ES2276123T3 - Maquina para formar tapones mediante moldeo por comprension. - Google Patents
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Abstract
Máquina para formar tapones mediante moldeo por compresión que comprende: - un primer carrusel (1) que gira alrededor de un eje central (2) y provisto periféricamente de una pluralidad de unidades de moldeo por compresión (3) montadas equidistantes entre sí y respecto al eje de giro, comprendiendo dichas unidades un punzón superior (31) y una matriz inferior (32) provista de una cavidad (320); siendo dichos punzón y matriz móviles entre sí a lo largo del eje vertical común en respuesta a unos medios de funcionamiento convenientes; - un segundo carrusel (4) giratorio alrededor de un eje central paralelo al del primer carrusel y provisto periféricamente de unos medios (42) para suministrar la carga de material que se va a moldear a las cavidades de la matriz (320) del primer carrusel, y de unos medios para recoger los tapones moldeados abandonados por los punzones (31) del primer carrusel. - unos medios (411) para suministrar las cargas del material que se va a moldear a dicho segundo carrusel (4); presentando dichos primer y segundo carrusel sus respectivos medios posicionados en unas circunferencias que son tangentes entre sí en un punto; - caracterizada porque comprende por lo menos otro segundo carrusel, estando ambos asociados a unos respectivos medios (42) para suministrar el material que se va a moldear, de tal modo que forman un sistema que presenta por lo menos dos segundos carruseles (4) posicionados equidistantes angularmente externamente a dicho primer carrusel (1) de modo que cada molde ejecuta por lo menos dos ciclos de formación para cada revolución del primer carrusel (1).
Description
Máquina para formar tapones mediante moldeo por
compresión.
La presente invención se refiere a máquinas para
formar artículos, particularmente tapones de cierre, mediante
moldeo por compresión.
La descripción que se realiza a continuación se
refiere particularmente a los tapones, pero igualmente se puede
referir a otro tipo de artículos distintos a los tapones.
Dicho tipo de máquinas son conocidas por ejemplo
a partir de la patente US nº 5.807.592 a nombre del mismo
solicitante de la presente invención.
Dichas máquinas comprenden un carrusel giratorio
de moldeo por compresión que consta de un elemento de soporte
giratorio alrededor de un eje vertical central.
Una pluralidad de unidades de moldeo por
compresión están montadas en el elemento de soporte equidistantes
entre sí y del eje de dicho carrusel.
Cada una de dichas unidades comprende un punzón
fijo superior y de un molde inferior provisto de una cavidad y que
es móvil verticalmente para acoplarse y desacoplarse con el punzón
superior fijo.
También son conocidas las máquinas en las que
tanto el molde inferior como el punzón superior o únicamente el
punzón superior son móviles, no obstante esto no modifica lo
expuesto anteriormente.
Están previstos unos medios para hacer girar
dicho elemento de soporte de modo que cada unidad de molde recorra
una trayectoria que conste de una estación de carga del material a
moldear, de una zona de moldeo, de una zona de enfriado y de una
zona para descargar el tapón moldeado.
La zona de carga del material que se va a
moldear y la zona de descarga de los tapones pueden estar
perfectamente superpuestas, ya que ambas operaciones se pueden
realizar sustancialmente simultáneamente.
Están previstos unos medios para hacer que
dichos punzones superiores y dichos moldes inferiores se aproximen
y se separen uno de otro durante el giro del elemento de
soporte.
Las operaciones de carga y descarga se realizan
con la colaboración de por lo menos un segundo carrusel, que se
denomina carrusel de carga y descarga, los medios activos del cual
siguen una trayectoria tangencial a la trayectoria de los moldes en
el elemento de soporte, efectuándose dichas operaciones en el punto
de tangencia propiamente dicho.
De dichas operaciones, la más delicada es la de
carga de la carga del material a moldear, que debe efectuarse en un
determinado periodo de tiempo limitado para mantener el control de
las características del material cargado en la cavidad del
molde.
El tiempo que transcurre entre la carga de una
carga en el molde y la carga de la siguiente carga en el mismo
molde define la duración del ciclo de formación de los tapones, que
es determinado por las características de la maquinaria.
Dicha duración también consta de un tiempo, que
se denomina tiempo de parada, durante el cual el molde, cuando ya
se ha fabricado el tapón, debe permanecer inactivo por motivos de
seguridad del carrusel, para que sea posible parar el carrusel se
presentan algunas dificultades.
El tiempo de parada corresponde a un arco de
giro del carrusel denominado arco de parada, que se define
habitualmente por el número de moldes inactivos.
El arco de parada, presenta problemas de
inercia, proporcionales al cuadrado de la velocidad de giro del
carrusel.
De modo que se da una situación de compromiso
entre el número de moldes que depende del diámetro del carrusel, y
de la velocidad del carrusel, que como se ha dicho afecta al arco de
parada, este compromiso determina las características del carrusel
a optimizar en base a la tasa de fabricación seleccionada.
El tiempo necesario por la operación de cargar
la carga evidentemente limita la velocidad de giro del carrusel,
siendo este inconveniente por lo menos parcialmente superado por
dicha patente US nº 5.807.592 del mismo titular de la presente
solicitud de patente, en el que el carrusel de carga y descarga no
solo gira alrededor del su eje sino que también pueden cambiar
ligeramente la posición para lograr que los medios de carga
permanezcan sobre la cavidad del molde un tiempo superior al tiempo
normal de superposición en el punto de tangencia.
La invención descrita por dicha patente US nº
5.807.592 presenta no solo una productividad limitada que depende
de la velocidad de giro del carrusel que transporta los moldes, sino
que también presenta una considerable complicación mecánica debido
a la necesidad de cambiar la posición del eje de carga y descarga
del carrusel en cada operación.
Cualquier incremento de la velocidad del
carrusel más allá de la que se define como velocidad límite es de
hecho impedida por el incremento del arco de parada, que como
resulta evidente es proporcional al cuadrado de la velocidad.
El objetivo de la presente invención es aumentar
la tasa de producción mientras que al mismo tiempo también se
incrementa el tiempo disponible para cargar el material que se va a
moldear, en un carrusel que presente las características óptimas
definidas anteriormente.
Dicho objetivo se alcanza con una máquina que
presenta las características definidas en las reivindicaciones.
La simultaneidad de las operaciones de carga y
descarga introducida por la patente US nº 5.807.592, que permite
aumentar la tasa de producción, se asocia según la invención a un
modo diferente de suministrar la carga.
La máquina de la invención presenta un carrusel
con un diámetro y una velocidad de giro tal que durante una
revolución completa del carrusel por lo menos se realizan dos ciclos
de moldeado en cada molde, pudiendo ser dichos ciclos también
parcialmente concurrentes.
Esta solución ofrece ventajas que ya resultan
evidentes incluso si solo se realizan dos ciclos en cada revolución
del carrusel.
Tomando como referencia un carrusel que presente
las características óptimas definidas anteriormente que efectúe un
ciclo por revolución, si se tuviesen que efectuar dos ciclos por
revolución la velocidad de giro debería reducirse a la mitad para
respetar la duración del ciclo.
No obstante, reduciendo la velocidad a la mitad
cada uno de lo dos ciclos dispondría de un arco de parada cuatro
veces superior al necesario por razones de seguridad. Si el arco de
parada se define por el número de moldes que tienen que permanecer
inactivos, y dicho número es igual a x para una determinada
velocidad de giro, entonces para una velocidad de giro reducida a
la mitad dicho número sería igual a 2^{2}x.
Esto no solo permite disponer de mucho más
tiempo para la carga del molde, sino que también permite aumentar
la productividad de la máquina simplemente recomponiendo el arco de
parada al valor necesario para mantener la seguridad.
De modo que si dos ciclos para formar un tapón
en el mismo molde se superponen parcialmente, principalmente
durante la carga de la carga y durante la descarga del tapón, el
efecto de sinergia antes citado también aumenta.
Según esta forma de realización preferida, cada
uno de los dispositivos provistos en la circunferencia del carrusel
carga la carga del ciclo siguiente y descarga el tapón del ciclo
anterior.
Según la invención cada tapón se fabrica
completamente, empezando con la carga de la carga y terminando con
la descarga del tapón, en una trayecto de desplazamiento que
sobrepasa dicha fracción de revolución del carrusel comprendida
entre cada uno de los medios particulares de carga y de descarga
asociados a dicho carrusel.
Esto permite que la velocidad de giro del
carrusel, y por consiguiente la productividad, se pueda seleccionar
entre la velocidad que corresponde al carrusel si está asociado a un
solo dispositivo y al submúltiplo de dicha velocidad igual al
número de dispositivos de carga y descarga asociados al
carrusel.
Se ha comprobado que, en relación a la velocidad
máxima admisible de un carrusel provisto de un único dispositivo de
carga y descarga, una reducción de la velocidad de un tercio resulta
ventajosa para el mismo carrusel provisto de dos dispositivos de
carga y descarga.
Esto permite aumentar la producción un cuarenta
por ciento, mientras que el periodo de tiempo disponible para la
carga de la carga aumenta en un treinta por ciento.
Las ventajas en cuanto a las características de
funcionamiento y de fabricación de la invención resultaran
evidentes a partir de la siguiente descripción detallada en relación
a los dibujos adjuntos, que representan una realización preferida
de la misma a título de ejemplo no limitativo.
La Figura 1 es una vista esquemática en planta
de una máquina de formación según la invención.
La Figura 2 representa una sección por la línea
II-II de la Figura 1.
La Figura 3 representa una parte ampliada de la
Figura 2.
Las Figuras representan un primer carrusel 1 que
gira alrededor de un eje vertical 2 y que transporta, alineados y
equidistantes a lo largo de una circunferencia, un determinado
número de estaciones de moldeo 3 cada una de las cuales consta de
un punzón superior 31 y de una matriz inferior 32 diseñada de modo
que define, en la versión más simple, una cavidad de formación
320.
En el exterior del carrusel 1 están
posicionados, en posiciones diametralmente opuestas, dos segundos
carruseles 4 para cargar las cargas y descargar los
tapones.
tapones.
En serie con cada uno de los segundos carruseles
4 para la carga de la carga y la descarga simultánea de los
tapones, está posicionado un tercer carrusel 5 provisto de un
elemento de estrella 51, para sacar los tapones descargados por el
segundo carrusel.
Los medios para hacer girar simultáneamente el
carrusel 1, el carrusel 4 y el carrusel 5 no se describen ya que
son bien conocidos por los expertos en la materia y están
suficientemente descritos en la patente US nº 5.807.592
anteriormente citada a nombre del mismo solicitante de la presente
invención.
Cada uno de los carruseles 4 tiene asociados
unos medios para suministrar las cargas del material sintético que
se va a moldear, estando formado dichos medios, en el ejemplo
representado, por un aparato de extrusionar exterior 410 provisto
de una boquilla de emisión de carga 420 representado en la Figura
2.
Particularmente en referencia a la Figura 2, se
representa una parte 6 de la bancada de la máquina sobre la cual
gira el carrusel 1.
En la parte 6 está montado un árbol motorizado 7
que soporta el tercer carrusel 5 en su parte superior, y una polea
8 enchavetada en la zona intermedia.
Al árbol 7 está asociado a un cojinete giratorio
9 que soporta una plataforma que sobresale lateralmente 10. La
plataforma 10 se mantiene en la posición seleccionada por un
elemento de cilindro-pistón del cual solo se
representa el vástago del pistón 11.
Mediante un cojinete 12 y unos rodamientos 13,
la plataforma 10 soporta un árbol giratorio 14, en la parte
superior del cual está fijado el segundo carrusel 4.
El extremo inferior del árbol 14 soporta una
polea 15 que está giratoriamente conectada a la polea 8 del árbol 7
mediante la correa dentada 16, la polea intermedia 17 y la correa
dentada 18.
El carrusel 4 comprende una placa de base 41
enchavetada al árbol 14 y está provisto de unas copas de retirada
de la carga 42 posicionadas equidistantes lo largo de una
circunferencia estando cada una de ellas conectada a unos medios
neumáticos.
Dichos medios comprenden un canal circular 43
provisto en la plataforma 10 y conectado mediante unos conductos
verticales a un distribuidor circular 44 sobre el cual deslizan
selladamente los extremos de los conductos 45 conectados a la base
perforada de las copas 42.
En la parte superior de la placa 41 se encuentra
la placa 46 en la parte superior de la cual está posicionado el
elemento de estrella 47.
Debe apreciarse que la circunferencia a lo largo
de la cual las copas 42 están alineadas es tangente a la
circunferencia a lo largo de la cual están alineados los punzones 31
y las respectivas matrices inferiores 32.
En un punto exterior al carrusel 4 está
posicionada la boquilla 411 alimentada por el aparato de extrusionar
410, y mediante la cual las cargas del material que se va a moldear
son emitidas.
Dicha boquilla 411 está representada en la
Figura 2, y está alineada verticalmente con la circunferencia a lo
largo de la cual están alineadas las copas 42, estando posicionada
en la parte exterior de la plataforma 10.
La máquina funciona del siguiente modo.
Para simplificar, la descripción se realizará
solo en referencia a una de las dos estaciones de carga y descarga,
en relación a la mitad de una revolución del carrusel 1.
El aparato de extrusionar 410 suministra al
carrusel 4 una serie de cargas de material que salen una a una de
la boquilla 411 y que son recogidas por las copas 42 a medida que
estas pasan por encima de la boquilla; las cargas se aguantan en
las copas por su propia adherencia.
El carrusel 4 gira en fase y en sincronismo con
el giro del carrusel 1, de modo que las copas 42 se alinean
sucesivamente con las cavidades 320 de las matrices 32.
Las cavidades 320 están vacías, cuando el tapón
que acaba de ser moldeado se encuentra montado en el punzón 31 que
en este momento está separado de la respectiva cavidad 320.
La carga se hace caer de la respectiva cavidad
mediante unos medios neumáticos bien conocidos en el estado de la
técnica y que por consiguiente no se describen con mayor detalle.
Simultáneamente con la carga de la carga, unos medios neumáticos
convenientes, no representados, presentes en el punzón 31 hacen que
el tapón recién formado caiga sobre la placa 46, entre las puntas
del elemento de estrella 47.
Durante el giro del carrusel 4, los tapones que
son mantenidos equidistantes por el elemento de estrella 47 son
abandonados en el elemento de estrella 51 del carrusel 5 que gira
sincronizadamente y en fase con el elemento de estrella 47. El
elemento de estrella 51 transporta los tapones a una tolva fija de
descarga 48 (Figura 1) posicionada adyacente y coplanariamente a la
placa 45.
Después de cargar la carga, se inicia el ciclo
de formación con la subida de la cavidad del molde 320 mientras
recibe el punzón 31, formando el tapón comprimiendo simultáneamente
la carga, seguido de la etapa en la que el molde es enfriado y
abierto.
El molde abierto con el tapón posicionado en el
punzón alcanza el carrusel 4 diametralmente opuesto al que le fue
cargada la carga, y el ciclo se repite.
Es evidente, a partir de la anterior descripción
que en cada revolución completa del carrusel se moldean dos tapones,
cada uno de ellos en el trayecto limitado por cada una de las
estaciones de carga y descarga descritas, siendo dichos dos ciclos
parcialmente simultáneos en la carga y descarga de los
tapones.
tapones.
El tercer carrusel también se podría suprimir, y
los tapones dejados por el segundo carrusel podrían ser sacados de
otro modo.
Claims (8)
1. Máquina para formar tapones mediante moldeo
por compresión que comprende:
- -
- un primer carrusel (1) que gira alrededor de un eje central (2) y provisto periféricamente de una pluralidad de unidades de moldeo por compresión (3) montadas equidistantes entre sí y respecto al eje de giro, comprendiendo dichas unidades un punzón superior (31) y una matriz inferior (32) provista de una cavidad (320); siendo dichos punzón y matriz móviles entre sí a lo largo del eje vertical común en respuesta a unos medios de funcionamiento convenientes;
- -
- un segundo carrusel (4) giratorio alrededor de un eje central paralelo al del primer carrusel y provisto periféricamente de unos medios (42) para suministrar la carga de material que se va a moldear a las cavidades de la matriz (320) del primer carrusel, y de unos medios para recoger los tapones moldeados abandonados por los punzones (31) del primer carrusel.
- -
- unos medios (411) para suministrar las cargas del material que se va a moldear a dicho segundo carrusel (4);
presentando dichos primer y segundo carrusel sus
respectivos medios posicionados en unas circunferencias que son
tangentes entre sí en un punto;
- -
- caracterizada porque comprende por lo menos otro segundo carrusel, estando ambos asociados a unos respectivos medios (42) para suministrar el material que se va a moldear, de tal modo que forman un sistema que presenta por lo menos dos segundos carruseles (4) posicionados equidistantes angularmente externamente a dicho primer carrusel (1) de modo que cada molde ejecuta por lo menos dos ciclos de formación para cada revolución del primer carrusel (1).
2. Máquina según la reivindicación 1,
caracterizada porque comprende por lo menos un tercer
carrusel (5) provisto periféricamente de unos medios (51) para
guiar y transportar los tapones abandonados por el segundo
carrusel.
3. Máquina según la reivindicación 1,
caracterizada porque los ciclos de formación son efectuados a
lo largo de unos arcos de desplazamiento del primer carrusel (1)
que están por lo menos parcialmente superpuestos.
4. Máquina según la reivindicación 1,
caracterizada porque dicho segundo carrusel (4) está
conectado a unos medios de transmisión (7) aptos para hacerlo girar
en fase y sincronizadamente con dicho primer carrusel (1).
5. Máquina según la reivindicación 2,
caracterizada porque dichos segundo y tercer carrusel (4, 5)
está conectados entre sí por unos medios de transmisión (8, 20)
aptos para hacerlos girar sincronizadamente entre sí y con dicho
primer carrusel.
6. Máquina según la reivindicación 1,
caracterizada porque dicho segundo carrusel (4) comprende dos
placas giratorias coaxiales superpuestas (41, 46) que
respectivamente suministran la carga a la cavidad (320) del primer
carrusel (1) y simultáneamente recogen el tapón del primer carrusel
(1).
7. Máquina según la reivindicación 2,
caracterizada porque dicho tercer carrusel (5) comprende una
placa con forma de estrella (51) para la extracción espaciada de
los tapones del segundo carrusel.
8. Máquina según la reivindicación 1,
caracterizada porque los medios (42) para suministrar las
cargas de material están formados por copas abiertas hacia la parte
inferior asociadas a unos medios neumáticos (43, 45) para retener y
expeler la carga.
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