BRPI0415166B1 - Dispositivo de condicionamento para artigos plásticos e processo - Google Patents

Description

"DISPOSITIVO DE CONDICIONAMENTO PARA ARTIGOS PLÁSTICOS E PROCESSO" Campo Técnico Esta invenção a um dispositivo para condicionar termicamente artigos plásticos. Mais particularmente, se refere a um dispositivo para uso em plantas de moldagem de injeção que produzem muitos artigos plásticos simultaneamente, tais "pré-formas1' (isto é, moldes pré- formados, matéria prima, partes/produtos, peças de trabalho), são usados mais tarde em plantas de moldagem de sopro para fazer recipientes, especialmente frascos ou garrafas plásticos. Esta invenção se refere também ao correspondente processo de condicionamento.

Estado da Técnica Os materiais plásticos, tais como PET (polietileno tereftalato), tem sido usados desde algum tempo para fazer recipientes. Isto é particularmente verdadeiro para recipientes contendo alimento, especialmente bebidas.

Embora os ditos recipientes possam ser de tipos diferentes, serão referidos em seguida genericamente como frascos, que acontecem ser o tipo mais popular.

Dois processos de produção principais são usados para fazer frascos plásticos; ambos os processos envolvem fazer um produto intermediário, a denominada "pré-forma". 0 primeiro tipo de processo é um processo estágio-único e compreende as máquinas de moldagem por injeção e de sopro que formam uma planta estágio-único. 0 temo "estágio- único" é apropriado porque a planta realiza o processo completo de transformação do plástico de uma maneira continua e automática: do estado de pelota aos recipientes terminados, prontos para uso. 0 segundo tipo de processo é essencialmente o mesmo que o primeiro a não ser pelo fato de ser um processo "multi-estágio": após o estágio de moldagem por injeção, as pré-formas obtidas são pré-resfriadas a uma temperatura especifica e, a seguir, são armazenadas em um lugar intermediário de armazenamento para serem refrigeradas mais ainda até que alcancem a temperatura ambiente. 0 estágio de moldagem de sopro do processo é realizado mais tarde e, obviamente, requer que as pré-formas sejam aquecidas previamente de modo que a resina fique mole o bastante para ser formada. 0 primeiro estágio do processo de produção para fazer recipientes (isto é, molde de injeção para produzir pré- formas) utiliza moldes (especificamente, molde dividido, cada molde composto por duas metades que abrem e fecham) com muitas cavidades de molde de injeção. A resina no estado derretido é injetada nas ditas cavidades e permanece no molde fechado para refrigerar por uma quantidade de tempo específica até que a pré-forma solidifica bastante para permitir a manipulação segura sem deformação. Desde que a pré-forma ocupa o molde durante a refrigeração e solidificação, segue que a pré-forma é refrigerada por muito mais tempo dentro do molde, tornando mais lento o processo de moldagem. De fato, o molde somente pode ser usado no ciclo seguinte após ter sido aberto e liberado das pré-formas.

Por conta da integralidade, deve-se recordar que o estágio de moldagem por injeção completa envolve fechar os moldes, injetar a resina em estado fundido nas cavidades do molde de injeção, refrigerar a resina para solidificar a estrutura das pré-forraas o bastante para permitir a manipulação, abrir os moldes, e ejetar/remover as pré- formas. Este estágio, que afeta e limita diretamente a produtividade da planta de produção de recipiente, é o denominado "gargalo" da linha de produção e dura por muito mais tempo do que os outros estágios realizados pela planta. Além disso, é muito difícil encurtar a duração deste estágio; assim, as melhorias de processo focalizam-se em encurtar o tempo de refrigeração dentro do molde tanto quanto possível e em completar uma parte significativa da refrigeração após ter ejetado as pré-formas do molde. A demanda crescente de frascos plásticos, e de recipientes plásticos em geral, e a necessidade de estimular a produtividade para permanecer competitivo significa que tanto máquinas de moldar de único-estágio quanto de multi-estágio devem minimizar a quantidade de tempo em que os moldes permanecem ocupados durante as operações de injeção e refrigeração.

As plantas de moldagem de injeção e de sopro do estado da técnica tentam realizar isso ejetando as pré-formas o mais cedo possível após a etapa de injeção, terminando a refrigeração em placas de refrigeração especiais posicionadas em suportes especiais. Os tipos conhecidos de placas de refrigeração podem compreender meios para forçar a refrigeração das pré-formas circulando líquidos de refrigeração.

Como já foi mencionado, a placa de refrigeração é proporcionada com um número de suportes, tendo uma forma que complementa normalmente o contorno das pré-formas; os suportes são presos em posição e refrigerados por um sistema que circula um líquido de refrigeração. A vantagem de usar ditos suportes é que a deformação da estrutura das pré-formas é eliminada quase inteiramente durante a etapa de refrigeração.

Outros meios usados para acelerar ainda mais adicionalmente o ciclo de moldagem por injeção nas plantas conhecidas de moldagem por injeção e de sopro é equipar a placa de refrigeração com suportes de refrigeração extras (por exemplo, dobrar ou triplicar o número de cavidades de molde de injeção). Desta maneira, enquanto um ciclo de moldagem por injeção é realizado no molde, as pré-formas produzidas e ejetadas durante o ciclo precedente estão sendo refrigeradas nos suportes da placa de refrigeração.

Assim, escolhendo o número apropriado de suportes, o estágio de refrigeração pode durar aproximadamente duas vezes ou três vezes mais do que a duração do ciclo de moldagem por injeção no molde. 0 pedido de patente italiano IT-PN2000A000Q06 descreve uma planta de moldagem por injeção do tipo descrito acima.

Infelizmente, a dita planta é um tanto complexa para fazer e controlar. Além disso, requer um grande número de componentes, o que a torna face para construir e manter.

Objetivos da invenção É um objetivo desta invenção fornecer um dispositivo para condicionar artigos plásticos, tais como pré-formas ou recipientes, o qual resolve os problemas acima mencionados. 0 dito dispositivo é simples e de confiança no uso; ajuda a planta de moldagem por injeção a obter níveis elevados de produtividade; é compensador em relação aos custos, controle, e manutenção. É um outro objeto desta invenção fornecer um processo simples de implementar, para condicionar artigos plásticos, tais como pré-formas ou recipientes, apropriado para linhas de alta capacidade de manufatura de frascos.

De acordo com um primeiro aspecto da invenção, estes objetivos são alcançados por meio de um dispositivo de condicionamento de artigos plásticos que compreende uma torreta que tem ao menos uma face fornecida com uma pluralidade de cavidades para condicionamento de artigos adaptadas para prender ditos artigos em seu interior, a torreta sendo fixada a uma estrutura de suporte com meios motores adaptados para fazer a torreta realizar movimentos espaciais, caracterizado pelo fato de que a dita torreta tem uma estrutura compreendendo uma primeira barra na forma de um paralelepípedo e uma segunda barra paralela à primeira barra, e onde as ditas primeira e segunda barras são unidas reciprocamente em cada face por uma ou mais placas substancialmente retangulares, tendo uma espessura menor do que aquela das ditas primeira e segunda barras, as placas substancialmente retangulares sendo presas às extremidades opostas com as primeira e a segunda barras, respectivamente.

De acordo com um outro aspecto da invenção, os objetivos acima são conseguidos por meio de um processo para condicionar artigos plásticos usando o dispositivo acima descrito, onde diversos artigos são moldados em um molde apropriado que compreende diversas cavidades de molde onde os artigos permanecem até que o plástico alcance uma consistência especifica e, então são ejetados enquanto ainda mais quentes do que a temperatura ambiente, este processo compreendendo os seguintes estágios: a) Transferir os artigos para uma posição fora do molde, b) introduzir os artigos era cavidades correspondentes da torreta, c} refrigerar os artigos até que alcancem uma segunda temperatura redefinida, d) fazer a torreta girar em torno de um eixo substancialmente horizontal e traslada-la verticalmente para uma posição inferior, e) remover os artigos das cavidades por meio de meios para prender fornecidos em uma mesa de descarga.

As concretizações alternativas preferidas da invenção são descritas nas reivindicações dependentes. Outros objetos e vantagens da invenção serão prontamente aparentes da descrição mais detalhada da concretização preferida da invenção, feita por meio de exemplos não limitativos.

Breve descrição dos desenhos A Figura 1 mostra uma vista esquemática, lateral da planta de acordo com esta invenção durante um primeiro estágio operacional; A Figura 2 mostra uma vista lateral no sentido da seta "A" da planta da Figura 1; A Figura 3 mostra uma vista esquemática, lateral da planta descrita na Figura 1 durante um segundo estágio operacional; A Figura 4 mostra uma vista lateral no sentido da seta "A" da planta da Figura 3; A Figura 5 mostra uma vista esquemática, lateral da planta da Figura 1 durante um terceiro estágio operacional; A Figura 6 mostra uma vista esquemática, lateral da planta da Figura 1 durante um quarto estágio operacional; A Figura 7 mostra uma vista esquemática, lateral da planta descrita na Figura 1 durante um quinto estágio operacional; A Figura 8 mostra uma vista esquemática, lateral da planta da Figura 1 durante um sexto estágio operacional; A Figura 8a mostra uma ampliação de um detalhe da Figura 8; A Figura 9 mostra uma vista esquemática, lateral da planta da Figura 1 durante um sétimo estágio operacional; A Figura 9a mostra uma ampliação de um detalhe da Figura 9; A Figura 10 mostra uma vista esquemática, lateral da planta da Figura 1 durante um oitavo estágio operacional; A Figura 10a mostra uma ampliação de um detalhe da Figura 10; A Figura 11 mostra uma vista esquemática, lateral da planta da Figura 1 durante um nono estágio operacional; A Figura 11a mostra uma ampliação de um detalhe da Figura 11; A Figura 12 mostra uma vista esquemática, lateral da planta da Figura 1 durante um décimo estágio operacional; A Figura 13 mostra uma vista ampliada, em perspectiva de parte da planta de acordo com esta invenção; A Figura 13a mostra uma ampliação de um detalhe da Figura 13; A Figura 14 mostra uma vista ampliada, em perspectiva de parte da planta de acordo com esta invenção;

As Figuras 15a), b), c), e d) mostram vistas e seções de um outro detalhe ampliado da planta de acordo com esta invenção;

As Figuras 16a), b), c), e d) mostram vistas e seções de um outro detalhe ampliado da planta de acordo com esta invenção;

As Figuras 17, 18, 19, e 20 mostram vistas planas do projeto funcional do artigo da Figura 16 durante quatro estágios operacionais diferentes; A Figura 21 mostra uma vista ampliada, lateral de um detalhe da planta de acordo com esta invenção; A Figura 22 mostra uma vista plana do detalhe de figura 21;

As Figuras 23, 24, e 25 mostram vistas secionais em planos diferentes do detalhe da figura 21.

Descrição de uma concretização preferida da invenção As figuras mostram o dispositivo de acordo com esta invenção para moldar e condicionar pré-formas. 0 dito dispositivo compreende um molde de injeção do tipo conhecido como molde dividido - tendo duas metades de molde (1), (2) que abrem e fecham operados por uma prensa; quando este molde está na posição de moldagem fechada, forma muitas cavidades de molde de injeção, que não são mostradas em detalhe nas figuras, onde as pré-formas são formadas. 0 dispositivo inclui uma estrutura (4) de sustentação que suporta um componente para coletar, prender, e transferir as pré-formas, a saber, um braço (3) . Este braço pode mover-se no sentido da seta "C" e pode mover-se no espaço desocupado pelas duas metades abertas (1), (2) do molde no final de um ciclo de moldagem por injeção. 0 braço (3) pode abrigar as pré-formas (5) que são liberadas de maneira conhecida através de um mecanismo de guilhotina, não mostrada em detalhe nas Figuras, pelo molde superior (1) .

Como mencionado anteriormente, esta operação ocorre quando o braço (3) se move para o espaço à esquerda quando o molde dividido (1), (2) se abre; quando o braço é posicionado apropriadamente, as pré-formas (5) são liberadas pelo molde e abrigadas nas carcaças específicas. A função destas carcaças é interceptar as pré-formas (5) liberadas pelo molde superior (1) com os dispositivos de agarramento apropriados posicionados acima do braço (3); as pré-formas caem por gravidade, são coletadas de uma maneira ordenada, e dispostas verticalmente, isto é, com o gargalo voltado para cima. Então, elas são transferidas para acima da torreta giratória (6) e, finalmente, são deixadas cair por gravidade no suporte apropriado (7). 0 sistema de agarramento de guilhotina compreendido no braço (3) suporta as pré-formas quando as transfere do espaço entre os moldes divididos a seu destino nos suportes da torreta de refrigeração (6) e as libera com uma operação simples de liberação. 0 braço (3) compreende carcaças para as pré-formas dispostas em fileiras e espaçadas de modo que se alinhem exatamente com as posições predeterminadas dos suportes de refrigeração (7) da torreta (6) . Assim, cada fileira de carcaças do braço (3) pode ser posicionada exatamente no alto de uma fileira correspondente de suportes giratórios (7) da torreta (6). Em ciclos consecutivos, o braço (3) pode encher todos os suportes (7) posicionados nas faces da torreta giratória (6) . Cada vez que, o braço descarrega uma carga de pré-formas (5) em um jogo diferente de suportes (7) simplesmente movendo e posicionando o braço (3} apropriadamente no topo da face específica (6') ou (6") da torreta giratória (6). 0 dispositivo de aperto do braço (3) consiste de duas placas: uma placa superior (40) e uma placa inferior (41). A placa superior (40) é usada para centrar o gargalo e apresenta um número predeterminado de furos com um diâmetro um pouco maior do que o diâmetro do gargalo da pré-forma. A placa inferior (41} se move e é uma verdadeira guilhotina; esta placa apresenta um número de aberturas fendidas, tendo uma largura menor do que o diâmetro do gargalo da pré-forma, terminando em um furo, que tem preferivelmente um diâmetro maior do que o gargalo da pré-forma. A segunda placa (41) pode deslizar seletivamente de encontro à primeira placa superior. Cada uma das aberturas fendidas consiste em uma primeira parte com uma seção que permite a passagem do corpo da pré-forma, mas não do gargalo, e em uma segunda parte com uma seção que permite a passagem da pré-forma inteira, incluindo o anel de diâmetro largo colocado na base do gargalo roscado. Preferivelmente, para facilitar a intercessão e centralização da pré-forma que está caindo, a parte superior dos furos na placa superior (40) é alargada para cima com uma forma de tronco de cone.

Como já mencionado anteriormente, o dispositivo de condicionamento de acordo com a invenção compreende a torreta giratória (6) para condicionar as pré-formas; mais especificamente, a torreta é usada para baixar a temperatura das pré-formas que saem da prensa de injeção até que o plástico tenha uma consistência julgada adequada para se mover para as etapas seguintes do processo de produção. A torreta (6) consiste de um corpo na forma de um paralelepípedo equipado com duas faces opostas (6'), (6") de tamanho maior. 0 mesmo número de suportes de refrigeração (7) é preso a cada face. Embora esta descrição trate de uma versão da invenção que tem uma torreta equipada com suportes em duas faces opostas, a torreta pode também ser equipada com suportes em somente uma face ou em mais de duas faces, por exemplo, três ou quatro. Neste caso, a forma secional da torreta combinará com a figura geométrica correspondente. Estas soluções podem ser mais apropriadas para outras saídas de molde por hora ou para outros tamanhos de pré-forma.

Cada pré-forma (5) é abrigada em um único suporte (7).

Os suportes são feitos sob medida de modo que combinem com o contorno externo da pré-forma perfeitamente. As Figuras 14 e 15 mostram uma vista em detalhes de uma versão preferida dos suportes (7) de acordo com a invenção.

Idealmente, mas não necessariamente, o suporte inclui meios para a contenção lateral das pré-formas (5) . Por exemplo, estas podem ser superfícies de contenção ou guias (10'), (10") do anel (9), que delimita a parte roscada do gargalo.

Estas guias são apropriadas para controlar completamente e/ou minimizar por contato os movimentos radiais da extremidade aberta da pré-forma (5) atribuíveis às deformações térmicas como, por exemplo, os que resultam das operações de manipulação precedentes. As guias (10'), (10") são colocadas simetricamente com relação a um plano meridiano de suporte e se estendem no sentido longitudinal do suporte. Conquanto estejam dentro do escopo da invenção, as guias podem consistir de um único componente, que contenha a extremidade aberta da pré-forma com um ângulo de envolvimento apropriado, ou de mais de dois componentes.

As guias (10'), (10") são formadas para definir, dentro do suporte, superfícies de suporte laterais, contra as quais a extremidade aberta da pré-forma (5) descansa lateralmente, isto é, no sentido radial, seguindo sua deformação.

Os peritos na área poderão determinar a forma do interior do suporte e das superfícies de suporte laterais que partem da geometria da pré-forma; alternativamente, poderão determinar todas as partes para adaptá-las entre si. As superfícies de suporte são formadas e feitas sob medida de modo que haja ao menos uma abertura radial mínima, ou também uma permissão radial negativa, com um valor predeterminado entre as superfícies e as seções de suporte escolhidas da pré-forma.

Alternativamente, as superfícies internas de contato das guias podem ser setores de uma superfície cônica alargada ou truncada que abre para a parte externa do suporte, também para levar em consideração a redução térmica do diâmetro, por exemplo, da superfície de contato do anel (9) ou outra extremidade aberta. A superfície de abertura das guias pode dar forma a um grande alargamento que se abre para fora para receber as pré-formas que são posicionadas no suporte.

Os dispositivos descritos acima podem também ser usados para endireitar as pré-formas (5} deformadas quando quentes por operações de manipulação automáticas precedentes, por exemplo, ao transferi-las do molde de injeção aos suportes de refrigeração.

Em uma segunda versão preferida da invenção, as superfícies (10'), (10") de contenção são usinadas da luva exterior (44) em vez de do corpo interno (45). Esta segunda versão é mais fácil de fazer e pode ser proporcionada dentro do corpo existente sem superfícies (10')/ (10") de contenção; além disso, ela pode ajudar a realizar simplesmente uma operação de mudança de forma da pré-forma, isto é o corpo interno (45) pode abrigar pré-formas com anéis de diâmetros diferentes após ter mudado a luva exterior (44).

Na superfície de extremidade (31) do suporte, as duas guias (10'), (10") são cortadas lateralmente ao longo de dois planos axiais e paralelos para formar duas passagens (42), (43) ao lado das guias (10'), (10"). Depois de posicionar a pré-forma (5), estas passagens definem uma distância "H" entre a superfície de extremidade (31) do suporte e o anel (9) da pré-forma.

Alternativamente, os meios de contenção das pré-formas (5) nos suportes podem consistir de um sistema para sugar o ar da área entre o fundo dos suportes e o tampão exterior da pré-forma através de uma canaleta (8) . Uma combinação dos dois sistemas é também possível. Isto permite que a torreta (6) gire de tal maneira que as pré-formas (5) nos suportes posicionados na face (6’) ou (6") voltados para baixo em uma determinada posição não caiam dos suportes (7) graças tanto à força da gravidade quanto à força centrifuga gerada pela rotação da torreta. A rotação da torreta (6) em torno do eixo X horizontal, que é essencialmente ortogonal ao sentido "C", permite que as duas superfícies opostas (6'), (6") troquem de posição, fazendo que cada face fique voltada alternadamente para cima ou para baixo. Desta maneira, os suportes vazios (7) ficarão voltados para as pré-formas (5) transportadas pelo braço (3) . Em versões vantajosas da invenção, outras posições espaciais podem ser usadas para o eixo X da torreta; estes são oblíquos com relação à direção "C". A refrigeração é realizada por meio de método conhecido, por exemplo, circulando água fria em torno de cada suporte através dos dutos (11), (12). Os suportes (7) podem também ser utilizados, usando meios conhecidos, para condicionar as pré-formas em termos mais gerais.

Cada uma das faces mais largas da torreta (6) é equipada com muitos suportes (7) dispostos em tal maneira e número que podem ser agrupados em muitas disposições separadas de distribuição, que são geometricamente idênticas, que podem ser colocadas na mesma face ao mesmo tempo. As Figuras 13, 14, 21, e 22 mostram uma vista em detalhe de cada face coberta com diversas unidades similares (13): por exemplo, em forma de placas retangulares ou quadradas. Os suportes (7) são unidos a estas placas introduzindo uma base apropriadamente formada (5) em um furo específico, feito na placa (14) , tendo uma forma complementar. Uma segunda placa (17), com uma espessura maior e uma superfície igual, é acoplada com a primeira placa (14); esta segunda placa serve para aumentar a força estrutural além de abrigar os dutos requeridos para fazer circular líquidos para os suportes.

Preferivelmente, mas não necessariamente, as fileiras de suportes (7) que compõem a disposição estão colocadas paralelas entre si; a superfície inteira das faces da torreta (6) é ocupada pelas placas (14) colocadas lado a lado e pelos suportes (7).

As placas (14), (17) são colocadas lado a lado em um número adequado para satisfazer às exigências de projeto de dimensionamento da torreta de refrigeração (6), também considerando o tamanho dos suportes, que é relacionado ao diâmetro das pré-formas. De fato, quanto maiores as pré- formas, menor o número de suportes posicionados em cada face (6T), (6"). As dimensões das placas (14), (17) são definidas baseadas no número e/ou no diâmetro dos suportes (7) que devem ser posicionados. É desejável projetar os componentes da torreta giratória (6) de uma maneira modular: isto torna a mudança dos suportes (7) para produzir recipientes plásticos de um tamanho diferente muito mais simples e mais rápida. Além disso, o custo de fazer a torreta (6) é mais barato comparado ao requerido para fazer as torretas do estado da técnica.

Uma outra vantagem do arranjo de acordo com a invenção é que as placas (14), (17) formam essencialmente um elemento para conectar e suportar mecanicamente os suportes (7); além disso, são mais fáceis de fazer, desde que não são cruzados por circuitos para fazer circular líquidos, ar, ou vácuo. Uma vantagem em ter duas placas acopladas (14), (17) para dar forma às faces da torreta (6) de acordo com a invenção é que a placa superior (14) pode ser substituída por si mesma quando se torna necessário mudar os suportes para fazer pré-formas de uma outra dimensão; obviamente, isto é somente possível ao fazer as pré-formas dentro de uma escala específica de tamanho, significando que não é necessário mudar o número de suportes em uma face da torreta (6). Contrariamente, se for também necessário mudar o número de suportes para fazer pré-formas de dimensões completamente diferentes, a placa inferior (17) deve também ser mudada, desde que os circuitos encontrados nesta placa diferem em termos de número e de tamanho.

Uma versão alternativa vantajosa de acordo com esta invenção inclui uma placa adicional (14'); a única finalidade desta placa é bloquear daqueles furos que são desnecessários ao usar as placas (14), (17) de um outro tamanho.

As placas (14), (17) são suportadas em uma extremidade por uma barra (18) na forma de um paralelepípedo que, além de suportar as placas (14), (17), agrupa junto os dutos requeridos para os suportes (7) para condicionar as pré- formas. Essencialmente, estes são dutos e distribuidores (30), (31) que fornecem e evacuam líquido de refrigeração, e dutos do sistema pneumático que sugam as pré-formas nos suportes e opcionalmente, em versões alternativas da invenção, sopram ar para ajudar a ejetar as pré-formas dos suportes; isto é realizada ao mesmo tempo em que a extração mecânica, que será descrita mais além. Se necessário, a barra (18) pode incluir outras características. A fim de facilitar a recolocação das placas (14) quando os tamanhos dos suportes mudam, algum furos (34), (35) podem ser feitos na barra (18); estes furos podem ser maiores em número do que os requeridos e são colocados nas posições apropriadas alinhadas com as configurações diferentes da placa (14) . Ao ajustar as placas (14) para um tamanho particular de suportes, alguns dos furos (34), (35) estão alinhados com os dutos usados para transportar os líquidos, enquanto outros furos são desnecessários e, assim bloqueados com os tampões não mostrados nas figuras. Segue que quando as placas (14) são mudadas outra vez para uso de suportes (7) de outros tamanhos na torreta (6), os furos que estavam em uso previamente serão agora tamponados, enquanto os outros furos (34), (35) são desobstruídos e conectados aos circuitos que fornecem fluidos aos suportes. Esta solução torna possível usar uma única barra (18) para uma gama muito extensa de dimensões do suporte.

As placas (14), (17) são suportadas em uma segunda extremidade por uma segunda barra (19), que tem também essencíalmente a forma de um paralelepípedo. Se necessário, em versões adicionais da invenção, esta barra (19) pode também abrigar os serviços da torreta. A barra (8) serve também para conectar estruturalmente o elemento de suporte (33) da torreta, que controla também a rotação em torno do eixo X e os movimentos verticais. A torreta (6) é de pouco peso porque seu núcleo é oco. A construção é simplificada e modular tornando fácil e rápida da substituição dos grupos (13) de suportes; este não é o caso das torretas giratórias do tipo conhecido, a qual deve ser substituída inteiramente todas as vezes que os suportes de refrigeração devem ser mudados por qualquer razão. 0 dispositivo de moldagem por injeção de pré-formas de acordo com a invenção inclui também meios de controle, que não são descritos em detalhe, para operar a planta e realizar o processo de moldagem por injeção. Os ditos meios controlam o posicionamento do braço (3) cada vez que as pré-formas feitas em um ciclo de injeção são descarregadas; especificamente, o braço é posicionado acima e alinhado com os suportes a serem ocupados nas faces externas (6'), (6") da torreta (6). Desta maneira, as pré-formas liberadas pelo braço (3), por meio do mecanismo de guilhotina, caem por gravidade nos suportes selecionados (7) de uma face externa (6') ou (6") . A torreta giratória (6) é equipada com membros motorizados que controlam a rotação e que são de um tipo conhecido e não são mostrados em detalhe nas figuras. A torreta giratória (6} pode se mover para cima ou para baixo de uma maneira essencialmente vertical e controlada: os suportes posicionados nas faces externas da torreta, que devem receber as pré-formas (5), devem vir tão próximo quanto possível dos suportes correspondentes do braço (3) a fim de assegurar a centralização e abrigo precisos das pré-formas (5) . Quando a torreta (6) se move para baixo e para longe do braço (3), pode girar livremente em torno do eixo X sem interferir com o braço (3) acima, ou também simplesmente com as pré-formas (5) projetando-se para baixo para longe do braço (3). 0 dispositivo de moldagem de acordo com a invenção compreende meios de extração apropriados para seletivamente liberar as pré-formas (5) dos suportes (7) quando o plástico tenha alcançado a temperatura predeterminada.

Geralmente, isto está a uma temperatura em que o plástico tenha uma consistência estrutural que permita que as pré- formas sejam transferidas com segurança ao estágio seguinte do processo de produção; entretanto, a temperatura é escolhida em função do processo de produção.

As figuras 16 a 20 mostram vistas detalhadas de meios preferidos para extrair as pré-formas (5) dos suportes (7) de acordo com a invenção. Estes meios consistem de uma estrutura de suporte (20) que suporta uma mesa (21) e compreende um dispositivo para ajustar a altura do nível do solo (22). Idealmente, este dispositivo está equipado com um sistema de segurança para emergências ou mau funcionamentos do motor, por exemplo, se a torreta não parar na altura correta e não continuar seu curso para baixo. A mesa (21) suporta em sua superfície superior uma placa (23) com uma série de fendas longitudinais (26) todas dispostas paralelas entre si; essencialmente, essas fendas cobrem toda a superfície útil da placa (23). A placa é equipada com meios apropriados, tais como guias, não mostradas em detalhe nas figuras, para deslizar a placa no sentido das setas "D" de ambas as maneiras com relação à mesa fixa (21), que é fixada ao ou simplesmente à estrutura da planta de moldagem. Um motor (24) ou outros meios similares pneumáticos, hidráulicos, ou elétricos movem a placa (23) e a mantém em qualquer posição intermediária pela quantidade de tempo julgada necessária para extrair as pré-formas.

Idealmente, estas fendas são através das fendas na placa (23) de modo que as pré-formas acopladas para serem extraídas dos suportes da torreta caiam por gravidade.

Assim, as pré-formas passam através da mesa (21), que inclui uma abertura apropriada na parte central onde as pré-formas são removidas dos suportes das faces (6'), (6") da torreta (6) para deixá-las cair em uma correia transportadora ou em um recipiente apropriado do tipo conhecido e, consequentemente, não mostrado nas figuras. A espessura da placa (23) na borda das fendas é escolhida de modo que as bordas da fenda nas seções ou dentes (29), (30) possa acoplar os anéis (9) das pré-formas pelo posicionamento destes nos entalhes (42), (43) presentes entre a borda exterior (31) dos suportes (7) e o anel (9) .

Os dentes de extração (29), (30) podem ser usinados na placa (23) ou nas barras (32) ou em disposições similares presas à placa (23) com parafusos (36) . Outras soluções são também possíveis estando ainda dentro do escopo da invenção. A geometria das fendas (26) encontradas na placa (23) que é mostrada em vista plana na figura 16a pode ser mais bem compreendida olhando a figura 17, que trata somente de uma parcela'da placa (23), por exemplo, um terço ou metade, ilustrando de modo otimizado a geometria inteira das fendas. O exemplo dado mostra um número de suportes (7) em cada face da torreta de refrigeração; este número é três vezes maior do que o número de pré-formas refrigeradas que são removidas da torreta durante cada ciclo de extração.

Isto equivale a um número total de suportes na torreta seis vezes maior do que o das pré-formas produzidas durante cada ciclo de moldagem. Nesta versão particular, os anéis das pré-formas (5) são mostrados com alguns círculos em linhas finas nas posições em que a torreta de refrigeração move as pré-formas próximo da placa de extração (23), com a abertura voltada para baixo. Ao longo de seu comprimento, as fendas (26) têm muitas seções (29), (30) que criam constrições nas fendas (26) em distâncias predeterminadas: os assim chamados dentes. Além disso, as fendas apresentam muitas seções (27), (28) com uma largura LI ligeiramente maior do que o diâmetro do anel das pré-formas (5), intercaladas com seções constringidas (29), (30) que têm uma largura L2 menor do que a primeira largura Ll. Desta maneira, as pré-formas se posicionam nas fendas (26) por uma seção adequada para formar o plano comum definido por todos os anéis (9) das pré-formas (5), quando forem presos nos suportes (7) de uma face (6') ou (6") da torreta (6) em tal nível que os estrangulamentos das fendas ou dos dentes podem prender os anéis (9) .

No exemplo em questão, a placa (23) para extrair as pré-formas (5) dos suportes (7) é usada para extrair uma pré-forma de cada grupo de três pré-formas adjacentes durante cada ciclo da extração. Assim, o comprimento de cada seção larga (27), (28) permite a passagem de um grupo de ao menos três pré-formas colocadas lado a lado na mesma fileira de uma face (6') ou (6”) da torreta (6) ao abaixar a torreta (6) sobre a placa (23) . Ao mover a placa (23) no sentido da seta "D" por uma seção igual à distância entre os eixos de duas pré-formas adjacentes, os dentes (29), (30) se encaixam no espaço livre entre os anéis (9) e a superfície (31) da extremidade dos suportes e, desta maneira, acoplam os anéis (9), como mostrado na figura 9a. A figura 8a mostra os dentes (29), (30) na posição desacoplada, e a figura 10a mostra os dentes acoplados prontos para extrair as pré-formas. Ao levantar a torreta (5) e movê-la para longe da placa de extração (23), os dentes (29), (30) prendem diversas pré-formas: especificamente, uma de cada três presentes na face da torreta (6). As outras duas pré-formas de cada grupo permanecem em seus suportes para continuar refrigerando.

Uma vez que cada pré-forma (5) é liberada completamente de seu suporte (7), cai para baixo atravessando as aberturas na mesa (21) . A placa (23) é movida outra vez por uma distância igual à distância entre os centros dos dois suportes (7) para permitir a passagem dos grupos de três pré-formas através dos espaços (27), (28). O ciclo acima é repetido cada vez que a torreta é abaixada para a placa de extração e, cada vez que a placa (23) é movida no sentido da seta "D" pela distância requerida para fazer os dentes (29), (30) acoplarem aquelas pré-formas que terminaram o processo de refrigeração nos suportes. Estas etapas são mostradas em detalhe na Figura 17, que mostra a posição de entrada das pré-formas na placa de extração (23), e na Figura 18, que mostra a posição da placa de extração (23) ao prender as pré-formas da fileira na esquerda com referência à posição mostrada na figura e de todas as fileiras intercaladas com três suportes do primeiro. A

Figura 19 mostra a posição de descarga das pré-formas da segunda fileira após a primeira e daquelas intercaladas com três suportes, e a figura 20 mostra a posição de descarga da terceira fileira e daquelas intercaladas com três suportes. Como uma alternativa para levantar a torreta (6), é também possível abaixar a placa (23) para extrair as pré- formas (5) dos suportes (7), ou usar uma combinação dos dois tipos de movimentos, isto é, abaixar a placa (23) e levantar a torreta (6).

Ainda dentro do escopo desta invenção, é possível usar meios de extração com a mesa (21) e a placa (23) em uma posição vertical ou inclinada, em uma área apropriada de molde onde pode de alguma forma interagir operacionalmente com a torreta (6) . Outra vez, os movimentos de extração ocorrem com o afastamento recíproco da torreta (6) e da mesa (21) e da placa (23). Nesta versão, se necessário, os meios de guia das pré-formas podem ser incluídos atrás da placa (23); estes meios seriam removidos dos suportes para ajudar as pré-formas caírem ou serem transportadas para outra parte.

Ainda dentro do escopo da invenção, a placa pode ser disposta para agir em grupos de duas pré-formas durante cada ciclo da extração dos suportes (7) . Obviamente, isto resulta em ciclos de refrigeração mais curtos nos suportes; a placa pode também agir em grupos de quatro pré-formas, o que resulta em ciclos de refrigeração mais longos. 0 que segue é uma descrição do processo de produção de moldagem por injeção de pré-formas plásticas de acordo com a invenção, em referência às figuras 1 a 12 e 17 a 20 que mostram esquematicamente os estágios seqüencíais de moldagem das pré-formas (5) realizados usando o dispositivo de moldagem de injeção previamente descrito de acordo com a invenção.

As Figuras 1 e 2 mostram o primeiro estágio onde as pré-formas (5), imediatamente depois de serem injetadas no molde, são liberadas por um molde (1) de injeção de cima e caem por gravidade no braço (3) . Aqui, as pré-formas (5) são presas, uma vez que a guilhotina (40), (41), em uma primeira posição, permite que o corpo da pré-forma passe, mas não o gargalo por causa da presença do anel (9), que tem um diâmetro maior, ver figura 3 e um detalhe ampliado na figura 3a. A Figura 4 mostra o estágio seguinte onde o braço (3) se move no alto da torreta giratória (6), que tem uma de suas faces (6'), (6") na posição horizontal e as aberturas de suporte voltadas para cima, de modo que a geometria de distribuição do braço (3) esteja exatamente no alto da disposição de suportes, isto é, três no exemplo; entretanto, outras versões são possíveis dependendo da duração dos ciclos de moldagem e de refrigeração. Durante transferência, as pré-formas (5) são contidas lateralmente pela guilhotina (40), (41) e pela centralização do gargalo.

No estágio mostrado na Figura 5, a torreta (6) é levantada para se situar tão próximo quanto possível do braço (3). Então, as pré-formas são liberadas pela operação da guilhotina (40), (41), caem por gravidade, e se posicionam nos suportes correspondentes (7). Cada operação de carregamento das pré-formas do braço (3) na torreta (6) envolve posicionar o braço (3) em uma posição predeterminada, dependendo da disposição dos suportes (7) que devem ser cheios, a fim de posicionar as pré-formas no lugar correto antes de liberá-las.

Assim que a carga das pré-formas é recebida durante um ciclo específico, a torreta (6) é abaixada e, pode assim ser girada em torno de seu eixo X mesmo antes que o braço (3) se tenha movido da posição de descarga no alto da torreta (6) para a posição de carga entre o molde dividido (1), (2) de injeção. Desta maneira, a operação e, assim, o período de funcionamento da torreta giratória (6} são independentes do período de funcionamento do braço (3).

Então, a torreta (6) é girada 180° em torno de seu eixo X de modo que as pré-formas sejam posicionadas com o gargalo voltado para baixo. No estágio inicial de enchimento de todos os suportes (7) da torreta (6), a torreta não é abaixada para a placa de extração (23); este estágio pode ser considerado um estado transiente inicial.

Os grupos de suportes são preenchidos em uma ordem predeterminada e controlada pelos meios de controle da planta.

Após cada rotação de 180° da torreta (6) em torno do eixo X, o ciclo seguinte de coleta e inserção de um grupo seguinte de pré-formas (5) é realizado. Este processo é idêntico em cada ciclo de modo que na extremidade do estágio inicial todos os suportes (7} são cheios com as pré-formas (5) e, então, a operação de descarga dos grupos de pré-formas (5) começa entre uma operação de carregamento e a seguinte.

Então, como mostrado na Figura 7, a torreta (6) é abaixada de uma maneira essencialmente vertical até que esteja perto da placa de extração (23) . Obviamente, a torreta (6) pode também mover-se em sentidos vertical, inclinado, ainda dentro do escopo desta invenção. É também possível prever uma versão onde a torreta (6) se move horizontalmente para os meios de descarga. A Figura 17 mostra as posições das pré-formas (5) presas nos suportes da face da torreta voltada para baixo, graças ao posicionamento apropriado da placa de extração (23). Então, a placa (23) desliza por um intervalo necessário para alinhar os dentes (29), (30) com as pré-formas a serem removidas, ver as Figuras 8 e 9, que mostram o estágio de inserção nos suportes. As Figuras 10 e 11 mostram o estágio de inserção dos dentes entre o anel (9) e os suportes (7) .

As Figuras 8a, 9a, 10a, e 11 mostram vistas de um detalhe do processo. Isto se refere àquelas pré-formas carregadas primeiramente na torreta giratória, isto é, as pré-formas frias o bastante para serem descarregadas. Quando a torreta (6) for levantada, os dentes (29), (30) apreendem as pré- formas, ver Figuras 10 e 11, que caem por gravidade nos meios de coleta, ver Figura 12, encontrados sob a dita torreta, estes meios sendo de tipo conhecido e não mostrados nas figuras.

Então, a torreta (6) gira por 180° de modo que os suportes liberados das pré-formas sejam colocados com a abertura de suporte girada para cima e estejam disponíveis para receber o grupo seguinte de pré-formas (5) . Agora, o procedimento continua em velocidade completa, significando que cada ciclo básico envolve uma rotação da torreta, uma liberação de um grupo de pré-formas da torreta com a mesma disposição de distribuição e carregada antes dos outros grupos na torreta, e o carregamento de um grupo novo de pré-formas com a mesma disposição na torreta pelo braço (3). A solução descrita torna possível conter muitas pré- formas em um espaço muito pequeno que é equipado para refrigeração eficaz. 0 total de disposições diferentes disponíveis em duas superfícies (6'), (6") é predeterminado com base na duração total do estágio de refrigeração das pré-formas (5) na torreta (6).

Em uma versão vantajosa da invenção, o vácuo entre os suportes de cada fileira é eliminado injetando ar a baixa pressão através das canaletas (8) nos suportes para ajudar no processo da extração; isto é realizado com meios conhecidos que, conseqüentemente, não serão descritos em detalhe. Isto facilita e apressa a extração das pré-formas dos suportes. Esta versão é mais cara para construir do que a versão sem meios para remover o vácuo nos suportes.

Esta invenção é apropriada para otimizar os ciclos individuais de trabalho e aumentar a produtividade total da planta. "REIVINDICAÇÕES"

Claims (12)

1. Dispositivo de condicionamento para pré-formas plásticas (5) compreendendo uma torreta (6), tendo ao menos uma face (6', 6") provida com uma pluralidade de cavidades (7) para condicionamento de pré-formas (5), ditas cavidades (7) adaptadas para prender ditas pré-formas em seu interior, a torreta sendo fixada a uma estrutura de suporte com meios motores adaptados para fazer a torreta realizar movimentos espaciais, caracterizado pelo fato de que a dita torreta (6) tem uma estrutura compreendendo uraa primeira barra (18) na forma de um paralelepipedo e uma segunda barra (19) paralela à primeira barra, e onde as ditas primeira e segunda barras são unidas reciprocamente em cada face (6', 6") por uma ou mais placas substancialmente retangulares (14, 17), onde uma ou mais das ditas placas substancialmente retangulares (14, 17) é substituível, tem uma espessura menor do que aquela das ditas primeira e segunda barras, são suportadas em uma extremidade pela primeira barra (18) e na outra extremidade pela segunda barra (19) e estão compreendidas na dita pelo menos uma face (6', 6").

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as pré-formas definem um gargalo e as cavidades de condicionamento (7) são providas com meios (10', 10") apropriados para prender as pré-formas (5) na posição com o gargalo voltado para baixo.

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os ditos movimentos espaciais compreendem um primeiro movimento de rotação em torno de um eixo essencialmente horizontal (X) e um segundo movimento de translação entre uma primeira posição na altura dos meios (3) para extrair as pré-formas do molde e uma segunda posição perto de um dispositivo (23) para extrair as pré-formas (5) das cavidades (7).

4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o eixo de rotação (X) é horizontal e é essencialmente ortogonal a um sentido (C) para transportar as pré-formas (5) para longe de um molde.

5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de extração é colocado sob a dita segunda posição mais baixa da torreta (6), e é fornecido cora meios para prender apropriados para extrair as pré-formas das cavidades (7) da torreta (6).

6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 5 caracterizado pelo fato de que as ditas placas (14) são mais de uma e cada placa suporta diversas cavidades.

7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a primeira barra (18) abriga dutos apropriados para transportar líquidos de trabalho.

8. Processo para condicionar pré-formas plásticas (5) usando o dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que diversas pré-formas são moldadas em um molde apropriado que compreende diversas cavidades de molde onde as pré-formas permanecem até que o plástico alcance uma consistência especifica e, são ejetadas então quando ainda estão mais quentes do que a temperatura ambiente, este processo compreendendo os seguintes estágios: a) Transferir as pré-formas para uma posição fora do molde, b) introduzir as pré-formas em cavidades (7} correspondentes da torreta (6), c) refrigerar as pré-formas (5) até alcançarem uma segunda temperatura predefinida, d) fazer girar a torreta (6) em torno de um eixo substancialmente horizontal e trasladar a mesma verticalmente até uma posição mais baixa, e) remover as pré-formas (5) das cavidades (7) por meio de meios para prender fornecidos em uma mesa de descarga.

9. Processo de acordo com a reivindicação 8 caracterizado pelo fato de que a torreta (6) é equipada com um número de cavidades que é um múltiplo da pluralidade de cavidades do molde de injeção e onde o estágio de refrigeração c) é um múltiplo do ciclo de injeção.

10. Processo de acordo com a reivindicação 8 caracterizado pelo fato de que a extração das pré-formas (5) das cavidades (7) é realizada através de prendimento, usando as constrições de largura das fendas providas na mesa de descarga apropriadas para se introduzirem em porções específicas das pré-formas.

11. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que as constrições de largura das fendas são em forma de dentes.

12. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que as pré-formas são pré-formas e os dentes são introduzidos entre um anel (9) colocado perto do gargalo da pré-forma (5) e a extremidade dosuporte (7) que abriga a dita pré-forma.