ES2239077T3 - Metodo para moldear articulos de vidrio hueco, y maquina de moldear que implementa tal metodo. - Google Patents

Abstract

Un método para moldear artículos vidrio hueco en un molde (5), que usa un émbolo (17) activado por medio de un accionador neumático de doble acción (18); método que comprende una primera etapa de aproximación en la que el mencionado émbolo (17) se aproxima al mencionado molde (5), y una segunda etapa de inserción en la que el mencionado émbolo (17) es insertado dentro del mencionado molde (5), y dentro de una masa de vidrio (11) en el molde (5); caracterizado porque, durante por lo menos una de entre las mencionadas etapas de aproximación e inserción, el movimiento del mencionado émbolo (17) es controlado mediante la modulación independiente de unos parámetros primero (Pb, Qb) y segundo (Qa, Pa) de, respectivamente, unos flujos de aire primero y segundo, suministrados en, respectivamente aspirados desde, cámaras respectivas (B) (A) del mencionado accionador neumático (18) en base, respectivamente, a unos perfiles temporales de referencia memorizados primero (S1) y segundo (S2; S3).

Description

Método para moldear artículos de vidrio hueco, y máquina de moldear que implementa tal método.

La presente invención se refiere a un método de moldear artículos de vidrio hueco. Los artículos de vidrio hueco, en concreto botellas y recipientes, se producen en las llamadas máquina de moldear I.S., que comprenden una serie de secciones de moldeo. Cada sección de moldeo comprende un molde tosco divisible, que a su vez comprende una pared inferior, y dos paredes laterales enfrentadas, móviles entre sí, hacia y desde una posición cerrada en la que las paredes laterales están forzadas una contra la otra y definen una cavidad, para recibir una respectiva vela de vidrio fundido. Cada vela de vidrio depositada dentro del molde relativo se conforma primero usando un émbolo, activado mediante un accionador neumático de doble acción, para moverse primero hacia la boca de la cavidad del molde, y después a través de la boca para modelar el vidrio dentro del molde.

Cuando el émbolo contacta con la vela de vidrio, la energía cinética almacenada por el émbolo al aproximarse a la boca se transmite al vidrio, y por lo tanto a las paredes del molde. Y, puesto que la velocidad de aproximación es relativamente alta para minimizar el tiempo improductivo, la energía cinética del émbolo al contactar con el vidrio es a veces lo suficientemente alta como para que se desprenda las paredes del molde, lo que tiene como resultado un exceso de presión en la superficie externa del artículo semielaborado, y por lo tanto también del artículo elaborado. Además, el entrar en contacto con el émbolo y las paredes del molde, la masa de vidrio se enfría y se separa de la superficie interna del molde, lo que tiene como resultado variaciones aleatorias en la forma.

Los artículos acabados son, por lo tanto, de una calidad relativamente pobre en términos de forma, tamaño y superficie de acabado, por lo que se necesita controlar el émbolo.

Se describe un método de control, por ejemplo en la Patente EP-B-0 691 940, que usa una válvula solenoide proporcional controlada mediante una unidad de funcionamiento en circuito-cerrado.

El control de circuito-cerrado tiene, no obstante, el inconveniente de necesitar unidades de detección, comparación y control extremadamente complejas, de fabricación y montaje costosos. Y lo que es más, las características del aire en las dos cámaras de los accionadores, y por tanto el desplazamiento del émbolo, se establecen por medio de la misma válvula de solenoide, de forma que cada posición del elemento móvil de la válvula de solenoide corresponde a una relación constante dada entre las presiones en las dos cámaras de accionador.

Es un objetivo de la presente invención proporcionar un método de moldear artículos de vidrio hueco, diseñados para proporcionar una solución simple y económica a los problemas mencionados, controlando para ello el émbolo en circuito-abierto.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un método de moldear artículos de vidrio hueco en un molde, usando un émbolo activado por un accionador neumático de doble acción; método que comprende una primera etapa de aproximación, en la que el mencionado émbolo se aproxima al mencionado molde, y una segunda etapa de inserción, en la que el mencionado émbolo es insertado dentro del mencionado molde, y dentro de una masa de vidrio en el molde; caracterizado porque, durante por lo menos una de las mencionadas etapas de aproximación e inserción, el movimiento del mencionado émbolo está controlado en base a modular independientemente unos parámetros primero y segundo, respectivamente, de flujos de aire primero y segundo, suministrados en, respectivamente aspirados desde, cámaras respectivas del mencionado accionador neumático, en base a unos perfiles de tiempo de referencia memorizados, primero y segundo respectivamente.

Preferentemente, el movimiento del mencionado émbolo está controlado mediante modular los mencionados primero y segundo parámetros, durante las etapas tanto de aproximación como de inserción.

De forma conveniente, los mencionados perfiles temporales de referencia primero y segundo, se usan para modular la medida del caudal del flujo de aire en relación con una de las mencionadas cámaras del accionador neumático.

La presente invención también se refiere a una máquina para moldear artículos de vidrio hueco.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona una máquina para moldear artículos de vidrio hueco, máquina que comprende un molde para recibir una masa de vidrio a ser modelada; una accionador neumático de doble acción; un émbolo activado, en uso, por el mencionado accionador neumático, para su aproximación al mencionado molde y para ser insertado dentro del mencionado molde y de la mencionada masa de vidrio; y medios de control para controlar la aproximación e inserción del mencionado émbolo, caracterizada porque el mencionado medio de control comprende una primera válvula solenoide proporcional, de regulación de flujo, y una segunda válvula solenoide proporcional, de regulación de flujo, distintas entre sí; y una unidad de control para controlar las mencionadas válvulas de solenoide primera y segunda, de acuerdo con unos perfiles temporales de referencia, primero y segundo respectivamente, memorizados e independientes entre sí, al efecto de modular así la medida del caudal de un primer flujo de aire aspirado desde, o suministrado a, una de las dos cámaras del mencionado accionador neumático y, respectivamente, la presión de un segundo flujo de aire suministrado a, o aspirado desde, la otra cámara del accionador neumático.

A modo de ejemplo se describirá una realización no limitativa de la invención, con referencia a los dibujos anexos, en los cuales:

la figura 1 muestra esquemáticamente una realización preferida de la máquina de moldear, para implementar el método acorde con la presente invención;

las figuras 2 y 3 muestran dos gráficos relativos al funcionamiento de la máquina de moldear de la figura 1.

El número 1 en la figura 1 se refiere, globalmente, a una máquina de moldear artículos de vidrio hueco, y abarca una serie de secciones, de las cuales se muestra esquemáticamente solo una y se indica con un 4 en la figura 1. La sección 4 a su vez comprende un respectivo molde 5, para producir sucesivamente una serie de artículos de vidrio semiacabados, desde respectivas velas de vidrio fundido, suministrado por un dispositivo de distribución (no mostrado) y un dispositivo de transporte (no mostrado) de la máquina 1.

Con referencia a la figura 1, el molde 5 comprende dos mitades de molde 7, que están forzadas de forma reversible una contra otra mediante un accionador neumático (no mostrado), y definen parcialmente una cavidad 9 para recibir una vela 11 de vidrio fundido y que tiene dos aberturas opuestas 12 y 13. La abertura 12 define la entrada a través de la cual se suministra la vela 11 mediante el dispositivo de transporte, y está cerrada por un tapón 15; y la abertura 13 define una boca para la inserción de un tapón macho 17 relativo a la cavidad.

El émbolo 17 se activa por medio de un accionador lineal neumático de doble acción 18 para moverse en la dirección 19, entre una posición retirada (mostrada por la línea continua), y una posición de avance a lo largo de un recorrido que comprende una primera parte, a lo largo de la cual el émbolo se aproxima a la boca 13, y una segunda parte a lo largo de la cual el émbolo es insertado dentro del molde 5 y la vela 11, al efecto de moldear un artículo de vidrio hueco semielaborado (no mostrado) a partir de la vela 11.

Con referencia a la figura 1 el accionador 18 comprende una camisa 21, que tiene un eje 22 que coincide con la dirección 19, y está soportado mediante una estructura no mostrada; y un pistón 23 alojado en deslizamiento axial y de forma estanca a los fluidos, dentro de la camisa 21 y conectado integralmente al émbolo 17. Junto con la camisa 21, el pistón 23 define dos cámaras de volumen variable A y B, que son alimentadas con aire a presión mediante una unidad de suministro de aire 31 (mostrada esquemáticamente en la figura 1), para mover el émbolo 17 axialmente hacia delante y atrás, respectivamente por vía de los respectivos circuitos mecánicos 29 y 30 (mostrados esquemáticamente). Cada circuito neumático 29, 30 comprende una válvula de solenoide neumática posicionada continuamente 33, 34 para regular, en uso, un respectivo flujo de aire hacia, y desde, las respectivas cámaras A, B.

En cada ciclo de producción, es decir cuando se moldea cada artículo de vidrio, las válvulas de solenoide 33 y 34 son controladas según respectivas señales independientes, o perfiles temporales de referencia, memorizados en unidades de memoria respectivas 43 y 44, cada una en relación con una respectiva válvula de solenoide 33, 34.

Las unidades de memoria 43 y 44 están conectadas, por un lado a una unidad de control 45 para controlar las válvulas de solenoide 33 y 34 de forma independiente, y por el otro lado a una unidad de control 46 para controlar, cronometrar y sincronizar la sección 4.

La unidad 46 está conectada a las otras secciones de la máquina 1, para transmitir y recibir las respectivas señales de sincronización del proceso de moldeo, y está controlada desde un panel de botón de contacto 49 que forma parte de la sección 4 y se usa, en concreto, para arrancar y detener la sección 4, y desde un terminal 50 que forma parte de la máquina 1, y para introducir y modificar los datos relativos a todas las secciones de la máquina 1.

En uso, las válvulas de solenoide 33 y 34 sirven cada una para modular temporalmente un respectivo parámetro del respectivo flujo de aire interceptado. En adelante, se entiende que "parámetros" de flujo de aire, significa la medida del caudal Qa o la presión Pa del flujo de aire que entra en, o abandona, la cámara A, y la medida del caudal Qb o la presión Pb del flujo de aire que entra, o abandona, la cámara B, mientras que "modular" se entiende que significa una variación continua o discreta en la presión del aire o en la medida del caudal, en las diversas etapas de moldeo.

En el ejemplo concreto mostrado, la válvula de solenoide 33 es una válvula de solenoide reguladora de presión, para variar la presión Pa del flujo de aire que entra en la cámara A, mientras que la válvula de solenoide 34 es una válvula de solenoide reguladora del flujo, para variar la medida del caudal Qb de flujo de aire que entra y sale de la cámara B.

Se lleva a cabo pruebas preliminares para determinar los perfiles temporales de referencia con los que conseguir una modulación dada de los parámetros del flujo de aire de las cámara A y B, y así una pauta de movimiento dada para el émbolo 17 y una fuerzas aplicadas dadas por el émbolo 17, a la vela 11 y al molde 5, como una función de diferentes tipos y cantidades de vidrio en la vela 11, y de diferentes tipos de émbolo 17.

Cada unidad de memoria 43, 44 almacena un respectivo número de posibles perfiles temporales de referencia, mediante los que controlar a la respectiva válvula de solenoide 33, 34 en cada ciclo de producción.

Para llevar a cabo un ciclo de producción el operario selecciona, en el terminal 50, dos perfiles temporales de referencia memorizados, que son enviados por la unidad 45 a las respectivas válvulas de solenoide 33, 34 y se repiten en ciclos de producción subsiguientes, pendientes de nuevas selecciones o cambios en los datos.

Las figuras 2 y 3 muestran dos gráficos en función del tiempo "t" y en relación con un ciclo de producción, a modo de ejemplo. La figura 2 muestra curvas de prueba "A", "B" y "C" relativas a la presión Pa, la presión Pb y el recorrido del émbolo 17 respectivamente, y una curva de prueba "A'" relativa a la presión Pa, y como alternativa a la curva "A".

La figura 3 muestra un perfil de la etapa S1 por medio del cual la unidad 45 controla a la válvula de solenoide 34 para obtener la curva "B" en la figura 2; y perfiles alternativos S2 y S3, mediante los que la unidad 45 puede controlar a la válvula de solenoide 33 para obtener las curvas "A" y "A'" de la figura 2, respectivamente. El eje y muestra, en un lado, una escala de presión relativa a los perfiles S2 y S3, y en el otro lado una escala en porcentaje, relativa al perfil S1, de la abertura máxima a través de la válvula de solenoide 34, entre la unidad 31 y la cámara B, y por tanto una escala porcentual de la máxima medida del caudal Qb.

Empezando desde una condición de reposo (mostrada por la línea continua en la figura 1), en la que el émbolo 17 está en la posición retirada y las cámaras A y B están descargadas, el ciclo de moldeado comprende una etapa de aproximación en la que, por medio de un resorte de recuperación conocido no mostrado, el émbolo 17 se mueve en una posición intermedia entre las posiciones límite y cerca de la abertura 13, y se suministra una vela 11 dentro de la cavidad 9. Una vez que la vela ha sido suministrada, las válvulas de solenoide 33, 34 son activadas en el instante t1 (más específicamente, t1 vale en torno a 0,5 segundos), para mover el émbolo 17 hasta la vela 11 tan rápidamente como sea posible.

La válvula de solenoide 33 se abre entre los instantes t1 y t3 para suministrar aire a presión a la cámara A, de acuerdo con una etapa 51 en el perfil S2, y obtener un pico 52 en la curva "A", y una aceleración máxima durante un periodo relativamente corto de tiempo, mientras que la válvula de solenoide 34 es controlada para cerrar parcialmente el conducto del flujo de aire desde la cámara B, antes de que el émbolo 17 contacte con la vela 11. Más en concreto, la válvula de solenoide 34 es controlada de acuerdo con una parte del perfil S1, que comprende una primera etapa 53 entre el instante t1 y el instante t2 (menor que el instante t3); y una segunda etapa 54 mayor que la etapa 53, entre el instante t2 y el instante t4 (más específicamente, t4 vale 0,8 segundos y es mayor que el instante t3). Este ajuste sirve para incrementar la presión Pb en la parte 55 de la curva "B" y romper, así, el movimiento hacia arriba del émbolo 17 hasta el grado de prácticamente detener el émbolo 17, cuya energía cinética al contactar con la vela 11, es tal que ejerce relativamente poca presión en el molde 5, e impide así que se abra el molde 5.

A la etapa de aproximación sigue, en el instante t4, el comienzo de la etapa de presión o inserción, en la que el émbolo 17 (que se muestra por la línea a trazos en la figura 1) se inserta dentro del molde 5 a una velocidad relativamente, baja para modelar y extender el vidrio completamente, dentro del molde 5.

Entre los instantes t4 y t6 (t6 = 2,4 segundos), la válvula de solenoide 34 es controlada de acuerdo con la etapa 56, más corta que la etapa 54, en el perfil S1 para descargar el aire atrapado dentro de la cámara B, y reducir la presión Pb a lo largo de una parte relativa 57 de la curva "B", y para someter gradualmente al vidrio, a la fuerza de la presión nominal determinada por la presión Pa. La presión Pa está modulada por la válvula de solenoide 33, según una parte del perfil S2 que comprende una etapa 58, menor que la etapa 51, entre los instantes t3 y t5 (t5 = 1,8 segundos), y una etapa 59 mayor que la etapa 58, entre los instantes t5 y 56, para modular así la presión Pa de acuerdo con una zona creciente 60 de la curva "A".

Usando el perfil S3 en lugar de S2, la válvula de solenoide 33 es controlada en la etapa de inserción, de acuerdo con una zona que comprende una etapa 61 entre los instantes t3 y t5, y una etapa 62 menor que la etapa 61, entre los instantes t5 y t6, para modular así la presión Pa de acuerdo con una zona decreciente 63 de la curva "A'" (figura 2).

Las variaciones en los perfiles S2 y S3, y por lo tanto en la presión Pa, en la etapa de inserción o presión sirven para compensar el encogimiento y la tendencia del vidrio a salirse del molde 5 debido al rápido enfriamiento del vidrio, o para impedir la abertura forzada del molde 5 y, así, la formación de defectos en los artículos acabados.

Una vez que se ha moldeado el artículo de vidrio, el émbolo 17 es descendido entre los instantes t6 y t7, para permitir la transferencia del artículo moldeado. En esta etapa la válvula de solenoide 33 es desactivada, para eliminar la presión Pa a lo largo de la parte descendente 64 de la curva "A" o "A'", y descargar el aire atrapado dentro de la cámara A, mientras que la válvula de solenoide 34 es activada y controlada de acuerdo con una etapa 65, para incrementar la medida del caudal Qb y, así, la presión Pb a lo largo de una parte 66 de la curva "B", y conseguir de ese modo una deceleración adecuada del émbolo 17.

En una variación no mostrada en los gráficos, antes de que el émbolo 17 esté completamente retirado, la medida del caudal Qb y por ello la velocidad de retirada del émbolo 17, pueden reducirse gradualmente de acuerdo con una parte relativa del perfil S1, menor que la etapa 65, para así conseguir una detención amortiguada del pistón 23.

Por lo tanto la máquina 1 sirve para controlar en circuito-abierto la aproximación del émbolo 17 hacia el molde 5, la inserción del émbolo 17 dentro del molde 5, y la retirada del émbolo 17.

Comparado con más máquinas de control de circuito-cerrado, la máquina 1 es relativamente sencilla al no usar unidades de detección para determinar los parámetros del flujo de aire en cada ciclo de producción - en concreto, las presiones en las cámaras A y B, y la posición y velocidad del émbolo 17 -, y no comparar la señal entre unidades de proceso.

La unidad de control 45 y las válvulas de solenoide independientes 33, 34, controladas según los perfiles temporales de referencia predeterminados independientes S2, S1, sirven para modular temporalmente los parámetros del flujo de aire de las cámaras A y B, de forma independiente y arbitraria en cada ciclo de producción, y controlar de ese modo de forma eficaz y sencilla, la aproximación y la inserción del émbolo 17, hacia y dentro del molde 5.

La modulación del parámetro de incluso solo un flujo de aire, en relación con una de las cámaras A, B se puede cambiar de forma independiente con respecto a la de la otra cámara A, B reemplazar para ello uno de los actuales perfiles S1, S2 con otro de los perfiles de referencia memorizados, por ejemplo sustituyendo el perfil S3 por el perfil S2. Además, junto a los cambios en las condiciones de moldeo durante los ciclos de producción, uno o más perfiles S1, S2 enviados a las válvulas de solenoide 33, 34, pueden ser modificados parcialmente, e independientemente, unos respecto de otros.

Además, puesto que en uso una de la válvulas de solenoide 33 y 34 modulan la presión Pa, y la otra la medida del caudal Qb, la máquina 1 sirve controlar eficazmente la fuerza ejercida por el émbolo 17 en el vidrio, cuando se está moldeando el artículo semielaborado, así como la penetración y retirada del émbolo 17.

Claramente, puede hacerse cambios a la máquina 1 y al método descrito aquí sin, no obstante, apartarse del alcance de la presente invención.

En concreto las válvulas de solenoide 33, 34 puede diferir del tipo descrito, por ejemplo pueden ambas modular la presión de los respectivos flujos de aire.

Los perfiles temporales de referencia pueden diferir de los perfiles S1, S2, S3 mostrados a modo de ejemplo en la figura 3, para modular así los parámetros del flujo de aire en cada ciclo de producción, de otra forma con respecto a la mostrada en la figura 2.

Finalmente, uno de los parámetros de flujo puede ser modulado durante solo parte de las etapas de aproximación, inserción y descenso. Por ejemplo la medida del caudal Qb, puede ser modulada de acuerdo con una parte del perfil S1, solo entre los instantes t2 y t3.

Claims (7)

1. Un método para moldear artículos vidrio hueco en un molde (5), que usa un émbolo (17) activado por medio de un accionador neumático de doble acción (18); método que comprende una primera etapa de aproximación en la que el mencionado émbolo (17) se aproxima al mencionado molde (5), y una segunda etapa de inserción en la que el mencionado émbolo (17) es insertado dentro del mencionado molde (5), y dentro de una masa de vidrio (11) en el molde (5); caracterizado porque, durante por lo menos una de entre las mencionadas etapas de aproximación e inserción, el movimiento del mencionado émbolo (17) es controlado mediante la modulación independiente de unos parámetros primero (Pb, Qb) y segundo (Qa, Pa) de, respectivamente, unos flujos de aire primero y segundo, suministrados en, respectivamente aspirados desde, cámaras respectivas (B) (A) del mencionado accionador neumático (18) en base, respectivamente, a unos perfiles temporales de referencia memorizados primero (S1) y segundo (S2; S3).

2. Un método como el reivindicado en la reivindicación 1, caracterizado porque el movimiento del mencionado émbolo (17) es controlado por medio de modular el mencionado primer parámetro y el mencionado segundo parámetro (Pb, Qb) (Qa, Pa), durante las etapas tanto de aproximación como de inserción.

3. Un método como el reivindicado en la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque uno (S1) de los mencionados perfiles temporales de referencia primero y segundo (S1) (S2; S3), se usa para modular la medida del caudal (Qb) del flujo de aire relativo a una cámara (B) mencionada, del mencionado accionador neumático (18).

4. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque uno (S2; S3) de los mencionados perfiles de referencia primero y segundo (S1) (S2; S3), se usa para modular la presión (Pa) del flujo de aire relativo a una cámara (A) mencionada, del mencionado accionador neumático (18).

5. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque durante cada una de las mencionadas etapas, por lo menos uno (S1) (S2; S3) de los mencionados perfiles temporales de referencia primero y segundo comprende una primera y, por lo menos, una segunda variación (53, 54) (58, 59; 61, 62) en el mencionado parámetro relativo.

6. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los mencionados primer (Qb, Pb) y segundo (Qa, Pa) parámetros son modulados por medio de controlar una primera (34) y, respectivamente, una segunda (33) válvula solenoide proporcional, distintas entre sí, de acuerdo con los mencionados perfiles temporales de referencia primero (S1) y segundo (S2; S3), respectivamente.

7. Una máquina para moldear artículos de vidrio hueco, máquina que comprende un molde (5) para recibir una masa de vidrio (11) a ser moldeada; un accionador neumático de doble acción (18); un émbolo (17) activado, en uso, por medio del mencionado accionador neumático (18), para aproximarse al mencionado molde (5) y para ser insertado dentro del mencionado molde (5) y de la mencionada masa de vidrio (11); y medios de control (33, 34, 45) para controlar la aproximación del mencionado émbolo (17) al mencionado molde (5), y la inserción del mencionado émbolo (17) dentro del mencionado molde (5); caracterizado porque el mencionado medio de control (33, 34, 45), comprende una primera válvula solenoide proporcional de regulación de flujo (34), y una segunda válvula solenoide proporcional de regulación de presión (33), distintas entre sí; y una unidad de control (45) para controlar las mencionadas válvulas de solenoide primera (34) y segunda (33), de acuerdo con unos perfiles temporales de referencia primero (S1) y segundo (S2; S3), respectivamente, memorizados e independientes entre sí, para modular así la medida del caudal de un primer flujo de aire aspirado desde / suministrado a, una (B) de las dos cámaras del mencionado accionador neumático (18) y, respectivamente, la presión (Pa) de un segundo flujo de aire suministrado a / aspirado desde, la otra cámara (A) del accionador neumático (18).