ES2222815B1 - Aparato para la fabricacion de preformas por moldeo. - Google Patents
Aparato para la fabricacion de preformas por moldeo.Info
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Abstract
Aparato para la fabricación de preformas por moldeo. El aparato comprende un conjunto de bloque de inyección portador de alineaciones de cavidades de inyección de preformas intercaladas entre alineaciones de cavidades de enfriamiento, un bloque de punzones portador de una placa portapunzones con un número de punzones doble al de las alineaciones de cavidades de inyección del bloque de inyección, y un conjunto de placa intermedia corredera portadora de los cuellos de sujeción de las preformas, con disposición de elementos para apertura y cierre de las correderas y poseyendo un sistema de guías verticales con respecto a las placas de inyección y de punzones dotadas de guías para la salida de las preformas, en cuyos extremos quedan dispuestos sendos elementos de estrella giratoria u otro sistema de descarga para la salida de las preformas.
Description
Aparato para la fabricación de preformas por
moldeo.
La presente invención se refiere a un aparato
para la fabricación de preformas por moldeo que aporta sensibles
ventajas sobre lo actualmente conocido.
Actualmente, la producción de preformas de PET
se realiza mediante moldeo por inyección, utilizando un molde de
varias cavidades, fijado a una prensa de, inyección vertical u
horizontal y un dispositivo externo para el enfriamiento de las
preformas.
Este dispositivo de enfriamiento de las
preformas es necesario para poder reducir el tiempo de ciclo de
producción, ya que las preformas debido a sus gruesas paredes
necesitan un tiempo largo de enfriamiento y de realizarlo
íntegramente en el molde de inyección el ciclo sería excesivamente
largo. Así en el tiempo total de enfriamiento una parte se realiza
en el molde y otra parte (generalmente superior) se realiza
externamente en un dispositivo especial.
En la práctica existen muchos y muy diversos
diseños de estos dispositivos de enfriamiento, tanto de
accionamiento horizontal como vertical, buscando siempre la forma
de acoplamiento a la prensa de inyección.
La presente invención describe un aparato de
inyección de preformas en el cual mediante un nuevo diseño se ha
integrado el sistema de enfriamiento de manera que se utilizan
elementos comunes para la fase de inyección y para la fase de
enfriamien-
to.
to.
En efecto se trata de un sistema integrado ya
que sería imposible separar la estación de inyección de la estación
de enfriamiento, ya que forman un único mecanismo y participan de
los mismos accionamientos.
Las ventajas de este sistema respecto del
generalmente utilizado son la sencillez de manejo y puesta en
marcha ya que no existen dispositivos periféricos y la reducción de
costes del equipo.
La aplicación práctica prevista con este nuevo
desarrollo está orientada a aquellas producciones de preformas
cuyas cantidades sean pequeñas y medianas ya que existe una
limitación física en el tamaño del molde. Por otra parte en estas
producciones pequeñas o medianas es difícil amortizar los costes de
inversión de un equipo de preformas con dispositivo exterior de
enfriamiento por lo cual el nuevo sistema se convierte en una
opción rentable.
La presente invención está destinada
especialmente a la producción de preformas de material PET
(polietilén-tereftalato) para la fabricación de
botellas y envases por estirado-soplado.
Mediante el nuevo aparato objeto de la presente
invención se solucionan dos de los principales problemas técnicos
existentes en los moldes convencionales; y que les obliga a ser
complementados por un manipulador externo de enfriamiento y descarga
a la cinta de transporte:
- A.
- Por un lado se soluciona el problema del enfriamiento de las preformas, al disponer de ciclo alternativo, que le permite enfriar las preformas durante el ciclo de inyección, y durante el ciclo siguiente (en total dos ciclos), con lo cual se consigue bajar su temperatura lo suficiente como para poder ser transportadas en la cinta de transporte y apilarlas sin sufrir problemas de deformación o soldadura entre sí.
- B.
- En segundo lugar soluciona el problema de la caída de las preformas tras ser expulsadas, dado que éstas bajan deslizándose por un sistema de rampas que el aparato dispone, manteniéndose posicionadas y distanciadas unas de otras hasta ser liberadas (de una en una), de forma que no se producen golpes ni contactos entre sí durante la descarga. Estos golpes y contactos producirían marcas en las preformas, visibles posteriormente en las botellas, no siendo luego aptas para su uso, dado el elevado grado de limpieza y brillo requerido en estos artículos.
Gracias a estas dos soluciones se elimina la
necesidad de utilizar un manipulador exterior entre el molde y la
cinta de transporte, lo cual genera una doble ventaja sobre los
sistemas tradicionales.
1) La supresión del manipulador, que al ser un
dispositivo externo, requiere para su funcionamiento de una
instalación aparte y de un interfaz para su accionamiento
coordinado con la máquina inyectora y el molde. De esta forma,
aparte del espacio ocupado se añaden dificultad de manejo y
posibles averías en el sistema, que paralizan el funcionamiento,
reduciendo la eficiencia y rendimiento del sistema.
2) El manipulador, sus elementos de fijación a
la máquina y sus protecciones (mamparas, puertas de acceso, etc.)
constituyen un elemento de coste muy considerable para el sistema.
Con la presente invención, se reduce el coste total del sistema en
gran medida.
Aparte de estas dos ventajas, el hecho de que el
molde según el nuevo diseño es totalmente autónomo genera un grado
de libertad sin precedentes a la hora de poder cambiar el molde de
máquina sin necesidad de adaptar otro manipulador, o cambiar de
número de cavidades sin tener que cambiar los elementos del
manipulador, diseñados específicamente para cada modelo de
preforma, para cada número de cavidades y para cada distribución
(distancia entre los centros de las preformas en el molde, que es
variable).
La presente invención se basa fundamentalmente
en la constitución de un aparato que puede ser designado
simplemente con la expresión habitual de "molde" que se
compone de un bloque de inyección, un bloque de punzones y un
conjunto de placa expulsora en disposición intermedia, comportando
correderas y rampas de descarga, disponiéndose en el bloque de
inyección cavidades para moldeo y cavidades para enfriamiento, y
presentando el bloque de punzones capacidad de desplazamiento
transversal con respecto al bloque de inyección para permitir la
entrada y salida de los punzones con respecto a las cavidades de
inyección del bloque de inyección y una posibilidad de
desplazamiento longitudinal para permitir a cada ciclo de inyección
la introducción de una preforma recién moldeada en el interior de
una cavidad de enfriamiento.
La placa expulsora va asociada a un conjunto de
rampas de descarga sobre las que se desplazan las preformas al ser
expulsadas permitiendo que desciendan ordenadamente hasta su
descarga final.
Para su mejor comprensión se adjuntan, a título
de ejemplo explicativo pero no limitativo, unos dibujos
representativos de una realización de la presente invención.
La figura 1 muestra esquemáticamente una sección
parcial del aparato objeto de la presente invención, mostrando los
elementos principales en posición de inyección y de
enfriamiento.
La figura 2 muestra una vista en planta del
bloque de inyección.
La figura 3 muestra una vista en planta del
bloque de punzones.
Las figuras 4 y 5 son sendas vistas esquemáticas
demostrativas de las posiciones de correderas cerradas y
abiertas.
La figura 6 muestra una vista en planta de las
rampas de salida con los dispositivos de estrella asociados.
Tal como se observa en las figuras el aparato
comprende esencialmente tres elementos fundamentales como se pueden
apreciar en la figura 1. El primero de ellos consiste en el bloque
de inyección (1), el segundo en el bloque de punzones (2), y el
tercero en el conjunto de la placa expulsora (3).
El bloque de inyección comprende un canal
caliente de Inyección (4), las cavidades de inyección (5), (5')...
y las cavidades de enfriamiento (6), (6'), (6'')... así como las
placas en la que están fijados dichos elementos. Las cavidades de
inyección están destinadas a recibir el material PET mediante las
correspondientes toberas (7), (7') conformando las preformas en el
moldeo entre las cavidades de inyección correspondientes y los
punzones asociados al bloque de punzones (2) y que en el caso
representado se han indicado con los numerales (8) y (8').
El bloque de inyección va fijado al plato fijo
de la máquina de inyectar y no tiene movimiento.
El bloque de punzones (2) está compuesto por los
punzones, tal como los indicados con los numerales (8) y (8'), que
están destinados a conformar la parte interna de la preforma, y la
placa portapunzones (9) sobre la que van fijados los punzones, así
como una placa base (10) sobre la que se desplaza la placa
portapunzones y el dispositivo de accionamiento, que permite
desplazar una placa sobre otra, por ejemplo, un cilindro o motor
hidráulico.
El bloque de punzones (2) va fijado al plato
móvil de la máquina de inyección que tiene movimiento de apertura y
cierre.
La placa expulsora (3) está situada entre los
bloques, de inyección (1) y de punzones (2) y se compone de cuellos
(11) que son los elementos que conforman la parte superior externa
de la preforma normalmente dotada de rosca u otra forma, cuyos
cuellos están realizados en dos mitades. En la propia placa
expulsora quedan asociadas las correderas (12) que son los
elementos donde van fijados los cuellos y que les confieren el
movimiento de apertura y cierre. Una placa de soporte de correderas
(13) permite el desplazamiento de las correderas por medio de un
dispositivo de accionamiento hidráulico y asimismo el conjunto de
rampas de descarga que se describirán más adelante y sobre las que
se desplazan las preformas al ser expulsadas, permitiendo su
descenso hasta su descarga final.
La placa expulsora se encuentra situada entre el
bloque de inyección (1) y el bloque de punzones (2) y va fijada al
bloque de punzones (2) mediante guías deslizantes que permiten
separarse del bloque de
punzones.
punzones.
Para realizar este movimiento, la placa (13)
puede ir conectada al accionamiento expulsor de la máquina
inyectora o puede disponer de un accionamiento independiente tal
como cilindros hidráulicos.
La disposición en planta de los elementos
indicados se aprecia en la figura 2, observándose las alineaciones
de cavidades de inyección (5) y (5') y las cavidades de
enfriamiento (6), (6') y (6'') van dispuestas en alineaciones
intercaladas con las cavidades de inyección. Las cavidades de
enfriamiento figurarán siempre en una línea más que las cavidades
de inyección, de manera que las dos líneas exteriores serán siempre
cavidades de enfriamiento. La distancia entre las líneas de
cavidades de moldeo y de enfriamiento será constante.
En la figura 3 se aprecia una vista en planta
del bloque de punzones en el que se aprecian en el caso concreto
que se ha representado cuatro alineaciones que en la figura se han
representado con los numerales (14), (14'), (14'') y (14'''). Dado
que los punzones y su placa de fijación van dotados de movimiento
de desplazamiento lateral, éstos pueden estar localizados en dos
posiciones distintas, habiéndose representado solamente una de
ellas a efectos de simplicidad.
En cada posición la mitad de los punzones
coincide con la posición de las cavidades de inyección y la otra
mitad coincide con la posición de las cavidades de enfriamiento.
En las figuras 4 y 5 se observan vistas de la
placa expulsora, en la primera de ellas con las correderas cerradas
y en la segunda con las correderas abiertas.
La placa expulsora (13) dispone de correderas
posicionadas entre cada línea de cavidades más dos posiciones
exteriormente a las líneas extremas. Estas correderas (12) llevan
fijados los cuellos (11) coincidiendo en posición con las cavidades
de inyección.
En el caso de las correderas cerradas, los
cuellos de inyección están cerrados mientras que en la posición de
correderas abiertas los cuellos de inyección están abiertos.
En el lado opuesto a cada cuello de inyección
las correderas disponen de un rebaje que se ajusta a la forma del
punzón de manera que cuando las correderas están cerradas los
cuellos de inyección se ajustan con unos punzones y cuando las
correderas están abiertas, los rebajes se ajustan con los otros
punzones.
En la misma placa expulsora se sitúan las rampas
de descarga representadas de forma más detalla en la figura 6, en
las que se han representado con los numerales (15), (15') y (15''),
observándose la disposición de las estrellas giratorias (16),
(16'), (16'') u otros sistemas de descarga en los extremos de
salida de dichas rampas para permitir la extracción individual y
ordenada de las diferentes preformas fabricadas tales como (17),
(17')...
De manera más detallada, tal como es de ver cada
línea de cavidades de refrigeración coincide con la línea de
rebajes de las correderas, en las cuales las preformas (17), (17')
... son expulsadas.
En estas líneas, las correderas llevan unidos
unos raíles, que en posición de correderas abiertas, coinciden con
el perfil de la boca de la preforma, caracterizada por el anillo de
estirado. Dichos raíles quedan dispuestos por pares en cada una de
las rampas de descarga (15), (15'), (15'')...
Al quedar las preformas (17), (17')... liberadas
por el accionamiento de la placa expulsora (3), quedan guiadas por
estos raíles y al caer por efecto de la gravedad, las preformas
bajan por estos raíles de forma ordenada y el único punto de
contacto entre ellas sería el exterior de la anilla de estirado, no
pudiendo entrar en contacto entre sí por la zona donde la preforma
aún se encuentra a una temperatura elevada y pudiera resultar
marcada.
Al final de las correderas, los raíles continúan
fijados sobre un suplemento de la placa expulsora (3), pero en esta
zona no existe movimiento de apertura y cierre con: Lo cual los
raíles siempre están en contacto con el perfil de la preforma. La
longitud de este tramo de raíles es tal que pueden almacenar todas
las preformas por los raíles, primero lo hacen por el tramo de
raíles fijado a las correderas y posteriormente por el tramo de
raíles fijos situados sobre el suplemento de la placa
expulsora.
En el extremo inferior de estos raíles existe
una "estrella" (16), (16'), (16'')... dotada de movimiento
circular que permite liberar las preformas de una en una
(secuencialmente) en función de la velocidad de rotación con la que
es accionada. En total existen tantas estrellas como rampas o
raíles de descarga y todas van accionadas con el mismo movimiento
circular.
La velocidad de rotación de estas estrellas
(16), (16'), (16'') debe ser tal que todas las preformas de cada
línea (almacenadas en el raíl) puedan ser liberadas en el
transcurso de un ciclo de trabajo del molde, con lo cual el
intervalo de tiempo entre la caída de 2 preformas es suficiente
para que no se acumulen en la cinta de transporte sobre la que caen
ya que el movimiento de esta cinta va retirando las preformas que
caen sobre ella dejando lugar a las siguientes en caer.
Así el conjunto de rampas de caída queda
descrito corno raíles sobre corredera (A), raíles fijos, suplemento
de la placa expulsora y estrella de descarga.
Como se comprenderá, aparte de las ruedas de
estrella, se podría utilizar cualquier otro sistema de
descarga.
El ciclo de trabajo comienza con la máquina
inyectora en posición de cierre y por lo tanto los tres elementos
básicos de molde, bloque de cavidades, bloque de punzones y placa
expulsora en contacto entre sí. Las correderas están en posición
cerrada.
En esta posición se inyecta el material plástico
fundido (PET) que conformará la pieza (preforma) por medio de la
cavidad de inyección, el punzón y el cuello.
Una vez introducido el material fundido, se
mantiene cerrado el molde mientras los circuitos de refrigeración
de punzones y cavidades enfrían parcialmente la preforma recién
inyectada.
Una vez suficientemente fría la preforma, el
molde abre, separándose el bloque de punzones y la placa expulsora
por un lado, del bloque de cavidades por otro lado.
En medio de esta apertura, las correderas abren
(pos. Abierta) y la placa expulsora es accionada, con lo que queda
quieta mientras el bloque de punzones sigue separándose.
En esta parte de la apertura, las preformas
recién inyectadas pasan a través de los cuellos, que están
separados, quedando liberadas de ellos y sólo en contacto con los
punzones que las siguen refrigerando.
Cuando la apertura del molde es total, los
punzones, en su placa de fijación se desplazan de su posición
actual (por ejemplo posición derecha) a su nueva posición (por
ejemplo posición izquierda).
En esta nueva posición, el molde empieza a
cerrarse, mientras las correderas son accionadas a posición
cerrada.
De nuevo el molde vuelve a estar cerrado, pero
este segundo ciclo, las preformas inyectadas en el ciclo anterior
quedan introducidas en las cavidades de enfriamiento, y los otros
punzones, que no llevan preforma, quedan introducidos en cavidades
de inyección, listo para iniciar un nuevo ciclo de inyección.
En este segundo ciclo las preformas siguen
siendo enfriadas por los punzones y por las cavidades de
enfriamiento durante todo el tiempo de molde cerrado.
En el momento de abrir, el bloque de punzones y
la placa de expulsión se separan de la cavidad, y las correderas
vuelven a abrirse, pero esta vez los rebajes de las correderas se
ajustan con los punzones justo por debajo de las preformas.
Cuando la placa expulsora es accionada y se
separa del bloque de punzones, las preformas son expulsadas de los
punzones por medio de las correderas.
Cuando la máquina ha abierto en su totalidad,
las preformas quedan liberadas y caen por efecto de la gravedad, a
través de las rampas de descarga.
Todo cuanto no afecte, altere, cambie o
modifique la esencia del aparato descrito, será variable a los
efectos de la presente invención.
Claims (6)
1. Aparato para la fabricación de preformas por
moldeo, caracterizado por comprender un conjunto de bloque
de inyección portador de alineaciones de cavidades de inyección de
preformas intercaladas entre alineaciones de cavidades de
enfriamiento, un bloque de punzones portador de una placa
portapunzones con un número de punzones doble al de las
alineaciones de cavidades de inyección del bloque de inyección, y
un conjunto de placa intermedia corredera portadora de los cuellos
de sujeción de las preformas, con disposición de elementos para
apertura y cierre de las correderas y poseyendo un sistema de guías
verticales con respecto a las placas de inyección y de punzones
dotadas de guías para la salida de las preformas, en cuyos extremos
quedan dispuestos sendos elementos de estrella giratoria u otro
sistema de descarga para la salida ordenada una a una de las
preformas antes de su llegada a la cinta transportadora.
2. Aparato para la fabricación de preformas por
moldeo, según la reivindicación 1, caracterizado porque el
bloque de inyección está compuesto por el canal caliente de
inyección, cavidades de inyección que conforman la parte externa de
las preformas, cavidades de enfriamiento que enfrían las preformas
y placas de fijación de dichos elementos, estando fijado el bloque
al plato de la máquina de inyectar.
3. Aparato para la fabricación de preformas por
moldeo, según la reivindicación 1, caracterizado porque el
bloque de punzones comprende los punzones que forman la parte
interna de la preforma, la placa portapunzones de fijación de
aquéllos, la placa base sobre la cual se desplaza lateralmente la
placa portapunzones y el dispositivo de accionamiento destinado a
desplazar una placa sobre otra mediante cilindro o motor
hidráulico, estando fijado dicho bloque de punzones al plato móvil
de la máquina inyectora para su movimiento de apertura y
cierre.
4. Aparato para la fabricación de preformas por
moldeo, según la reivindicación 1, caracterizado porque la
placa expulsora situada entre el bloque de inyección y el bloque de
punzones comprende los cuellos o elementos para conformar la parte
superior externa de la preforma realizados en dos mitades; las
correderas, que son los elementos donde van fijados los cuellos y
que les confieren el movimiento de apertura y cierre, una placa de
soporte de correderas sobre la que se desplazan éstas por medio de
un dispositivo de accionamiento y un conjunto de rampas de descarga
sobre las que se desplazan las preformas en su expulsión,
permitiendo que desciendan ordenadamente sobre la cinta
transportadora.
5. Aparato para la fabricación de preformas por
moldeo, según la reivindicación 4, caracterizado porque la
placa expulsora situada entre el bloque de inyección y el bloque de
punzones va fijada al bloque de punzones por medio de guías
deslizantes que permiten separarse del bloque de punzones, mediante
conexión al accionamiento expulsor de la máquina inyectora o con
accionamiento independiente.
6. Aparato para la fabricación de preformas por
moldeo, según la reivindicación 1, caracterizado porque las
cavidades de enfriamiento están dispuestas en alineaciones
intercaladas con las cavidades de inyección disponiéndose una línea
más que de cavidades de inyección de forma que las dos líneas
exteriores son siempre cavidades de enfriamiento.
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