la ventosa se une al cono mediante vacío, el ensamblaje de desanidación tira del cono hacia abajo, y entonces se libera el vacío separando la ventosa del cono de desanidación.

En una realización, el actuador vertical 364 mueve los dedos de desanidación 361, 362 para extraer un cono mientras el ensamblaje de empaquetado activa simultáneamente el actuador de orificio 260 en la segunda placa para abrir y permitir que la pila de conos se mueva verticalmente. Una vez que la pila se mueve lo suficientemente verticalmente hacia abajo (lo que puede determinarse, por ejemplo, basado en la temporización o en la retroalimentación del sensor), el actuador de orificios 260 acopla el siguiente cono para soportar el peso de la pila de conos, y el cono inferior acopla suficientemente (mediante fricción, por ejemplo) el orificio geométrico 236 para sostener los conos restantes.

Así, cuando un cono es extraído de la parte inferior de la pila de conos 1100a, el actuador de orificio 260 libera temporalmente la presión sobre la pila de conos y permite que la pila descienda un cono. El actuador de orificio 260 vuelve entonces a aplicar presión a la pila para prevenir que más de un cono salga por el orificio de la placa inferior 230. Una vez que todos los conos de una pila son tirados a través del orificio de la placa inferior 230, el actuador de varilla 250 rota las placas tal que la siguiente pila de conos (no mostrada) está en posición para suministrar conos adicionales. En una realización, un sensor de vacío 367 identifica que un cono no fue sujetado por los dedos de desanidación cuando los dedos de desanidación se juntan completamente, disparando así el sensor. Al recibir una señal del sensor de vacío 367, el sistema de control puede intentar sujetar un cono de nuevo. Después de uno o más intentos fallidos, el sistema de control puede determinar que la pila de conos 1100a está agotada y enviar una señal para girar el carrusel 200 y orientar una nueva pila de conos sobre los dedos de desanidación antes de volver a intentar sujetar un cono.

Los conos son extraídos de la pila de conos y depositados en el transportador de conos 300. Como se muestra en las FIGS. 3D y 3E, el transportador de conos incluye una placa de troquelado 301, troqueles 310, 320, 330, 340 (aunque debe ser apreciado que mientras cuatro troqueles son mostrados, más o menos troqueles podrían ser utilizados), un árbol de soporte 302, y un actuador 303 del transportador de conos. La placa de troqueles 301 está montada a un árbol de soporte 302. El actuador del transportador de conos 303 rota el eje de soporte y, por lo tanto, rota la placa de troqueles 301 para transportar los troqueles (y cualquier cono que contenga un troquel) a través del ensamblaje de empaquetado. Debería ser entendido que el actuador del transportador de cono podría adaptarse para controlar el transportador de cono directamente (tal como montando directamente a la placa de troquel y de tal modo rotar la placa de troquel directamente). En tal realización, el árbol de soporte 302 puede ser innecesario. Sin embargo, en una realización, el árbol de soporte puede ser utilizado para proporcionar separación entre la placa de troquel 301 y una superficie de montaje (como un banco o mesa) (ver, por ejemplo, la Fig. 1, mesa 101). Debería ser apreciado que un mayor cono transportador con más troqueles podría ser utilizado, e incluso un transportador flexible con muchos troqueles.

En una realización, el transportador de conos 300 puede incluir múltiples troqueles, y preferiblemente incluye cuatro troqueles 310, 320, 330 y 340. Los troqueles pueden sostener un cono para ser llenado y permiten que un cono lleno sea extraído del troquel. Para propósitos explicativos, se muestra una realización de un troquel en las FIGS. 3F y 3G. El troquel puede estar formado por dos segmentos de captura 311 y 312 (aunque podrían utilizarse troqueles más complejos formados por más segmentos de captura o una estructura alternativa). El segmento de captura 311 tiene una superficie de contacto 311a y un surco 311b mientras que el segmento de captura 312 tiene una superficie de contacto 312a y un surco 312b. Cuando se juntan, la superficie de contacto 311a se conecta con la superficie de contacto 312a, y los surcos 311b y 312b de los segmentos de sujeción definen una cavidad (véase, generalmente 313) que tiene un extremo distal 314 y un extremo proximal 315 que atraviesa el espesor vertical de los segmentos de captura. En algunas realizaciones, el espesor vertical de cada segmento de captura puede ser el mismo, pero en otras realizaciones, el espesor vertical de un segmento de captura (por ejemplo, 311) puede ser diferente del espesor vertical del otro segmento de captura. Preferiblemente, la cavidad 313 exhibe la forma de un cono truncado tal que el diámetro de la cavidad es mayor en el extremo distal 314 y se estrecha hacia el extremo proximal 315. Un actuador de troquel 350 mueve uno o más de los segmentos para abrir y cerrar los segmentos de captura cerrados 311, 312, y así abrir y cerrar la cavidad en forma de cono 313 permitiendo que un cono lleno sea extraído del troquel. En operación, el ensamblaje de desanidación 360 deposita un cono dentro de la cavidad 313 del troquel 320 y el cono es sostenido por el troquel. El cono es entonces llenado, y el actuador de la matriz 350 puede entonces separar los segmentos de captura 311 y 312 y el cono puede pasar a través del troquel. También puede prevenir que el cono sufra deformación plástica como podría ocurrir si el cono fuera extraído por la fuerza del troquel, como tal que podría ocurrir al agarrar el cono.

Con respecto al llenado del cono, después de depositar el cono en la matriz, el transportador del cono rota y posiciona el cono debajo de una estación de empaquetado 50o que, en una realización, está asociada con una estación de tolva 400 (ver FIGS. 1A y 1B). En una realización, la estación de la tolva incluye un transportador 407. Con referencia a las FIGS.

4A-4D, las hojas (no mostradas) se introducen dentro de la tolva 401b. En una realización, como se muestra en la FIG.

4C, la tolva comprende un contenedor que es generalmente un rectángulo tridimensional con cuatro lados. Debería ser apreciado que la tolva podría tener una forma diferente, tal como tubular con lados uniformes y sin costuras. La tolva incluye una entrada 402 en la parte superior, a través de la cual se pueden suministrar las hojas, y una salida 403 en la base para permitir que las hojas salgan de la tolva. En la base de la tolva hay una placa de amortiguación 404 que cierra la base de la salida de la tolva 403 y previene la salida de las hojas. La tolva está preferiblemente montada proximalmente a la compuerta tal que cuando el aparato de empaquetado no está en operación, hay un espacio 405 entre la salida de la tolva 403 y la placa de amortiguación 404. La tolva o la placa de amortiguación, o ambas, pueden ser ajustables para incrementar o disminuir el espacio entre ellas, dependiendo del tamaño de las hojas. En una realización, la placa de amortiguación está conectada al interior del transportador 407 y es actuada por el actuador 408 del transportador de hojas, que se mueve con el transportador y la placa de amortiguación en relación con la tolva y, de este modo, extrae las hojas de la base de la tolva. Alternativamente, la placa de amortiguación podría montarse directamente a un actuador, por lo cual dicho actuador hace vibrar la placa de amortiguación en relación con la tolva y, de este modo, extrae las hojas de la base de la tolva. Debería ser apreciado que la tolva podría alternativa o adicionalmente ser conectada a un actuador para efectuar el movimiento de la posición de la tolva en relación con el amortiguador. En una realización, la placa de amortiguación está montada al transportador 407 que a su vez está conectado a un actuador de transportador de hojas 408 tal que un actuador puede ser utilizado para hacer vibrar tanto la placa de amortiguación 404 como el transportador 407 simultáneamente. En una realización, el transportador 407 está montado a una base 409 mediante uno o más montajes resilientes. Por ejemplo, resortes de montaje resilientes 410. El material de resiliencia asiste en efectuar una vibración consistente entre el transportador y la tolva. Nótese que, para asistir en el flujo de hojas fuera de la tolva, la placa de amortiguación o la tolva pueden ser ajustables tal que la distancia estática del espacio entre la placa de amortiguación y la tolva sea variable. Para los productos que tienen una textura muy fina, esa distancia estática puede configurarse muy pequeña, pero puede incrementarse cuando están siendo alimentados productos de grano grande.

En una realización, el transportador tiene sustancialmente forma de V y forma un canal que mueve las hojas a lo largo de la longitud del transportador desde un extremo de depósito 412, donde las hojas son depositadas por la tolva hasta un extremo de salida 413, donde las hojas son enviadas a la estación de empaquetado. En una realización, la tolva 401 exhibe una forma cónica. Por ejemplo, donde es utilizada una tolva en forma de caja, la salida de la tolva 403 en la base de la tolva puede ser de aproximadamente 19,35 cm2 mientras que la entrada de la tolva 402 en la parte superior de la tolva puede ser de aproximadamente 16,13 cm2. Esa configuración es ventajosa porque restringe el flujo entrante de hojas y permite que las hojas se muevan desde un espacio de menor volumen en la parte superior de la tolva a un espacio de mayor volumen en la base de la tolva. Esto ayuda a prevenir el aglomerado de las hojas en la tolva.

La tolva deposita las hojas en el transportador de hojas 407. En una realización, el transportador de hojas está construido de una pieza uniforme de lámina de metal que está doblada en forma de “V”. Mientras que es concebible que otros materiales podrían ser utilizados, la utilización de lámina de metal ayuda a prevenir la acumulación estática y por lo tanto asiste en una transmisión consistente de las hojas. La formación del transportador a partir de una lámina uniforme de material elimina las costuras donde, de otra manera, podrían quedar atrapadas las hojas. La forma en V ayuda a crear una línea uniforme de hojas y, por tanto, mantiene un flujo consistente de hojas a lo largo del transportador. Esto asiste en el llenado fiable de los conos más adelante en el proceso. Adicionalmente, los lados del transportador pueden estar más separados en el extremo de depósito y entonces estrecharse a medida que el transportador se acerca al extremo de salida. Esto permite que las hojas sean fácilmente atrapadas por el transportador mientras salen de la tolva en el extremo de depósito y se forman en una línea controlada en el extremo de salida del transportador.

Adicionalmente, el transportador está ligeramente inclinado hacia arriba en la dirección de transporte. Es decir, a medida que las hojas se mueven a lo largo del transportador alejándose de la tolva, las hojas se elevan. Un actuador 408 del transportador de hojas está conectado al transportador. El actuador hace vibrar el transportador para causar que las hojas se muevan a lo largo del transportador. La combinación de las vibraciones y la elevación del transportador asiste en la creación de una línea uniforme de hojas dentro del transportador que lleva a un depósito más consistente de las hojas dentro de los conos.

En una realización, como se muestra en la FIG. 4D, un sensor 415 monitoriza el nivel de las hojas que se mueven a lo largo del transportador y proporciona retroalimentación al sistema de control (por ejemplo a través de relé de cable o comunicación inalámbrica) para activar un actuador de ajuste 416 que ajusta la posición de la tolva 401 con respecto a la placa de amortiguación 404 ajustando así el espacio 405 entre la tolva y la placa para permitir que más o menos hojas salgan de la tolva. Debería ser apreciado que el actuador de ajuste podría ajustar la posición de la tolva (mientras la placa de amortiguación 404 permanece fija con respecto al transportador), o el actuador de ajuste podría ajustar la posición de la placa de amortiguación 404 (mientras la posición de la tolva permanece fija). El sensor puede ser un fotorreceptor que capta los datos relativos a la altura de las hojas que se mueven a lo largo del transportador. El sensor transmite los datos al sistema de control durante un período de muestreo, por ejemplo cada 1 segundo, y el sistema de control determina si la altura de las hojas se encuentra dentro de un rango aceptable. Si está fuera de rango, por ejemplo demasiado alta (indicando que demasiadas hojas están saliendo de la tolva), el sistema de control puede enviar una señal a un actuador de ajuste causando que el actuador de ajuste se mueva y ajuste el posicionamiento respectivo de la tolva 401 y la placa de amortiguación 404. En una realización, el actuador es un actuador lineal que se mueve para deslizar la tolva más cerca o más lejos de la placa. Mientras que los incrementos de movimiento pueden variar, para los productos a base de hojas en general, se ha encontrado que el movimiento de la posición relativa de la tolva a la compuerta en incrementos de 0,1 mm tiende a resultar en el ajuste óptimo del flujo de producto.

En una realización alternativa, puede ser utilizada una tolva alternativa en adición al transportador 407 o incluso en lugar del transportador. Como se muestra en las FIGS. 4E y 4F, puede ser utilizado un ensamblaje de tolva trituradora 450. El ensamblaje de tolva trituradora 450 incluye una tolva 401a que tiene una entrada de tolva 402 y una salida de tolva 403. En la salida de la tolva hay una tolva 401a. En la salida de la tolva hay una rueda 451 que es operada mediante un actuador de rueda 452. La rueda puede incluir una superficie texturizada de modo que funcione como una rueda trituradora. En una realización, el embudo de la tolva se dirige hacia la salida de la tolva 403, y la salida tiene aproximadamente la misma anchura que la rueda 451. Una porción de la rueda encaja dentro de la salida de la tolva de modo que bloquea sustancialmente el flujo de hojas fuera de la tolva mientras deja un espacio entre una superficie de la rueda y una porción de la tolva. El sistema de control envía una señal al actuador de la rueda para que ésta la controle. Cuando las hojas están en la tolva, a medida que la rueda gira introduce las hojas a través del espacio entre la rueda y la tolva. Cuando se utiliza una rueda texturizada, el giro de la rueda texturizada puede triturar las hojas al ser forzadas entre la superficie de la rueda y la tolva en la salida de la tolva. A medida que las hojas salen de la salida, pueden depositarse en el transportador 407, o alternativamente depositarse directamente dentro de una estación de pesaje.

Con referencia a las FIGS. 1A-1B y las FIGS. 5A5F, la estación de empaquetado 500 está asociada con una estación de pesaje 510, un vertedero 520 con una entrada de vertedero 521, un orificio de escape de vertedero 530, un cabezal empaquetador 570, un embudo de salida 550 con un orificio de salida 551, y una varilla de empaquetado 541. En una realización, la estación de empaquetado incluye un embudo de entrada 501. El transportador o tolva trituradora deposita las hojas dentro de la estación de pesaje 510. La estación de pesaje incluye un sensor para determinar la cantidad apropiada de hojas. Se puede utilizar cualquier número de sensores, tales como sensores ópticos, sónicos y de contacto. Debería ser apreciado que la estación de pesaje no necesita realmente pesar las hojas. En una realización, el sensor es un sensor de contacto que detecta el peso de las hojas. Como se muestra en las FIGS. 5E y 5F, uno o más sensores 511 están asociados con las puertas de salida 512, 513 en la parte inferior de la estación de pesaje (aunque una sola puerta de salida o múltiples puertas de salida podrían ser utilizadas). Las puertas de salida están configuradas para abrirse y cerrarse para permitir que las hojas se acumulen en la estación de pesaje y entonces se depositen en la estación de empaquetado (tal como a través del vertedero 520 a través de la entrada del vertedero 521). En una realización, uno o más sensores 511 envían señales a la estación de control a medida que las hojas se depositan en la estación de pesaje. En una realización que utiliza el ensamblaje de la tolva trituradora 450, las hojas pueden ser depositadas directamente desde la salida de la tolva 403 en la estación de pesaje, la estación de pesaje puede enviar señales a la estación de control indicando el peso de las hojas, y a medida que el peso incrementa (o en umbrales de peso preestablecidos almacenados en el sistema de control) el sistema de control controla el actuador de la rueda 452 para variar la velocidad de la rueda. Por ejemplo, a medida que incrementa el peso de las hojas, el sistema de control reduce la velocidad de la rueda para depositar con mayor precisión cantidades más pequeñas de hojas para alcanzar un peso objetivo (que puede ser un valor preestablecido almacenado en el sistema de control). Cuando la cantidad apropiada de hojas llena la estación de pesaje, el sistema de control señala a uno o más actuadores 514 de la estación de pesaje que abran las puertas de salida de la estación de pesaje y liberen las hojas dentro de la tolva 520. El sistema de control puede entonces incrementar la velocidad del actuador de la rueda (y de la rueda) para llenar inicialmente más rápidamente la estación de pesaje. Uno o más actuadores abren las puertas de salida 512, 513. Las hojas caen por el vertedero 520 y dentro del cabezal de la empaquetadora 570 donde se depositan en un embudo de salida 550. El cabezal empaquetador es esencialmente una cavidad que contiene hojas desde el vertedero en preparación para llenar un cono (aunque debe entenderse que el vertedero y el cabezal de empaquetado podrían ser formadas juntas como una estructura unitaria). En una realización, ver por ejemplo FIG. 1B, la salida de la tolva 403 y una porción de la rueda 451 anidan dentro de la estación de pesaje 510 (ver cavidad de anidamiento 515 en FIG. 5E) de modo que limita la posibilidad de que las hojas salgan erróneamente de la estación de pesaje y prevenir que residuos no deseados entren en la estación de pesaje.

El vertedero, el cabezal empaquetador y el embudo de salida pueden estar formados por separado y conectados entre sí (por ejemplo, mediante pernos o soldadura) o pueden estar formados como una unidad integral, o una combinación de los mismos. En una realización, el vertedero, el cabezal empaquetador y el embudo de salida están sellados juntos (o formados juntos) para prevenir que las hojas se derramen. El cabezal empaquetador y el embudo de salida también pueden estar conectados a un actuador que mueve el cabezal empaquetador y el embudo de salida hacia arriba y hacia abajo. En operación, el cabezal empaquetador comienza en una posición elevada, un troquel (por ejemplo, 310) que sostiene un cono se mueve por debajo del cabezal empaquetador, el cabezal empaquetador se baja entonces sobre el troquel. En algunos casos, la parte superior del cono puede sobresalir de la parte superior del troquel. También, moviendo el cabezal empaquetador, el troquel y el cono pueden ser posicionados y el cabezal empaquetador puede ser posicionado y si es necesario presionar el cono dentro del troquel sin riesgo de que el cono se dañe.

En una realización, el cabezal empaquetador 570 y el embudo de salida 550 son bajados sobre el troquel para acoplar la superficie superior del troquel tal que se previene que las hojas atraviesen la unión entre la parte inferior del embudo de salida y la parte superior del troquel. En una realización, un sistema de soporte de cono 560 (véanse las FIGS. 5G-5I y FIG. 6D). En una realización, el sistema de soporte de cono incluye un soporte de cono 561que está conectado a un actuador de soporte 562. El actuador de soporte 562 puede estar conectado además a un soporte de montaje 563 y a un soporte de mesa 564 para fijar el sistema de soporte de cono a la mesa 101. El actuador de soporte 562 eleva el soporte de cono 561 tal que puede moverse para acoplar y desacoplar el extremo proximal de un cono que está dentro de un troquel en el transportador de cono. En una realización, dos sistemas de soporte de cono son proporcionados, tal como en FIG. 5H con, por ejemplo, el sistema de soporte de cono 560a siendo asociado con la estación de empaquetado 500 mientras el sistema de soporte de cono 560b es asociado con la estación de plegado 600.

En una realización, el soporte de cono 561 tiene forma de copa con una superficie inferior de cono 565 en la base, una pared lateral elevada, un borde de succión 567, y un puerto de escape 568. El soporte de cono también puede incluir una rejilla 569 tal que cuando el soporte de cono está elevado para acoplar con un extremo proximal de un cono, la rejilla separa el extremo proximal del cono de la superficie inferior 565. Por ejemplo, cuando el troquel que soporta un cono se posiciona debajo del cabezal empaquetador 570, el actuador de soporte 562 mueve el soporte de cono 561 de tal manera que la superficie de contacto 565 (o rejilla 569) contacta con el extremo proximal del cono y ajusta la altura del cono dentro del troquel. En una realización, un sensor, tal como un sensor de presión, se utiliza para determinar si el cono está a la altura apropiada mediante el registro de la resistencia del cono debido a que el extremo distal del cono presiona contra el embudo 550. En otra realización, la altura del cono es un valor preestablecido, y el soporte del cono se mueve a una altura preestablecida por debajo del cabezal empaquetador 570 para elevar el cono a la altura apropiada. El borde de succión 567 entra en contacto con el fondo del troquel que sostiene el cono. Un tubo de vacío puede ser conectado al puerto de escape 568. Con el borde 567 en contacto con el troquel, el vacío puede crear una succión dentro del soporte del cono 561 y, con la rejilla 569 que soporta el extremo proximal del cono, el vacío puede aspirar aire a través del cono para asistir en el empaquetado de las hojas dentro del cono. El vacío también puede recoger las hojas que no hayan entrado correctamente en el cono o que lo hayan atravesado completamente.

El cabezal empaquetador es esencialmente un bloque cerrado (o contenedor) que previene que las hojas escapen del embudo. Refiriéndose a las FIGS. 5C y 5D, el cabezal empaquetador también ayuda a guiar la varilla de empaquetado 541. El cabezal empaquetador está conectado a un actuador de varilla de empaquetado 542 que mueve la varilla de empaquetado 541 dentro del cabezal empaquetador 570. Preferiblemente, la varilla de empaquetado es hueca y está conectada a un sistema neumático que proporciona gas a presión a través de la varilla de empaquetado. El cabezal empaquetador 570 puede incluir también un puerto de escape 531. El puerto de escape del vertedero 530 y el puerto de escape 531 pueden estar conectados a un sistema de vacío que puede ser activado y desactivado selectivamente para limpiar el vertedero y el cabezal empaquetador de hojas y mantener la estación de empaquetado libre de una acumulación de hojas.

En una realización, a medida que las hojas caen por el embudo 550 y salen por el orificio de salida 551 en la parte inferior del embudo, las hojas se depositan dentro del cono y se aplica una ráfaga de gas a presión para empaquetar las hojas dentro del cono. El orificio de salida puede ser aproximadamente del mismo tamaño que el extremo distal del cono. También en una realización, la varilla de empaquetado hueca puede ser configurada a una altura estática, y la función de estallido presurizado opera la misma. La varilla de empaquetado puede configurarse en una posición hacia abajo tal que cierre el orificio de la parte inferior del cabezal empaquetador. Por ejemplo, la varilla de empaquetado tiene una circunferencia externa que es aproximadamente equivalente a la circunferencia del orificio de salida 551 tal que la varilla de empaquetado puede extenderse dentro del orificio de salida y tapar sustancialmente el orificio de salida. El actuador puede deslizar la varilla de empaquetado dentro del cabezal empaquetador y dentro y fuera del orificio de salida para tapar y destapar selectivamente el orificio de salida.

Las hojas caen dentro del cabezal empaquetador y la varilla de empaquetado en posición baja previene que las hojas caigan antes. Entonces un actuador de la varilla de empaquetado 542 separa la varilla de empaquetado 541 del orificio de salida 551 en la parte inferior del embudo 550. Las hojas caen más allá de la punta 540 de la varilla de empaquetado 541 y a través del orificio de salida 551 dentro del cono. La punta puede ser hueca y comunicarse con la varilla de empaquetado hueca para permitir que el gas presurizado fluya a través de la varilla de empaquetado 541 y la punta 540. Mientras que la punta puede ser cónica, pueden ser utilizadas puntas alternativas, tales como puntas planas o redondeadas. Sucesivas ráfagas presurizadas de gas son aplicadas y, después de cada ráfaga, a las hojas adicionales se las permite caer más allá de la punta de la varilla de empaquetado tal que la ráfaga presurizada empuja las hojas dentro del cono. La varilla de empaquetado puede elevarse y bajarse sucesivamente tal que, cuando se eleva, algunas hojas entran en el cono, entonces la varilla se baja para detener el flujo de hojas mientras se aplica una ráfaga de gas, entonces la varilla de empaquetado se eleva y se repite el proceso.

En una realización, el actuador de la varilla de empaquetado 542 y la varilla de empaquetado 541 realizan ese proceso al menos cinco veces mientras el cono se llena de hojas. En una realización, la presión de una o más de las ráfagas de gas presurizado puede ser variada. Por ejemplo, la primera ráfaga de gas presurizado puede aplicarse a 60 psi, la segunda a 60 psi, la tercera a 45 psi, la cuarta a 30 psi y la quinta a 30 psi o menos. Para conos de aproximadamente 4cm a 6cm de largo, se encontró que el rango preferible de ráfagas es entre 10 y 15 cuando se utilizan hojas pegajosas, y óptimamente 12 ráfagas, variando la presión entre 60psi y 30psi en el transcurso de la aplicación de ráfagas. Variar la presión asegura que las hojas se empaqueten uniformemente dentro del cono. También ayuda a romper cualquier aglomerado de hojas que pueda haber persistido desde el proceso de transmisión y pesaje. Esto también asiste a asegurar que las hojas estén uniformemente empaquetadas en el cono.

En realizaciones en las que se utilizan ráfagas de aire, la porción inferior del embudo del cabezal empaquetador puede presionarse dentro de la superficie superior del troquel de modo que se cree un sellado entre el cabezal empaquetador y el troquel. En una realización, la parte superior del troquel o la parte inferior del cabezal empaquetador están equipadas con una junta para facilitar el sellado. En operación, la varilla de empaquetado se inserta dentro del orificio de salida del embudo y puede sellar el orificio de salida tanto para prevenir que caigan hojas adicionales a través del orificio de salida y dentro del cono, como para prevenir que las hojas dentro del cono vuelvan a salir por el orificio de salida cuando se aplica una ráfaga de gas al cono. En una realización, la superficie exterior de la varilla de empaquetado puede ser resiliente y permitir la deformación elástica del exterior de la varilla de empaquetado cuando se inserta dentro de un orificio de salida para facilitar un sellado. En una realización, el material que forma el orificio de salida puede permitir la deformación elástica del orificio de salida cuando la varilla de empaquetado se inserta dentro de un orificio de salida.

Después de que el cono es empaquetado en la estación de empaquetado, el cono puede ser movido a la estación de plegado 600. Con referencia a las FIGS. 6A-6P, el transportador de conos 300 rota y, de este modo, mueve un troquel desde la estación de empaquetado 500 hasta la estación de plegado 600. La estación de plegado incluye una carcasa 601 que acomoda una varilla de plegado 602. En una realización, la varilla de plegado 602 es hueca y guía un tubo interior (o varilla) 603 dispuesto dentro de la varilla de plegado 602. Una punta de plegado 604 está fijada a (o integrada con) un extremo distal de la varilla de plegado 602, mientras que un extremo proximal de la varilla de plegado 602 está asociado con un actuador 610 de la varilla de plegado. En una realización, una aguja inyectora 605 puede estar dispuesta coaxialmente con la punta de plegado 604 tal que puede extenderse y retraerse desde la punta de plegado 604. En una realización, el tubo interior 603 está conectado en un extremo distal a la aguja inyectora 605 (o el extremo distal del tubo interior puede estar integrado con la aguja inyectora) y el extremo proximal está conectado a un bloque de transferencia de fluido 606 que a su vez está conectado a un depósito de fluido (no mostrado). El bloque de transferencia de fluido 606 está conectado a la aguja inyectora 605 mediante un tubo interior 603 y puede incluir un orificio de fluido 607 que se comunica con una ruta de fluido (no mostrada) de manera que permite que el fluido fluya desde la ruta de fluido hacia el bloque de transferencia de fluido (y por lo tanto hacia el tubo interior y la aguja inyectora) cuando la ruta y el orificio de fluido están alineados, pero también permite que el bloque de transferencia de fluido se deslice dentro de la carcasa. El bloque de transferencia de fluido 606 puede estar ubicado dentro de la carcasa e incluir un actuador (no mostrado) que bombea fluido desde el depósito de fluido a través del tubo interior 603 y hacia fuera de la aguja 605, y puede también extender y retraer la aguja 605 (alternativamente podría ser utilizado un actuador adicional para extender y retraer la aguja). Por ejemplo, puede activarse un pistón neumático para aplicar presión al bloque de transferencia de fluido y forzar así al bloque de transferencia de fluido a bombear fluido a través de la aguja. Esto permite aplicar una presión variable al bloque de transferencia de fluidos y, por extensión, bombear fácilmente el fluido de la aguja a una presión variable.

La estación de plegado 600 puede incluir además un bloque de plegado 620. En una realización, como se muestra en las FIGS. 6A-6B, el bloque de plegado incluye cuatro estructuras de soporte 621,622, 623, y 624 cada una asociada con un actuador del dedo plegador 625, 626, 627, y 628, respectivamente, pero es concebible que se puedan utilizar más o menos estructuras de soporte. Cada estructura de soporte está conectada a (o integrada con) un dedo plegable 631,632, 633, y 634. La conexión podría realizarse mediante los fijadores, tales como tornillos o remaches, o la conexión podría realizarse mediante soldadura. Alternativamente, la estructura de soporte y el dedo podrían estar formados integralmente, tal que la estructura de soporte y el dedo estén conectados dentro de una sola pieza unitaria. Las estructuras de soporte rodean el bloque de plegado 620 que tiene una cavidad 629 que se extiende verticalmente a través de él tal que la cavidad acomoda la punta de plegado y la varilla de plegado.

En una realización, las estructuras de soporte están montadas al bloque de plegar mediante uno o más postes guía. En una realización, cada estructura de soporte está montada utilizando dos postes guía. Por ejemplo, la estructura de soporte 623 está montada mediante los postes guía 635 y 636. Los actuadores del dedo plegador 625, 626, 627 y 628 mueven las estructuras de soporte y los dedos a lo largo de los postes guía. Es concebible que los postes guía puedan ser eliminados y que los actuadores sean los únicos responsables de guiar las estructuras de soporte.

En una realización, cada dedo de plegado tiene un borde distal con un hueco formado en el borde distal. Por ejemplo, el dedo de plegado 633 incluye el hueco 637. Cuando los actuadores del dedo de plegado mueven las estructuras de soporte cerca del bloque de plegado 620, los dedos de plegado se mueven más cerca unos de otros y el hueco de cada dedo acoplan la porción superior del cono y causan que la parte superior del cono se deforme. Esto prepliega el extremo distal del cono. Preferiblemente, los dedos están desplazados de tal manera que se deslizan uno sobre otro tal que los huecos de los dedos opuestos (es decir, los dedos 633 y 631) están alineados cuando los dedos se juntan. Uno o más de los actuadores del dedo de plegado pueden ser actuados para mover los dedos de plegado juntos y separados unos de otros. En una realización, las estructuras de soporte son aproximadamente del mismo tamaño y los postes guía están desplazados para asegurar un desplazamiento adecuado de los dedos. Sin embargo, es concebible que las estructuras de soporte puedan ser de diferentes tamaños o que se pueda modificar la ubicación de montaje para garantizar el desplazamiento adecuado.

En una realización, sólo dos dedos de plegado son utilizados. Con referencia a las FIGS. 6I-6J, una realización incluye el bloque de plegado 620, las estructuras de soporte 641,651, los dedos de plegado 642, 652, y los actuadores del dedo de plegado 643, 653. Los dedos de plegado incluyen cada uno un hueco 644, 654. En otra realización, los huecos 644 y 654 tienen sustancialmente forma de V. Por ejemplo, el hueco 644 tiene una primera pared lateral 660 y una segunda pared lateral 661 que convergen en un vértice 662. En una realización, en lugar de que las paredes laterales converjan en un vértice agudo y angular para formar la V, las paredes convergen en una concavidad, tal que las paredes del hueco 654 convergen en la concavidad 655, y las paredes del hueco 644 convergen en la concavidad 645. Preferiblemente, cada concavidad es semicircular. La concavidad asegura que cuando el dedo 642 y el dedo 652 se juntan (por ejemplo el dedo 642 se posiciona para deslizarse sobre el dedo 652 de tal manera que el hueco 644 eclipsa parcialmente al hueco 654) un orificio de plegar 663 permanece entre el dedo 642 y el dedo 652. El orificio de plegar 663 puede acomodar una porción del cono. Preferiblemente, el orificio tiene aproximadamente 0,32 cm de diámetro. La combinación de los huecos en forma de V y el orificio asegura que cada cono se pliegue de manera sustancialmente idéntica. El diámetro preferido del orificio mantiene el cono preplegado estrechamente unido y mejora la uniformidad del pliegue del botón realizado mediante la punta plegadora.

Con referencia a las FIGS. 6D-6G, (que representan una realización de la estación de plegado ejecutando un ejemplo de un proceso de plegado y un proceso de inyección de fluido) en una realización, un troquel 310, que contiene el cono lleno 1120 se mueve por debajo de la estación de plegado 600. En una realización, un soporte de cono 561 soporta el extremo proximal del cono lleno 1120. El soporte de cono puede estar integrado con o conectado a un actuador de soporte 562 que se retrae cuando el transportador de cono 300 está rotando, y se eleva para contactar (y en algunas realizaciones elevar) el cono relleno 1120 cuando el transportador de cono es estacionario. La elevación y retracción del cono lleno 1120 puede ayudar a asegurar que el extremo distal del cono 1102 sobresalga del troquel 310 para un plegado adecuado, pero permite que el extremo distal del cono esté por debajo de los dedos de plegado cuando el transportador de conos está rotando. En una realización, el soporte de cono puede unirse al cono (tal como a través de succión o captura mecánica). Los actuadores del dedo de plegado 643, 653 empujan las estructuras de soporte hacia el bloque de plegado 620 y el hueco de cada dedo acoplan el extremo distal del cono lleno 1120 y causan que el extremo distal del cono sea deformado (ver generalmente 690) y prepliegue el cono, el actuador de la varilla de plegado 610 causa que la punta de plegado 604 haga contacto con la parte superior preplegada del cono como se muestra en la FIG. 6E. En una realización, la parte superior del cono se dibuja parcialmente hacia abajo a través de los huecos de los dedos a medida que los dedos se cierran y deforman la parte superior del cono. Por ejemplo, el soporte del cono está unido al extremo proximal del cono mediante vacío, y el actuador de soporte 562 se retrae para dibujar el cono hacia abajo. Al arrastrar el cono a través de los dedos el papel es plegado para mejorar el preplegado de la parte superior del cono. La punta plegadora 604 desciende sobre el cono previamente plegado. Los dedos se retraen mientras la punta de plegado se presiona dentro del extremo distal del cono. Esto presiona el cono lleno 1120 dentro del troquel 310 y completa el plegado. En una realización, la presión de la punta de plegado sobre el cono crea un pliegue de botón.

Con referencia a las FIGS. 6I, y 6L-6P, está representada una realización de una punta de plegado 670 y una vista en perspectiva de un cono lleno, plegado y una vista en sección transversal de un extremo distal de un cono lleno, plegado 1120. En una realización, el orificio de plegar 663 tiene aproximadamente la misma forma y tamaño que un pasador axial 671 de una punta de plegado 670, tal que los dedos 652, 642 pueden juntarse y presionar el papel del cono contra el pasador axial 671. Cuando la punta plegable 670 presiona contra el extremo distal del cono lleno 1120, el pasador axial 671 previene que el cono encierre completamente el extremo distal, y cuando la punta plegable es retraída, es formado un orificio de acceso 1122 en el papel plegado 1121 del cono lleno 1120.

En una realización, la punta de plegado 670 incluye una superficie circunferencial exterior 672, una superficie circunferencial interior 673, un pasador axial 671, y un borde de contacto 674 como se muestra en Las FIGS. 6L-6N. Preferiblemente, la sección transversal de la punta de plegado es circular, y preferiblemente el diámetro del borde de contacto 674 es menos que el diámetro más grande del extremo distal del cono lleno 1120. La superficie circunferencial exterior 672 de la punta de plegado 670 puede ser cónica tal que el ángulo a se conecta contra el ángulo de la superficie 316 de la cavidad 313 de una matriz (por ejemplo la matriz 310). También la superficie interior puede ser cónica. Preferiblemente, el ángulo p de la superficie interior está comprendido entre 80° y 85°. La superficie circunferencial interior termina en el pasador axial y en el borde de contacto, respectivamente. Durante el proceso de plegado, la punta de plegado puede colocarse en el extremo distal del cono lleno 1120 tal que el pasador axial 671 está por debajo del borde 1103 del extremo distal 1102 del cono lleno 1120. A medida que los dedos 642 y 652 convergen, el pasador axial previene que los dedos colapsen completamente el papel del cono, y el papel del cono es presionado contra el pasador axial. La punta de plegado 670 es presionada hacia el cono lleno 1120 tal que el papel del extremo distal del cono se desliza hacia arriba por el pasador axial y queda delimitado por la superficie circunferencial interior 673. El borde de contacto 674 presiona el papel del cono hacia las hojas dentro del cono, plegando el papel del cono sobre sí mismo (ver generalmente, líneas de plegar 1130 de la porción plegada del cono (1121) y dentro del cono mientras el pasador axial previene que el papel del cono cubra completamente las hojas. De esta forma, una porción del papel del cono es empujada hacia el interior del cono, mientras que una porción del cono de papel sobresale más allá del nivel de las hojas 1140 (y de cualquier fluido 1124 donde el cono lleno es inyectado con fluido) creando un labio circunferencial 1123 alrededor del cono. También de esta forma, el extremo del cono es plegado para prevenir el escape de hojas mientras se deja un pequeño orificio 1122 en el extremo del cono. Así, como es mostrado en las FIGS. 6O-6P el cono lleno 1120 tiene un extremo proximal 1101 (boca) y un extremo distal 1102 (punta), un labio circunferencial de papel 1123, papel plegado 1121 dentro del labio circunferencial, y un orificio de acceso 1122, aproximadamente en el centro del papel plegado 1121 tal que el borde 1103 del cono lleno 1120 está plegado hacia abajo y hacia adentro, hacia el centro del diámetro del cono.

En una realización, la longitud del cono desplegado oscila entre 10,16 cm y 11,43 cm aproximadamente. Fue encontrado que plegar el extremo distal del cono de tal manera que la porción plegada presionaba y entrara en contacto con las hojas dentro del cono era más adecuado para asegurar que las hojas dentro del cono no se derramaran libremente fuera del cono cuando se invertía el cono (en particular en conos plegados que tienen un orificio de acceso 1122) y mejoraba la iluminación del extremo distal del cono en contraposición a dejar un espacio de aire entre las hojas en el cono y el papel plegado. Adicionalmente, fue encontrado que plegar el cono de tal manera que el labio circunferencial 1123 se extendiera entre aproximadamente 2mm y 5mm producía resultados óptimos mientras maximizaba el volumen interior del cono que podía ser llenado con hojas.

Un número de beneficios fueron encontrados cuando es plegada la punta de plegado del cono para proporcionar el orificio de acceso 1122 en el extremo distal del cono, así como la creación de un labio circunferencial de papel 1123 en lugar de sellar completamente el cono, ya sea por un botón de plegado completo o torciendo el papel del cono cerrado. Un beneficio es que el orificio proporciona un punto de acceso para una aguja que puede entonces ser insertada dentro del cono para llenar el cono con un núcleo de fluido pero sin tener que perforar la aguja a través de las capas de papel del cono. Se descubrió que el intento de atravesar las capas de papel a menudo desplazaba las hojas dentro del cono o llevaba a una compactación desigual de las hojas que afectaba negativamente a la combustión del cono. El orificio asegura que la aguja no encuentre una resistencia excesiva en el papel y pueda penetrar a lo largo del cono, a través de las hojas, sin compactarlas innecesariamente ni causar que el papel empuje y desplace las hojas de la parte superior del cono.

Adicionalmente, el orificio permite la creación de flujo de aire a través del cono cuando se enciende el cono lleno. Cuando se acerca una llama al cono lleno, el aire puede pasar a través del cono mediante la creación de un vacío en el extremo de diámetro pequeño del cono, atrayendo así la llama dentro del cono para que entre en contacto con las hojas y el núcleo. Esto asiste en el encendido del centro del cono donde se depositó el núcleo fluido. Sin el orificio, cuando la punta está cerrada debido a un plegado completo o a una torsión cerrada del papel, es difícil crear un vacío en el cono no iluminado. Cuando una llama entra en contacto con una punta completamente cerrada, se observó que la llama encendía el papel, y entonces migraba, o corría, por el lado del cono quemando el papel en lugar de las hojas. Mientras que las hojas se encendían, el recorrido de la llama causaba una iluminación desigual de las hojas (por ejemplo, las hojas se encendían en las inmediaciones del recorrido, en lugar de uniformemente a lo largo del diámetro del cono), lo que contribuía a una tasa de combustión desigual del cono lleno. También significaba que las hojas a lo largo del exterior del cono (próximas al papel) eran encendidas primero, dejando el núcleo lleno de fluido sin encender. Mediante la adición del orificio en la punta del cono plegado, cuando se aplica vacío al cono (introduciendo aire desde el extremo distal y sacándolo por el extremo proximal), la llama se introduce directamente en el centro del cono y en el núcleo de fluido, para (particularmente cuando el fluido es un aceite inflamable) encender de forma fiable el núcleo y las hojas ubicadas en el centro. Eso resulta en que el papel plegado es quemado primero (antes que el papel del cono que rodea y sostiene las hojas), lo que a su vez ayuda a contener las hojas mientras el cono se quema, y contribuye a una iluminación más uniforme y a un quemado progresivo de las hojas. Fue encontrado que proporcionar una punta de plegado con la estructura anterior creaba unos pliegues uniformes más fiables en el extremo del cono lleno y, al mismo tiempo, proporcionaba un orificio de paso de aire en el cono de papel.

Adicionalmente, fue encontrado que aun con el orificio de acceso, las hojas dentro del cono no se encendían consistentemente de manera uniforme, y había riesgo de que la llama corriera a lo largo del cono. Sin embargo, mediante la formación del labio circunferencial de papel, a medida que la llama se introduce en el cono a través del orificio de acceso, enciende al mismo tiempo el labio circunferencial de papel, que es más inflamable. Es decir, el labio circunferencial de papel proporciona una masa de material, más inflamable que las hojas y cuya masa de material rodea el extremo distal del cono tal que el papel enciende la circunferencia del extremo distal y forma una guinda fuerte y uniforme en el extremo distal mientras previene que la llama corra por el lado del cono.

En una realización, después de que el cono es plegado pero mientras la punta de plegado permanece proximal a la parte superior plegada del cono, la aguja inyectora 605 puede extenderse dentro del cono, ya sea perforando la parte superior plegada o, cuando la punta de plegado preferida con pasador axial es utilizada para plegar la parte superior, pasando a través del orificio formado alrededor del pasador axial. La aguja inyectora puede estar formada coaxialmente con la punta de plegado y extenderse a través de la punta de plegado. Con referencia a las FIGS. 6F-6G, la aguja inyectora 605 se inserta dentro del extremo distal de la hoja plegada y llena del cono 1120. Generalmente, se ha encontrado que la inserción de la aguja aproximadamente al 80% de la longitud del cono resulta en resultados óptimos. Insertar la aguja demasiado lejos resulta en la colocación del fluido demasiado cerca del extremo proximal, y puede causar que el fluido sature en exceso el extremo proximal del cono. Si el fluido no es insertado lo suficientemente lejos, entonces los beneficios del fluido no son completamente apreciados mientras el producto es utilizado. En la FIG. 6G, la aguja inyectora 605 es extraída, y mientras la aguja es extraída, un fluido 1124, tal como un aceite, es extruido desde la aguja y dentro del cono lleno 1120. En una realización, un actuador aplica una presión variable tal que extruye una cantidad variable de fluido a medida que se extrae la aguja. Preferiblemente menos presión hacia el extremo distal del cono lleno 1120, con incremento de la presión a medida que la aguja es además extraida y progresa hacia el extremo distal del cono lleno 1120. Cuando se inyecta fluido en un cono cónico, esto permite que sea depositado menos fluido hacia el extremo proximal del cono, donde el cono es más estrecho, y que se deposite más fluido hacia el extremo distal más grueso del cono.

En una realización, una vez completado el plegado (y en algunas realizaciones después de inyectar cualquier fluido deseable y retraer la aguja), el transportador de conos 300 mueve el troquel con el cono plegado y lleno a una estación de control de calidad 800. Por ejemplo, el transportador de cono 300 rota el troquel 310 que sostiene el cono lleno y plegado hasta la estación de control de calidad y el actuador de troquel 350 separa los segmentos de captura 311, 312 del troquel 310 y libera el cono. En una realización, un actuador de limpieza inserta un cepillo de limpieza en la cavidad 313 del troquel para asegurar que el cono lleno se libera y para limpiar el orificio del troquel. Esto previene la acumulación de residuos en el interior de la matriz. dentro del troquel que, de otra manera, podría causar que los conos se atascaran dentro del troquel. El cono puede ser depositado en una tolva de control de calidad 801.

Con referencia a la FIG. 8, en una realización, una estación de control de calidad incluye uno o más sensores que comprueban los atributos del cono lleno comparándolos con valores preestablecidos almacenados en el sistema de control y determinan si el cono lleno es aceptable. Por ejemplo, uno o más sensores, tales como una cámara o una báscula, pueden analizar la forma o el peso del cono. En una realización, la tolva de control de calidad 801 de la estación de control de calidad sostiene temporalmente el cono lleno para su inspección por al menos un sensor de control de calidad (como 804) e incluye una tolva de salida 805. Si los atributos del cono caen dentro de una tolerancia aceptable, el cono es aceptado. El cono puede ser liberado desde la tolva de control de calidad 801 hacia el vertedero de salida, donde el brazo desviador 807 puede dirigir el cono hacia un transportador 806 (alternativamente, el cono puede ser dirigido a un contenedor de empaquetado o colocado dentro de un paquete sellable). Si los atributos del cono no caen dentro de una tolerancia aceptable, un brazo de desvío 807 puede ser movido mediante un actuador de brazo 808 para bloquear el cono desde el transportador. El brazo de desvío desvía el cono dentro de un contenedor de rechazo 809. El actuador del brazo de desvío 808 mueve entonces el brazo de desvío 807 para permitir que los conos posteriores se depositen en el transportador. En otra realización, el vertedero de salida 805 sostiene temporalmente el cono lleno para una inspección posterior, tal como una inspección óptica mediante sensores ópticos. El cono puede entonces ser enviado a un transportador 806 que acomoda los conos llenos y permite una inspección posterior, o, en realizaciones alternativas, mueve los conos para un procesamiento posterior tal como el llenado del núcleo. Los conos llenos pueden entonces ser aceptados o rechazados y enviados desde el transportador 806 a contenedores de empaquetado sellables o al contenedor de rechazos.

Como se ha señalado, después de una comprobación inicial de control de calidad de los conos llenos de hojas y plegados (o en algunas realizaciones sin ningún paso de control de calidad, sino simplemente después de que los conos están llenos y plegados), los conos se mueven mediante un transportador, por ejemplo el transportador 806, a una estación de inyección 700. En tales realizaciones, la aguja inyectora puede estar dispuesta como una estación de inyección de conos separada.

Las FIGS. 7A-7D representan varios aspectos de una realización de una estación de inyección 700 separada. Como se muestra en la FIG. 1A, una estación de inyección 700, está dispuesta aparte de la estación de plegado 600 del sistema de empaquetado. En una realización, los conos llenos 1120 se transportan a un receptáculo 701 mediante un transportador 806. Por ejemplo, un transportador 806 transporta los conos llenos y deposita cada cono en el receptáculo 701. Un actuador del receptáculo 702 puede ajustar el posicionamiento del receptáculo con respecto al transportador, mediante, por ejemplo, su inclinación hacia delante y hacia atrás, para asegurar que el cono se deposita correctamente. En una realización, una vez depositado el cono, un actuador de posicionamiento 703 ajusta el posicionamiento del receptáculo con respecto a una aguja inyectora 605, tal como deslizar el receptáculo más cerca de la aguja 605. Debería ser entendido que la aguja podría alternativamente ser movida más cerca del receptáculo, o ambos podrían ser movidos para converger el uno con el otro. También, en lugar de un actuador de receptáculo y un actuador de posicionado, podría utilizarse un solo actuador multi-eje. En otra realización, un brazo robótico manipula la posición del receptáculo con respecto al transportador (de modo que los conos procedentes del transportador se depositen en el receptáculo) y la estación de llenado. Además, el brazo robótico puede mover el receptáculo desde la estación de llenado a una estación de empaquetado 770 donde el cono puede colocarse dentro de un envase sellable y, en una realización, el envase sellable puede ser purgado con un gas inerte y sellado. Alternativamente, puede ser utilizado otro transportador para mover los conos llenos desde la estación de inyección hasta la estación de empaquetado.

La estación inyectora puede incluir además un deslizador de aguja 704, un circuito de fluido 720, una bomba de fluido 731, uno o más elementos calefactores 740, y un depósito de fluido 750. La estación de inyección puede incluir además uno o más sensores de presión (que pueden estar integrados con los actuadores de las válvulas) que detectan la presión del fluido dentro del circuito de fluido. La estación de inyección puede estar equipada además con válvulas, por ejemplo 761a, 762a y actuadores de válvulas, por ejemplo 761b, 762b, para actuar las válvulas y alterar el flujo de fluido dentro del circuito de fluido. La aguja de inyección 605 es hueca y se posiciona coaxialmente con el deslizador de aguja 704. En una realización, el deslizador de aguja es también hueco, e incluye un puerto de acceso 705 a lo largo de su longitud. El puerto de acceso está en comunicación fluida con la aguja hueca, tal que el fluido que fluye a través del puerto de acceso puede salir a través de un extremo de la aguja de inyección 605. Un actuador de aguja 710, mueve el deslizador de aguja dentro del circuito de fluido tal que el fluido puede fluir a través del puerto de acceso mientras el deslizador de aguja (y la aguja) se mueven. El fluido fluye a través del circuito de fluido y dentro del deslizador de la aguja a través del puerto de acceso 705 y entonces sale a través de la aguja 640. Para controlar el flujo de fluido, la bomba de fluido 731 opera para bombear fluido desde el reservorio dentro del circuito de fluido. Trabajando en conjunción con las válvulas, la bomba de fluido extrae fluido del reservorio en el circuito de fluido mediante la aplicación de presión negativa al circuito de fluido (incluyendo el reservorio de fluido 750), la bomba de fluido aplica entonces presión positiva al circuito de fluido para forzar al fluido a fluir a través del puerto de acceso 705 y entonces a través de la aguja mientras la aguja se retrae del cono, depositando así un núcleo de fluido dentro del cono. Justo antes de que la aguja salga de la parte superior del cono, por ejemplo mientras 0.5 cm de la aguja permanecen dentro del cono, la bomba de fluido 731 (que puede trabajar en conjunción con las válvulas), deja de aplicar presión positiva al circuito de fluido y en su lugar aplica presión negativa al circuito de fluido retrayendo así el fluido de nuevo hacia arriba de la aguja (previniendo así que el fluido se escape de la punta de la aguja) y de nuevo extrayendo fluido del reservorio. El cono lleno puede entonces ser extraído del receptáculo, transferido y depositado en una segunda estación de control de calidad, cuya estructura es similar a la de la estación de control de calidad 800, o puede ser enviado a una estación de empaquetado 770 y sellado en un paquete.

Para mejorar la precisión del llenado del núcleo, los elementos calefactores 741, 742, 743, 744, y 745 mantienen la temperatura apropiada del fluido dentro del circuito de fluido y del depósito, manteniendo así consistente la viscosidad del fluido. Uno o más sensores pueden monitorizar la temperatura, y retroalimentar los datos de temperatura al sistema de control. Adicionalmente, los sensores de presión (que pueden estar integrados con las válvulas, o alternativamente los datos de presión pueden ser derivados de la operación de la bomba de fluido) pueden transmitir datos de presión con respecto a la presión del fluido dentro del circuito de fluido. Mediante la correlación de uno o más de los datos de presión y los datos de temperatura con los datos que respetan las propiedades inherentes del fluido que se bombea (donde los datos que respetan tales propiedades inherentes se almacenan en el sistema de control) el sistema de control determina el control apropiado de la bomba de presión 731 para aplicar la presión correcta durante la inyección de llenado del cono para asegurar un llenado uniforme del núcleo en cada cono.

Mientras que cada proceso en el ensamblaje de empaquetado puede ser realizado por separado e independientemente, también pueden ser combinados y utilizados juntos para formar un cono lleno. En una realización, el sistema de control opera los actuadores para realizar sucesivamente operaciones en conos sucesivos. Lo siguiente es un ejemplo del sistema de control operando para llenar un solo cono y se describe en conexión con el diagrama de flujo de la FIG. 9. La siguiente descripción es de una realización que incluye hojas dentro de la tolva 401, y donde al menos una pila de conos es depositada en el carrusel 200 (aunque debería ser entendido que más o menos conos podrían ser presentados). También debería ser entendido que mientras los pasos son recitados separadamente para propósitos explicativos, varios pasos pueden ser realizados simultáneamente. También podrían ser utilizados más o menos pasos dependiendo de la configuración del sistema de empaquetado y del producto de salida deseado.

En el proceso en 901, el actuador de varilla 250 rota el carrusel 200 con una pila de conos 1100a para orientar un cono 1100 sobre un troquel 310. En 902, el actuador de orificio 260 libera temporalmente el soporte de la pila de conos 1100a y un cono es forzado a través del orificio 236 dentro de la matriz 310 y el actuador de orificio 260 vuelve a enganchar la pila de conos. En 903, los dedos de desanidación 361, 362 pueden sujetar el cono 1100 y asistir en forzarlo a través del orificio 236. El sensor 367 de los dedos de desanidación determina si un cono está agarrado 903a. Si no hay ningún cono agarrado 903c, el sensor 367 envía una señal al sistema de control. El sistema intentará agarrar un cono tres veces 903d. Si no es el tercer intento 903e, los dedos de desanidación intentarán agarrar un cono de nuevo. Si es el tercer intento 903f el sistema de control rotará el carrusel (ver 901) para mover una nueva pila de conos dentro de la alineación e intentará el proceso de nuevo. Si no se envía ninguna señal 903b, indicando que un cono fue agarrado y depositado en el troquel de conos, entonces en 904 el actuador 303 del transportador de conos mueve el transportador de conos 300 y el troquel 310 a su posición debajo del cabezal empaquetador 570 y el embudo 550, alineando el extremo distal abierto del cono con el orificio de salida 551 en el embudo 550. En 905, el actuador 562 del soporte del cono eleva el soporte del cono 561 y el cono 1100 a él cabezal empaquetador 570 con el embudo 550 puede ser bajado sobre el troquel 310. En 906 las hojas se depositan dentro de la estación de pesaje 510. El sensor de la estación de pesaje 511 envía una señal al sistema de control indicando, por ejemplo, el peso de las hojas. El sistema de control evalúa si el peso está dentro de la tolerancia 906a, tal como mediante la comprobación de la señal del sensor contra un valor preestablecido almacenado en la memoria, si no lo está, el sensor continúa comprobando el peso a medida que se añaden hojas. Si es 906b, entonces en 907 uno o más actuadores de la estación de pesaje 514 mueven las puertas de salida 512, 513 para dejar caer las hojas dentro del cabezal empaquetador 570 y el embudo 550. A medida que las hojas caen a través del embudo y dentro del cono, en 908, la varilla de empaquetado aplica sucesivamente ráfagas de gas presurizado. En 909, el actuador del transportador de cono 303 mueve el transportador del cono 300 y el troquel 310 a su posición debajo de la estación de plegado 600 y alinea el cono con la punta de plegado 604 a medida que el vacío extrae el exceso de hojas en el cabezal empaquetador. En 910, el actuador de soporte 562 levanta el soporte del cono 561 y el cono lleno 1120. En 911, los actuadores 643, 653 mueven los dedos de plegado 642, 652 hacia el bloque de plegado 620 y la punta de plegado 604 desciende sobre el extremo distal del cono. En 912, los dedos de plegado 642, 652 prepliegan el extremo distal del cono y el cono es introducido a través de los dedos. En 913, el actuador de la varilla de plegado 610 fuerza la punta de plegado 604 dentro de la parte superior del cono preplegado, y la punta de plegado presiona la parte superior del cono preplegado dentro del troquel 310 para completar el plegado del extremo distal del cono. En 913, la aguja de inyección 605 es insertada dentro del cono. En 914, la aguja es retirada mientras se inyecta fluido dentro del cono lleno de hojas. En 915, el transportador de cono 300 rota y mueve el troquel 310 a la estación de control de calidad y deposita el cono en la tolva de control de calidad 801. En 916 los sensores determinan si el cono lleno cumple con la especificación apropiada 916a. Si está dentro de la tolerancia 916b, el cono lleno es desviado 917a a un transportador de aceptación. Si no es 916c, el cono es desviado 917b a un contenedor de rechazo. En realizaciones alternativas, los pasos de aguja y llenado (913, 914) pueden ocurrir después de los pasos de control de calidad (916, 917), y en algunas realizaciones los pasos de control de calidad (916, 917) pueden repetirse múltiples veces para un solo cono. También con respecto al bombeo de fluido dentro del cono, el sistema de control puede monitorizar la temperatura y presión del fluido y ajustar la temperatura, presión, o ambas basado en datos empíricos para mantener un flujo consistente a través de la aguja y dentro del cono.

La FIG. 10 es un esquema de una realización de un sistema de control que está configurado para controlar los diversos ensamblajes del aparato de empaquetado. Incluye un controlador principal 1000 que tiene una memoria 1001, entrada/salida 1002 y una CPU 1003. La entrada/salida 1002 puede estar conectada a uno o más dispositivos de entrada/salida 1005 tales como un visualizador, un teclado, un ratón, una pantalla táctil, etc. Los diversos actuadores del sistema pueden ser conectados al controlador principal. Debería ser entendido que el controlador principal podría ser un solo computador que maneje todo el procesamiento de la señal o múltiples computadores conectados en red y podría incluir también controladores de circuitos cableados. El controlador principal envía señales a los actuadores del sistema para controlar la operación de los actuadores. En el caso de los actuadores neumáticos, el controlador principal puede estar conectado a una serie de válvulas y actuar sobre las válvulas asociadas a los actuadores para causar su actuación. También debería ser entendido que los actuadores (por ejemplo, en el caso del uso de un servo motor) pueden enviar señales de retroalimentación al controlador principal que puede utilizar para controlar adicionalmente el funcionamiento de los actuadores o los actuadores pueden estar equipados con sensores adicionales para controlar su funcionamiento y enviar retroalimentación al controlador principal. También es posible que los sensores del sistema estén conectados al controlador principal y envíen información al controlador principal que este puede utilizar para controlar la operación de uno o más actuadores. Los elementos calefactores, como el elemento calefactor 740, pueden estar conectados al controlador principal y controlados por él. Además, los elementos calefactores pueden incluir sensores que detectan la temperatura de los elementos calefactores y envían señales de retroalimentación al controlador principal en relación con la operación de los elementos calefactores que el controlador principal puede utilizar para ajustar la temperatura.

Aunque la presente invención ha sido descrita en términos de varias realizaciones, debe entenderse que tal divulgación no pretende ser limitativa. Los expertos en la materia podrán apreciar fácilmente diversas alteraciones y modificaciones. Por ejemplo, mientras que las realizaciones mostradas representan los diversos componentes en disposición estática, se contempla que cada uno podría estructurarse en una disposición dinámica tal que procesos tales como depositar conos en el transportador de conos, empaquetar los conos, e inyectar los conos ocurran con las estaciones moviéndose en relación unas con otras, pero permaneciendo estacionarias en relación con los conos.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un paquete plegado que comprende:

un cono de papel hueco (1120) que tiene un exterior, un interior, una longitud, un eje central a lo largo de la longitud, una anchura, y dos extremos opuestos entre sí reunidos por una sección media, donde un extremo es un extremo proximal (1101), y el otro extremo es un extremo distal (1102) y donde la longitud es mayor que la anchura;

un relleno dentro del cono (1140);

en el que el extremo distal comprende aproximadamente una cuarta parte de la longitud del cono; en el que el extremo distal del cono termina en un borde (1103);

en el que una porción del extremo distal se pliega sobre sí misma y se pliega en el interior del cono, tal que el borde del extremo distal es sostenido por la deformación plástica del papel dentro del interior del cono y forma un labio circunferencial (1123) de papel en el extremo distal;

en el que la porción del extremo distal que está engarzada sobre sí misma y plegada en el interior del cono está plegada de forma que forma un orificio de acceso (1122) ubicado a lo largo del eje central del cono; y

en el que el relleno comprende además un núcleo de fluido (1124) a lo largo del eje central.

2. El paquete plegado según la reivindicación 1, en el que el relleno comprende materia vegetal.

3. El paquete plegado según la reivindicación 1, en el que el fluido es un aceite.

4. El paquete plegado según la reivindicación 1, en el que el diámetro del orificio de acceso es tal que, cuando se invierte el cono, se previene que el relleno fluya libremente desde el extremo distal del cono.

5. El paquete plegado según la reivindicación 1, en el que el volumen del núcleo de fluido varía a lo largo de la longitud del cono.

6. El paquete plegado según la reivindicación 1, en el que el fluido es derivado de una misma familia de plantas que la materia vegetal utiliza como relleno.

7. El paquete plegado según la reivindicación 5, en el que el volumen del núcleo de fluido es mayor hacia el extremo distal del cono que hacia el extremo proximal del cono.