ES2281181T3 - Procedimiento y dispositivo para fabricar cuerpos huecos de plastico y cuerpos huecos de plastico fabricados con ellos. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para fabricar cuerpos huecos de plástico moldeados por soplado, en el que se extruye una preforma tubular caliente deformable (22) de material sintético termoplástico desde una boquilla anular regulable de una instalación de extrusión (10) y se conduce dicha preforma por entre las mitades abiertas del molde de soplado, en el cual, después de cerrar el molde de soplado y bajo la acción de un medio de presión gaseoso, se infla la preforma hasta obtener el cuerpo hueco terminado, en donde, durante la extrusión de la preforma tubular (22), - se realiza por medio de un primer dispositivo de ajuste (D 0) en la boquilla anular regulable de la instalación de extrusión (10) un aumento del espesor de pared de la preforma extruida (22) en toda su longitud, - se realiza por medio de un segundo dispositivo de ajuste (DS I) en la boquilla anular regulable de la instalación de extrusión (10), en al menos dos zonas diferentes de la longitud, un ajuste parcial diferente del espesor de pared dela preforma extruida (22) a lo largo de su perímetro, caracterizado porque - se realiza por medio de un tercer dispositivo de ajuste (DS II) en la boquilla anular regulable de la instalación de extrusión (10) un perfilado especial con un tercer ajuste grueso/delgado del espesor de pared de la preforma extruida (22) en sitios prefijables de su longitud o/y de su perímetro de tal manera que durante la expulsión de la preforma tubular (22) se realicen por medio de una acción secuencial o simultánea de tres elementos de ajuste (D 0, DS I, DS II) dotados de perfilados diferentes unos ajustes diferentes parcialmente superpuestos de un espesor de pared diferente de la preforma tubular (22).
Description
Procedimiento y dispositivo para fabricar
cuerpos huecos de plástico y cuerpos huecos de plástico fabricados
con ellos.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y a un dispositivo para fabricar cuerpos huecos de
plástico y a un cuerpo hueco de plástico fabricado con ellos.
En la fabricación de cuerpos huecos de plástico,
como, por ejemplo, barriles de tapón cilíndricos o barriles de tapa
cilíndricos con una tapa o fondo superior sustancialmente de forma
circular, se tiende usualmente a hacer que el espesor de pared del
recipiente terminado sea igual de grueso o igual de delgado en todas
partes, puesto que un sitio delgado es siempre también un sitio
débil de un recipiente. Esto ofrece especiales dificultades, sobre
todo en el procedimiento de moldeo por soplado, puesto que, por un
lado, la preforma tubular caliente expulsada de la boquilla de
extrusión se alarga ya por sí sola durante su expulsión, es decir,
se estira, debido a su propio peso al crecer la longitud del tubo
flexible y al aumentar el tiempo, disminuyendo el espesor de pared
de la preforma, y, por otro lado, durante el inflado en el molde de
soplado -especialmente en las zonas próximas de los cantos de
aplastamiento transversales a la preforma y desplazadas 90º con
respecto al plano de división del molde de soplado- dicha preforma
es expuesta a grados de estiramiento fuertemente diferentes. Se
contrarrestan estos fenómenos inevitables con un control
correspondiente de la boquilla durante la expulsión del tubo
flexible. Sin embargo, se necesitan para ello un equipamiento
mecánico especial de la instalación de extrusión con doble
capacidad de regulación de la boquilla anular de extrusión y unas
especiales actuaciones del procedimiento y programas de control
para ajustar espesores de pared parciales de la preforma tubular
expulsada para la respectiva forma singular de recipiente que se ha
de fabricar. A este respecto, se conocen ya diferentes dispositivos
de ajuste de boquillas para un control parcial del espesor de pared
(PWDS) del tubo flexible.
Se conocen ya por la patente GB 1,107,628 un
procedimiento y un dispositivo por medio de los cuales se pueden
moldear en la preforma tubular extruida unos engrosamientos a manera
de nervios, es decir, unos espesores de pared diferentes,
considerado en dirección periférica. El cuerpo hueco obtenido por
soplado a partir de esta preforma tiene entonces unas
rigidizaciones a manera de nervios que están presentes en su lado
interior y discurren en dirección axial. Sin embargo, con este
dispositivo de extrusión conocido no son viables otras
posibilidades de ajuste del tubo flexible, como, por ejemplo, un
espesor de pared que aumente continuamente por toda su
longitud.
Los recipientes de plástico que están previstos
en uso industrial para el almacenaje y el transporte de materiales
de carga líquidos o sólidos especialmente peligrosos han de
presentar una homologación especial y han de superar para ello
ensayos de prueba correspondientes (como, por ejemplo, prueba de
caída en frío, prueba de presión interior, capacidad de carga de
apilamiento, etc.). En la prueba de la capacidad de carga de
apilamiento se cargan los recipientes de plástico con una presión
creciente hasta la deformación del cuerpo hueco. La carga de
presión sobre el cuerpo hueco genera una tensión de compresión en
las paredes laterales verticales. Esta tensión de compresión
conduce primero a un cierto agrandamiento del perímetro y, en el
caso de tensiones de compresión demasiado altas en las zonas que no
se pueden deformar hacia fuera, conduce también a un abollamiento
hacia dentro. La carga de apilamiento conduce en las zonas de pared
próxima al fondo a un abollamiento hacia fuera (pie de elefante) o
a un desplazamiento del radio de transición de la pared vertical y
el fondo horizontal. En la práctica, al apilar barriles de
plástico, especialmente en el caso de materiales de carga líquidos
envasados en caliente con un inmediato apilamiento superpuesto en
pilas triples o cuádruples o en el caso de un apilamiento a largo
plazo, se presentan frecuentemente estas manifestaciones de
capacidad de carga de apilamiento insuficiente con abolladuras
hacia dentro y hacia fuera.
Se conoce ya por la patente US-4
257 527 un barril de plástico de gran volumen (con una capacidad de
55 galones US = aproximadamente 208 litros), en el que están
formados varios nervios longitudinales (véase allí la figura 4) con
miras a rigidizar la zona de pared vertical de forma cilíndrica. No
obstante, estos nervios longitudinales son producidos
exclusivamente por una configuración correspondiente del molde de
soplado con entrantes axiales durante la conformación por soplado a
partir de una preforma tubular con espesor de pared constantemente
idéntico. El espesor de la pared del recipiente permanece aquí
invariablemente idéntico en dirección periférica. En los sitios en
que los nervios longitudinales moldeados con relativa profundidad en
la pared vertical del recipiente desembocan en el anillo periférico
superior o inferior se producen cavidades o nidos profundos de los
que sólo con dificultad se puede volver a extraer un material de
carga viscoso y que, por tanto excluyen un uso múltiple del barril.
Además, estos sitios de desembocadura en los anillos periféricos
representan un sitio de construcción débil para una carga mecánica
en este barril.
Asimismo, se conoce por la patente US 3 114 932
un dispositivo de soplado para fabricar recipientes de plástico, en
el que está dispuesto por encima de un molde de soplado dividido un
anillo de boquilla también dividido en cuyo espacio interior cónico
penetra la punta también cónica de un mandril de soplado. La
profundidad de penetración del mandril de soplado determina aquí el
espesor de pared de la preforma tubular entre la punta del mandril
y el anillo de boquilla. Con ayuda de rebajos formados en la
superficie del mandril o/y en la superficie del anillo de boquilla
se pueden ajustar sitios gruesos en el tubo flexible extruido; no
obstante, esto puede realizarse solamente en función del único
elemento de ajuste del mandril central regulable en altura durante
la extrusión.
Por último, se conoce por la patente US 4 432
718 un dispositivo de soplado en el que un mandril de soplado
determina desde dentro la ranura de la boquilla y desde fuera un
tramo anular solidario de la carcasa, a manera de faldón, en
cooperación con un anillo de carcasa axialmente desplazable. El
anillo de carcasa está equipado en el lado de la ranura con
segmentos de forma de L dispuestos en forma de círculo, cuya
posición en altura se puede variar con ayuda de sendos tornillos de
ajuste para modificar de esta manera el contorno de la ranura. La
posición en altura de los segmentos no sólo determina el contorno de
la ranura, sino al mismo tiempo también la anchura de la ranura y,
por tanto, el espesor de pared de la preforma tubular. Por
consiguiente, solamente los segmentos de forma de L entran en
contacto con la preforma tubular, mientras que el anillo de carcasa
funciona como soporte para los segmentos.
Es cometido de la presente invención proponer un
procedimiento mejorado y un dispositivo correspondiente para
fabricar cuerpos huecos de plástico y especialmente recipientes de
plástico que, en el caso de una pared del recipiente invariable
lisa en su lado exterior y con un peso de servicio constante del
recipiente -es decir, sin incremento del peso de servicio del
material en comparación con un recipiente convencional
correspondiente- presente una mayor capacidad de carga de
apilamiento, especialmente para un envasado en caliente de
materiales de carga líquidos.
El procedimiento según la invención para
fabricar cuerpos huecos de plástico moldeados por soplado en una
máquina de moldeo por soplado con extrusor, cabeza de extrusión con
distribuidor periférico y molde de soplado correspondiente, en
donde se realiza durante la expulsión de la preforma tubular de la
cabeza de extrusión por medio de regulación de la ranura
boquilla/mandril un ajuste deliberado del espesor de pared de la
preforma expulsada, se caracteriza porque se puede conseguir
mediante una acción secuencial o simultánea de tres elementos de
ajuste de la ranura boquilla/mandril, perfilados de manera diferente
y regulables por separado, un ajuste grueso-delgado
deseado diferente a lo largo del perímetro y de la longitud de la
preforma tubular. Esta posibilidad de ajuste múltiple del tubo
flexible es de gran importancia para cuerpos huecos de gran volumen,
como recipientes industriales (por ejemplo, barriles de 220
litros), y hasta ahora es única y sin igual en la calidad de los
recipientes.
Los recipientes así producidos con zonas de
pared verticales, un fondo superior sustancialmente horizontal o
una tapa inmovilizable, al menos una abertura de llenado y de
vaciado dispuesta en los mismos, y un fondo inferior
correspondiente presentan en las zonas de pared verticales un gran
número de nervios distanciados uno de otro, exclusivamente en el
lado interior de la pared, manteniéndose homogéneamente liso e
inalterado el desarrollo de la pared en su lado exterior. En los
barriles de plástico configurados de esta manera se ha mejorado
sensiblemente la capacidad de carga de apilamiento, no resultando
perjudicada la manipulación (por ejemplo, la aplicación de pinzas
de agarre del barril o una rodadura lateral del barril) por efecto
de la pared exteriormente lisa e inalterada del barril.
En una ejecución de la invención se ha previsto
que unas zonas de pared contigua presenten alternando una magnitud
diferente del espesor de pared, estando configuradas las
transiciones de pared más delgada a más gruesa, y viceversa, en el
lado interior de la pared de manera creciente y decreciente en forma
ondulada con evolución uniforme de las curvas. En una realización
preferida el espesor de pared de las zonas de pared más gruesas de
forma de franjas es igual de grueso y el espesor de pared de las
zonas de pared más delgadas de forma de franjas es igual de
delgado.
El recipiente de plástico según la invención se
fabrica por el procedimiento de moldeo por soplado, en el que se
infla en un molde de soplado una preforma tubular expulsada de una
boquilla de extrusión de forma de anillo, en el que se ajusta la
preforma por medio de un control de boquilla correspondiente a un
espesor de pared uniformemente creciente en dirección axial y se
ajusta dicha preforma a un espesor de pared mayor por medio de un
control correspondiente de la boquilla en las zonas del tubo
flexible con los más altos grados de estiramiento para las zonas
del fondo superior y del fondo inferior del recipiente situadas a
90º con respecto al plano de división del molde, y en el que se
ajustan en la preforma tubular por medio de un control
correspondiente de la boquilla unos nervios longitudinales o sitios
gruesos estampados por el lado de dentro o/y por el lado de fuera
de tal manera que el recipiente obtenido por soplado en un molde de
soplado con superficie lisa para las zonas de pared laterales o
verticales presente al menos en la pared vertical del recipiente
unas zonas de pared de forma de franjas contiguas que discurren
paralelas en dirección axial y que presentan un espesor de pared
alternativamente más pequeño y más grande (tambor nervado).
Con los nuevos elementos de ajuste de la ranura
boquilla/mandril, triples o múltiples, según la invención se
obtiene de manera ventajoso un gran número de nuevas posibilidades
de aplicación para piezas sopladas de plástico de gran volumen y de
todo tipo (por ejemplo, accesorios de vehículos automóviles o
similares). Con un perfilado especialmente configurado para ello
del tercer elemento de ajuste DS II de la ranura boquilla/mandril
se pueden fabricar especialmente bien, con una excelente calidad,
piezas técnicas moldeadas por soplado, como, por ejemplo, depósitos
de carburante de plástico (KKBs) para la industria de los vehículos
automóviles.
El recipiente de plástico según la invención con
zonas de pared verticales rigidizadas puede estar configurado como
un cuerpo hueco sustancialmente cerrado (tal como, por ejemplo, un
barril de tapón dotado de dos aberturas de tapón laterales o un
barril de tapa atornillable = "HOT de anillo en L" con tapa
atornillable de mayor tamaño) o bien cuerpos huecos abiertos por
arriba y aptos para ser cerrados por medio de una tapa y un anillo
de sujeción (tal como, por ejemplo, un barril de tapa estándar o un
barril Vanguard FRH).
Mediante la ejecución según la invención con
nervios de rigidización interiores -para un espesor de pared
ajustado por lo demás a un valor constante por medio de dos
elementos de ajuste convencionales- se ha conseguido muy
satisfactoriamente, por ejemplo en los Estados Unidos para barriles
de tapa envasados en caliente (barril Vanguard FRH, temperatura del
material de carga durante el envasado aproximadamente 180ºF =
aproximadamente 82ºC), con un peso del cuerpo del barril de
aproximadamente 10 Kg, que los barriles no presentaran ninguna
clase de indicios de deformación por lo demás usuales en ellos ni
siquiera después de permanecer durante tres días en una cámara de
calor a temperaturas entre 140 y 160ºF (= aproximadamente 60 a 71ºC)
bajo una carga de apilamiento subsiguiente en una pila
cuádruple.
Los nervios axiales en las zonas de pared
verticales provocan un aumento de la rigidez del cuerpo hueco, es
decir, un aumento de la resistencia contra abollamiento hacia dentro
de la envolvente del barril y los nervios en los radios axiales de
la zona de transición a los fondos superior/inferior del barril
tienen como consecuencia un aumento de la resistencia al
desplazamiento de los radios del fondo. Bajo una carga axial de los
cuerpos huecos con nervios longitudinales axiales según la
invención se logra una distribución uniforme de la tensión
periférica. Después de envasado en caliente y enfriamiento del
material de carga líquido, los barriles Vanguard con pared
rigidizada a manera de nervios presentan un comportamiento
considerable mejorado cuando se forma una depresión. La pared
exterior del cuerpo del barril, que sigue siendo lisa como antes,
permite un buen rotulado o la aplicación de etiquetas. Además,
queda garantizada una sencilla limpieza de los barriles para su uso
repetido.
Los nervios se han formado aumentando
parcialmente el espesor de pared. Con el aumento del espesor de los
nervios aumenta desproporcionadamente la capacidad de resistencia de
la envolvente del cuerpo hueco frente a un pandeo o abollamiento
hacia dentro y hacia fuera o desplazamiento en los radios; el
momento resistente aumenta con la tercera potencia al aumentar la
altura o el espesor de los nervios.
Los barriles según la invención no tienen un
mayor peso de servicio en comparación con recipientes
convencionales; únicamente se "redistribuye" el material en la
pared del recipiente, concretamente cada vez de un "sitio
delgado" a un "sitio grueso" contiguo (= nervio).
Hasta ahora, para evitar abollamientos hacia
dentro y hacia fuera o un desplazamiento de zonas del cuerpo hueco
del lado del fondo se ha incrementado el espesor de pared del
recipiente en su conjunto y, por tanto, se ha incrementado el peso
de servicio del material.
En diferentes formas de realización, en las que
los engrosamientos a manera de nervios se encuentran exclusivamente
en el lado interior de la pared del cuerpo hueco, los nervios pueden
estar dispuestos de la manera siguiente:
- en dirección axial solamente sobre una zona
parcial determinada o
- sobre toda la longitud o altura de la pared
cilíndrica,
- en los radios o zonas de transición de las
zonas de fondo o de tapa verticales a las horizontales,
- en las zonas de fondo o de tapa de forma de
disco.
Se explica y se describe seguidamente la
invención con más detalle haciendo referencia a ejemplos de
realización representados esquemáticamente en los dibujos.
Muestran:
La figura 1, una cabeza de extrusión según la
invención en representación en sección parcial,
La figura 2, un programa esquemático de control
de espesor de pared para un ajuste deliberado del espesor de pared
de la preforma tubular extruida.
La figura 3, una sección longitudinal con tres
secciones transversales a través de una preforma,
La figura 4, un cuerpo hueco terminado de soplar
con sección transversal correspondiente,
La figura 5, una sección transversal parcial a
través de una preforma tubular,
La figura 6, una sección transversal parcial a
través de una pared de bidón rigidizada a manera de nervios,
La figura 7, una sección transversal parcial a
través de una pared del barril rigidizada a manera de nervios,
La figura 8, una sección longitudinal a través
de un bidón rigidizado a manera de nervios,
La figura 9, una vista en planta con sección
transversal parcial a través del bidón según la figura 8,
La figura 10, una sección longitudinal a través
de otro bidón rigidizado a manera de nervios,
La figura 11, una vista en planta con sección
transversal parcial a través del bidón según la figura 10,
La figura 12, un alzado lateral con
representación en sección parcial de un barril de tapa estándar con
pared del mismo rigidizada a manera de nervios,
La figura 13, dos secciones transversales
parciales a través de la pared del barril según la figura 12,
La figura 14, un alzado lateral con
representación en sección parcial de un barril de tapa Vanguard FRH
con pared del mismo rigidizada a manera de nervios,
La figura 15, dos secciones transversales
parciales a través de la pared del barril según la figura 14,
La figura 16, un alzado lateral con
representación en sección parcial de un barril de anillo en L
cerrado con pared del mismo rigidizada a manera de nervios,
La figura 17, dos secciones transversales
parciales a través de la pared del barril según la figura 16 y
La figura 18, una vista en perspectiva de un
recipiente interior de plástico para un contenedor paletizado con
pared del recipiente rigidizada a manera de nervios.
En la figura 1 se representa en vista
fragmentaria una cabeza de extrusión 10 con tres elementos
regulables D0, DS I de ajuste de la ranura boquilla/mandril en
unión de DF y DS II en la posición de funcionamiento "ranura de
boquilla abierta" con extrusión de una preforma tubular 22. En el
centro de la cabeza de extrusión 10 está dispuesto un portamandril
axialmente regulable 12 en cuyo lado inferior está fijado en forma
fácilmente soltable o recambiable un mandril 14 a manera de tronco
de cono en calidad de primer elemento Dcero (= D 0) de ajuste de la
ranura boquilla/mandril. En su lado exterior, la cabeza de extrusión
está rodeada por una carcasa 16. En la carcasa 16 se encuentra un
espacio de almacenamiento 18 en forma de cilindro hueco en el que se
ha distribuido por el perímetro y eventualmente se ha almacenado el
material plástico fundido transportado desde uno o varios
extrusores hasta la cabeza de extrusión. El espacio de
almacenamiento 18 desemboca en una ranura de boquilla 20 de forma
de corona circular que está limitada en su lado interior por el
mandril 14 o por el primer elemento D 0 de ajuste de la ranura
boquilla/mandril y en su lado exterior por una pieza anular de
boquilla DF solidaria de la carcasa y por dos elementos regulables
de ajuste de la ranura boquilla/mandril, concretamente la compuerta
de boquilla 1 = DS I y la compuerta de boquilla 2 = DS II. Al igual
que el mandril regulable 14, los elementos de ajuste axialmente
regulables DS I y DS II están fijados a la carcasa de la cabeza de
extrusión en forma fácilmente soltable y, por tanto, fácilmente
recambiable. La capacidad de regulación axial o el ajuste de
posición exacta de los elementos regulables de ajuste de la ranura
boquilla/mandril puede obtenerse, por ejemplo, por vía hidráulica o
por motor eléctrico, por ejemplo por medio de pequeños servomotores.
Asimismo, la pieza anular de boquilla DF solidaria de la carcasa
está fijada a la carcasa de la cabeza de extrusión en forma
fácilmente soltable o recambiable. Esto sirve especialmente para
que, al efectuar un cambio de producto o intercambiar las mitades
pospuesta del molde de soplado, se puedan intercambiar también
rápidamente las piezas anulares y los elementos de ajuste de la
ranura de la boquilla cortados a la medida del respectivo producto
y perfilados con arreglo al mismo.
En la cabeza de extrusión 10 representada en la
figura 1 los elementos de ajuste de la ranura boquilla/mandril se
han trasladado a la posición de funcionamiento "ranura de boquilla
abierta", es decir que el mandril D 0 se ha trasladado un trecho
hacia abajo, la compuerta de la boquilla = elementos de ajuste DS I
se ha trasladado completamente hacia abajo y la compuerta DS II de
la boquilla no se ha trasladado enteramente hacia arriba. Mediante
unas flechas correspondientes se han insinuado las respectivas
longitudes de recorrido para la capacidad de regulación de los
elementos de ajuste. En la cabeza de extrusión 10 están perfiladas
las superficies de la pieza anular fija DF de la boquilla y del
elemento de ajuste DS II que limitan la ranura de la boquilla y se
han configurado con contorno liso las superficies del mandril D 0 y
del elemento de ajuste DS I que limitan la ranura de la
boquilla.
En el estado de funcionamiento representado la
ranura 20 de la boquilla está limitada en su lado exterior por el
canto periférico liso inferior interior de la compuerta DS I de la
boquilla y en su lado interior por el mandril axialmente regulable
14. El tubo flexible saliente 22 está configurado con una delgadez
uniforme a lo largo del perímetro. Los perfilados de la pieza
anular fija DF de la boquilla y del elemento de ajuste DS II no
están en posición de acoplamiento operativo. Para hacer que entre en
acción el perfilado de la pieza anular DF de la boquilla, se
traslada simplemente la compuerta DS I de la boquilla hacia arriba
con su borde inferior liso. Para poner completamente en
acoplamiento operativo el perfil dentado de la compuerta DS II de
la boquilla, se puede trasladar esta compuerta DS II de la boquilla
un trecho hacia abajo. El perfil dentado periférico con dientes 24
y huecos interdentales 26 uniformemente distanciados aquí uno de
otro está insinuado en una representación adyacente. Al engranar el
perfil dentado con la sección transversal del tubo flexible, el
material plástico saliente es impulsado hacia un lado por los
dientes 24 al engranar éstos y es presionado hacia los huecos
interdentales contiguos 26.
Para establecer un acoplamiento operativo de la
pieza anular DF solidaria de la carcasa, se traslada el elemento de
ajuste DS I un trecho hacia arriba juntamente con el elemento de
ajuste DS II (véase la flecha), con lo que estos dos elementos no
se encuentran situados en una posición de acoplamiento operativo con
la preforma tubular saliente 22. La ranura 20 de la boquilla está
limitada entonces por el mandril 14 y la pieza anular fija
perfilada DF. El tubo flexible 22 que sale de la ranura de la
boquilla ya no está configurado entonces con un grosor uniforme en
dirección periférica, sino que en dos zonas opuestas (plano de
división del molde de soplado) está hecho algo más delgado que en
las zonas del tubo flexible decaladas cada una de ellas en 90º con
respecto al mismo. Este ajuste de óvalo doble de la ranura de la
boquilla o un ajuste ovalado del espesor de pared en zonas opuestas
del tubo flexible es generalmente usual en piezas sopladas con
fondos superior e inferior planos. Las dos zonas opuestas del tubo
flexible con pared más gruesa se extienden entonces entre las
mitades abiertas del molde de soplado de modo que se soplan desde
dentro las zonas de pared horizontal del recipiente situadas a 90º
con respecto al plano de división del molde y dotadas de los mayores
grados de estiramiento o recorridos de inflado del material
plástico. Por tanto, esta medida sirve para homogeneizar el espesor
de pared en el recipiente terminado, de modo que la pared del
recipiente no resulte más delgada en zonas de esquina con altos
grados de estiramiento o alargamiento que en las partes de pared
restantes.
Con el dispositivo (= cabeza de extrusión) según
la invención se realizan diferentes ajustes parcialmente
superpuestos de un espesor de pared diferente de la preforma tubular
para compensar los inconvenientes condicionados por el
procedimiento de moldeo por soplado y lograr en la pieza soplada
terminada (cuerpo hueco de recipiente) un espesor de pared lo más
uniforme y unitario posible que en zonas de pared verticales lleve
superpuestos unos nervios longitudinales uniformemente distanciados
uno de otro (listones de engrosamiento).
La presente invención contiene la enseñanza
técnica de adoptar por primera vez, conservando las dos medidas
actuales para lograr un espesor de pared uniforme en cuerpos huecos
terminados de soplar, una tercera medida adicional para que,
durante una fabricación de recipientes, se puedan generar
deliberadas irregularidades deseadas y reproducibles en el espesor
de pared del cuerpo hueco terminado de soplar. Diferentes variantes
de ejecución de la cabeza de extrusión según la invención están
descritas con detalle en la solicitud PCT paralela PCT/EP99/01398
de la misma solicitante.
En la figura 2 se representa esquemáticamente un
programa de control de espesor de pared para un ajuste deliberado
del espesor de pared en toda la longitud del tubo flexible extruido.
A la izquierda están representados los programas individuales a),
b) y c) de los elementos de ajuste D 0, DS I y DS II, en el centro
se ilustra una pared del tubo flexible de la preforma extruida y
completamente a la derecha se muestra el producto soplado, un
barril 28 de anillo en L en posición de cabeza abajo con trozos de
pipa enganchados 30.
Con la compuerta D 0 de la boquilla = mandril
axialmente regulable 14 se ajusta según el programa a), mediante
una apertura lenta y continua de la sección transversal de la
boquilla, un aumento del espesor de pared que es continuo en toda
la longitud de la preforma 22. Con el segundo dispositivo de ajuste
-la compuerta DS I de la boquilla en combinación con el anillo de
boquilla perfilado DF solidario de la carcasa- se ajusta según el
programa b) en las dos zonas longitudinales de la preforma extruida
(en la zona cercana de los cantos de aplastamiento posteriores
transversales al tubo flexible), mediante un aumento correspondiente
de la sección transversal del flujo con salida de material plástico
adicional (sin desalojamiento forzado), un espesor de pared parcial
mayor a lo largo de su perímetro, y con el tercer dispositivo de
ajuste -la compuerta regulable DS II de la boquilla con perfilado
diente/hueco interdental- se realiza según el programa c) un ajuste
grueso/delgado del espesor de pared formando a la vez nervios
longitudinales mediante un desalojamiento lateral parcial del
material plástico en la ranura de la boquilla. Sobre la longitud L
del tubo flexible 22 se obtiene -como se ha representado en el
centro- un desarrollo muy diferente del espesor de pared acomodado
al respectivo producto (aquí el barril 28 de anillo en L con
formación de nervios en la zona de pared vertical).
En contraste con elementos de ajuste
convencionales, en los que los sitios gruesos parciales del tubo
flexible para el máximo grado de estiramiento se realizan por
expulsión de material plástico en la ranura de la boquilla para las
zonas del tubo flexible que llegan al plano de división del molde, y
junto con esto se efectúa un desplazamiento del material expulsado
hacia dentro de las zonas de los sitios gruesos a 90º con el plano
de división del molde, se deja libre el perfilado doblemente
ovalado del anillo de boquilla fijo DF en la ejecución según la
invención de la instalación de extrusión por traslación hacia arriba
de la compuerta DS I de la boquilla y, además, ya no puede salir
más material plástico allí donde éste es necesario. La expulsión
lateral a lo largo de grandes longitudes de recorrido es
desventajosa, puesto que, debido al efecto de memoria del material
plástico, se perjudica el avance en línea recta del tubo flexible y
la sección transversal de este tubo flexible al principio del mismo
resulta ser no redonda. Existen así frecuentemente perturbaciones en
las máquinas cuando el principio del tubo flexible no es conducido
limpiamente a través del molde de soplado y el mandril de
expansión.
Para ilustrar un perfilado especial se muestra
en la figura 3 una preforma tubular simplificada 22 arriba en una
representación en sección longitudinal y abajo en una representación
en sección transversal triple para un cuerpo hueco soplado
especial, concretamente un depósito de carburante de plástico (KKB)
34. La preforma tubular 22 es más gruesa arriba según la sección
A-A que abajo según la sección C-C.
Los sitios gruesos parciales según el programa parcial b) obtenidos
por medio de la compuerta DS I de la boquilla se han suprimido en
aras de una mayor sencillez. La sección B-B ilustra
un sitio grueso adicional individual 32 que está previsto para la
formación de una pipa de abertura lateral en el recipiente
terminado. El depósito de carburante de plástico 34 con pipas de
abertura laterales 38 y trozos de pipa aún enganchados 36 está
representado en la figura 4 arriba en alzado lateral y abajo en
sección transversal.
Con la cabeza de extrusión según la invención
dotada de tres sistemas de ajuste separados se pueden desarrollar o
generar especialmente bien justo estos perfilados especiales con
acumulaciones parciales de material (véase la sección
B-B de la figura 3), tal como esto se necesita, por
ejemplo, para el KKB 34 en la zona de una abertura de racor (véase
la sección D-D en la figura 4).
En la figura 5 se representa una vista en
sección parcial de una preforma tubular 22 con nervios exteriores
40 uniformemente distanciados uno de otro. Al inflar este tubo
flexible para obtener un cuerpo hueco terminado, el tubo flexible
nervado 22 se aplica a la pared interior lisa del molde de soplado y
los nervios exteriores 40 del tubo flexible se estampan sobre la
pared interior del cuerpo hueco terminado. En la figura 6 se
representa una sección parcial correspondiente de una pared recta
42 de recipiente (por ejemplo, de un bidón o un recipiente interior
para un contenedor paletizado IBC) con nervios interiores 44. La
figura 7 muestra un fragmento correspondiente de una pared
cilíndrica de recipiente para un barril de tapa Vanguard 46 con
nervios interiores 48.
La figura 8 muestra como ejemplo de realización
un bidón 50 en representación en sección parcial con nervios
interiores 44 en las zonas de pared planas o rectas. En la vista en
planta de este bidón en la figura 9 puede apreciarse en las zonas
de sección parcial que los nervios axiales 44 entran horizontalmente
un pequeño trecho en la zona del fondo inferior del bidón, mientras
que las zonas de esquina del bidón están libres de una formación de
nervios. Los nervios axiales 44 rigidizan las partes de pared rectas
contra un abollamiento excesivo hacia fuera al presentarse una
presión interna en el interior del bidón.
En contraste con esto, en otro bidón 52
representado en la figura 10 están formados nervios interiores
correspondientes 54 únicamente en las zonas de esquina. Estos
nervios de esquina 54 pueden apreciarse en la vista en planta de la
figura 11 en las zonas de esquina parcialmente cortadas; incrementan
la capacidad de carga de apilamiento y aminoran el abollamiento
hacia fuera (pies de elefante) en el lado del fondo de las zonas de
esquina de tal bidón.
En la figura 12 se designa con el número de
referencia 56 un barril de tapa en la ejecución mundialmente
conocida del barril de tapa estándar desarrollado por Mauser en
1975. En la zona de pared vertical del cuerpo del barril están
insinuados un gran número de nervios 58 a manera de franjas
distanciados uno de otro que se extienden hasta penetrar en las
zonas abombadas del cuerpo del barril. La vista en sección
transversal de la figura 13 muestra en la mitad izquierda una
sección a través de la pared del barril con los nervios interiores
58 y en la mitad derecha de la imagen una sección a través de la
pared del barril sin nervios un poco por encima del fondo inferior
del barril.
La figura 14 muestra en alzado lateral la
realización preferida de un barril de tapa Vanguard FRH 60 con
cuerpo de barril 62, tapa de barril 64 y cierre de anillo de
sujeción 66. El cuerpo 62 del barril está provisto de un gran
número de nervios 68 a manera de franjas que discurren paralelos y
que están presentes exclusivamente en el lado interior de la pared,
estando configurado el desarrollo del lado exterior de la pared de
una manera uniformemente lisa e inalterada.
La representación en sección transversal de la
figura 15 muestra nuevamente en la mitad izquierda de la imagen la
pared del cuerpo del barril con nervios interiores 68 y en la mitad
derecha de la imagen la zona de pared sin nervios muy poco por
encima del fondo inferior del barril. En el fondo del barril se
puede apreciar una línea transversal que representa la costura de
aplastamiento 70 de la preforma tubular en el plano de división del
molde de soplado. Como ejemplo de realización adicional se
representa en la figura 16 un barril de tapón cerrado 72 con dos
racores de tapón laterales en el fondo del barril y con nervios
interiores 74 en las zonas de pared verticales. En un barril de
anillo en L de esta clase los nervios interiores 74 visibles en la
figura 17 incrementan la capacidad de carga de apilamiento del
cuerpo del barril, especialmente en el caso de productos de carga
líquidos envasados en caliente. Como último ejemplo de realización
se representa en la figura 18 el recipiente interior de plástico 76
para un contenedor paletizado. Los nervios interiores 78 aquí
insinuados, formados en las zonas de pared planas, rigidizan estas
zonas de pared e impiden un abollamiento de la pared hacia dentro
en recipientes vacíos.
Si se compara, por ejemplo, un barril de
plástico convencional con un peso de servicio de 10 kg con un barril
de plástico según la invención con un peso de servicio de 10 kg, la
superficie de la sección transversal del tubo flexible extruido es
igual de grande en ambos. En el tubo flexible para el barril de
plástico según la invención únicamente en la zona de un sitio
delgado se ha desalojado o redistribuido el material plástico hacia
la derecha y hacia la izquierda para introducirlo en la zona de los
dos sitios gruesos o nervios contiguos. La gran ventaja de la
presente invención consiste en que el respectivo molde de soplado
para un barril de plástico según la invención se mantiene
completamente inalterado y sigue presentando igual que antes una
superficie interior lisa.
En un recipiente de tapa Vanguard de 55 galones
el diámetro del barril asciende a aproximadamente 590 mm. Los
sitios gruesos o nervios presentan una anchura de aproximadamente 25
mm y un espesor de pared de aproximadamente 5,0 mm, mientras que
los sitios delgados = espesor de pared normal presentan una anchura
de aproximadamente 50 mm y un espesor de pared de aproximadamente
3,2 mm. La distancia (sitio delgado) de dos nervios contiguos
deberá ascender al menos a aproximadamente el doble o un múltiplo de
la anchura de un nervio.
Para un diámetro de aproximadamente 590 mm, el
número preferido de nervios asciende a aproximadamente 32. En este
caso, para recipientes con menores diámetros se puede elegir un
menor número de nervios de rigidización interiores y para
recipientes con mayores diámetros se puede elegir un mayor número de
tales nervios. Con una selección óptima de los parámetros se puede
lograr un incremento de la capacidad de carga de apilamiento de los
recipientes según la invención -especialmente cuando se empleen para
productos de carga líquidos envasados en caliente- en comparación
con recipientes convencionales del orden de magnitud de 5% a
20%.
No obstante, la invención se puede aplicar a
recipientes con superficie de sección transversal de forma circular
y también a recipientes con superficie de sección transversal de
forma rectangular (por ejemplo, barrilete = bidón grande, barril
rectangular).
En barriles de tapón cerrados (por ejemplo,
barriles de anillo en L) con anillo de manipulación macizo (=
anillo en L) que se extiende alrededor del borde superior de la
pared del barril, los nervios a manera de franjas de la pared
vertical del barril discurren preferiblemente tan sólo hasta un poco
por debajo del anillo de manipulación y no hasta penetrar en el
anillo en L o en el fondo superior. La distancia del extremo de los
nervios (= salida del engrosamiento) al anillo de manipulación
deberá estar comprendida entre 20 mm y 60 mm.
Para un recipiente de gran volumen, tal como,
por ejemplo, un barril de anillo en L de 220 litros, el espesor de
pared en las zonas de pared delgadas deberá ser de aproximadamente 2
mm a 3,5 mm entre los nervios y el espesor de pared de los nervios
deberá ser de aproximadamente 3,0 a 6 mm. En ningún sitio deberá ser
inferior a 2 mm el espesor de pared.
Considerado en dirección periférica, la anchura
de un nervio deberá ser de aproximadamente 5 mm a 20 mm y la
anchura de la pared más delgada del barril situada entre medias
deberá ser de aproximadamente 20 mm a 80 mm.
- 10
- Cabeza de extrusión
- 12
- Portamandril D 0
- 14
- Mandril centrado
- 16
- Carcasa
- 18
- Espacio de almacenamiento
- 20
- Ranura de la boquilla
- 22
- Preforma tubular
- 24
- Diente
- 26
- Hueco interdental
- 28
- Barril de anillo en L
- 30
- Trozos de pipa
- 32
- Sitio grueso
- 34
- Recipiente de carburante de plástico KKB
- 36
- Trozos de pipa
- 38
- Racor de abertura
- 40
- Nervios exteriores (22)
- 42
- Pared recta
- 44
- Nervios interiores (42)
- 46
- Cuerpo de barril de tapa
- 48
- Nervios interiores (46)
- 50
- Bidón recto
- 52
- Bidón poligonal
- 54
- Nervios de esquina (52)
- 56
- Barril de tapa estándar
- 58
- Nervios interiores (56)
- 60
- Barril de tapa Vanguard
- 62
- Cuerpo del barril
- 64
- Tapa del barril
- 66
- Anillo de sujeción
- 68
- Nervios FRH
- 70
- Costura de aplastamiento
- 72
- Barril de tapón
- 74
- Nervios interiores (72)
- 76
- Recipiente interior IBC
- 78
- Nervios interiores (76).
\vskip1.000000\baselineskip
- D 0
- Mandril central
- DF
- Pieza anular perfilada solidaria de la carcasa
- DS I
- Compuerta de boquilla I con borde liso
- DS II
- Compuerta de boquilla perfilada II.
Claims (16)
1. Procedimiento para fabricar cuerpos huecos de
plástico moldeados por soplado, en el que se extruye una preforma
tubular caliente deformable (22) de material sintético termoplástico
desde una boquilla anular regulable de una instalación de extrusión
(10) y se conduce dicha preforma por entre las mitades abiertas del
molde de soplado, en el cual, después de cerrar el molde de soplado
y bajo la acción de un medio de presión gaseoso, se infla la
preforma hasta obtener el cuerpo hueco terminado, en donde, durante
la extrusión de la preforma tubular (22),
- se realiza por medio de un primer dispositivo
de ajuste (D 0) en la boquilla anular regulable de la instalación
de extrusión (10) un aumento del espesor de pared de la preforma
extruida (22) en toda su longitud,
- se realiza por medio de un segundo dispositivo
de ajuste (DS I) en la boquilla anular regulable de la instalación
de extrusión (10), en al menos dos zonas diferentes de la longitud,
un ajuste parcial diferente del espesor de pared de la preforma
extruida (22) a lo largo de su perímetro, caracterizado
porque
- se realiza por medio de un tercer dispositivo
de ajuste (DS II) en la boquilla anular regulable de la instalación
de extrusión (10) un perfilado especial con un tercer ajuste
grueso/delgado del espesor de pared de la preforma extruida (22) en
sitios prefijables de su longitud o/y de su perímetro de tal manera
que durante la expulsión de la preforma tubular (22) se realicen
por medio de una acción secuencial o simultánea de tres elementos
de ajuste (D 0, DS I, DS II) dotados de perfilados diferentes unos
ajustes diferentes parcialmente superpuestos de un espesor de pared
diferente de la preforma tubular (22).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque
- se realiza por medio del primer dispositivo de
ajuste (D 0), mediante una apertura lenta y continua de la sección
transversal de la boquilla, un aumento del espesor de pared de la
preforma extruida (22) que es continuo en toda su longitud,
- se ajusta por medio del segundo dispositivo de
ajuste (DS I) en al menos dos zonas diferentes de la longitud de la
preforma extruida (22), mediante un aumento correspondiente de la
sección transversal de la boquilla con salida de material plástico
adicional, un espesor de pared parcial mayor a lo largo de su
perímetro, y
- se realiza por medio del tercer dispositivo de
ajuste (DS II), mediante un acoplamiento operativo de la compuerta
de boquilla regulable (DS II) con perfilado de diente/hueco
interdental, un ajuste grueso/delgado del espesor de pared con
formación de nervios longitudinales por desalojamiento lateral
parcial del material plástico en la ranura de la boquilla.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque
- se realiza por medio del primer dispositivo de
ajuste (D 0), mediante una apertura lenta y continua de la sección
transversal de la boquilla, un aumento del espesor de pared de la
preforma extruida (22) que es continuo en toda su longitud,
- se ajusta por medio del segundo dispositivo de
ajuste (DS I) en al menos dos zonas diferentes de la longitud de la
preforma extruida (22), mediante un incremento correspondiente de la
sección transversal de la boquilla con salida de material plástico
adicional, un espesor de pared parcial mayor a lo largo de su
perímetro, y
- se realiza por medio del tercer dispositivo de
ajuste (DS II), mediante una apertura de la compuerta de boquilla
regulable DS II con un perfilado especial, un ajuste grueso
adicional del espesor de pared mediante un incremento parcial de la
sección transversal de la boquilla con salida de material plástico
adicional y un incremento parcial del espesor de pared con
formación de al menos otro sitio grueso en al menos un sitio
prefijable de su longitud y/o de su perímetro.
4. Dispositivo para fabricar cuerpos huecos de
plástico moldeados por soplado, que comprende una cabeza de
extrusión (10) para generar una preforma tubular (22) y una boquilla
anular regulable de salida de un tubo flexible con elementos (D 0,
DS I) de ajuste de la ranura boquilla/mandril que se extienden en
forma de corona circular y que hacen posible un ajuste deliberado
de la ranura de la boquilla para variar el espesor de pared de la
preforma saliente (22), caracterizado porque están previstos
al menos tres elementos separados (D 0, DF, DS I, DS II) de ajuste
de la ranura boquilla/mandril, diferentes, perfilados y
recambiables, que pueden ponerse individualmente o/y al mismo
tiempo en acoplamiento operativo con la preforma extruida (22) en la
ranura (20) de la boquilla desde dentro o/y desde fuera, estando
concebidos en forma regulable al menos dos de los elementos de
ajuste (D 0, DS I, DS II) y estando equipados para ello cada uno de
ellos con un accionamiento de regulación separado.
5. Dispositivo según la reivindicación 4,
caracterizado porque el tercer elemento de ajuste adicional
(DS II) para el ajuste de un perfilado especial está dispuesto por
debajo del segundo elemento de ajuste (DS I) y puede actuar como
último elemento de influencia del espesor de pared sobre el tubo
flexible saliente (22).
6. Dispositivo según la reivindicación 4 ó 5,
caracterizado porque el canto interior inferior del tercer
elemento de ajuste (DS II) que puede acoplarse con la preforma
saliente (22) está dispuesto aproximadamente a la misma altura o
ligeramente por encima del canto exterior inferior del mandril
central (D 0).
7. Procedimiento para fabricar cuerpos huecos de
material sintético termoplástico según la reivindicación 1,
caracterizado porque se infla en un molde de soplado una
preforma tubular (22) expulsada de una boquilla de extrusión de
forma anular, ajustándose la preforma tubular (22) en dirección
axial a un espesor de pared uniformemente creciente por medio de un
control de boquilla correspondiente, ajustándose dicha preforma por
medio de un control de boquilla correspondiente en las zonas del
tubo flexible con los más altos grados de estiramiento a un espesor
de pared mayor para las zonas de los fondos superior e inferior del
recipiente situadas a 90º con el plano de división del molde, y
ajustándose en la preforma tubular (22) por medio de un control
correspondiente de la boquilla unos nervios longitudinales
estampados por el lado interior o/y por el lado exterior de tal
manera que el recipiente terminado de soplar en un molde de soplado
con superficie lisa para las zonas de pared laterales o verticales
presente al menos en la pared vertical del recipiente unas zonas de
pared de forma de franjas contiguas que discurren paralelas en
dirección axial y que tienen un grueso diferente del espesor de
pared.
8. Procedimiento para fabricar cuerpos huecos de
material sintético termoplástico según la reivindicación 1,
caracterizado porque se infla en un molde de soplado una
preforma tubular (22) expulsada de una boquilla de extrusión de
forma anular, ajustándose la preforma tubular en dirección axial a
un espesor de pared uniformemente creciente por medio de un control
correspondiente de la boquilla, ajustándose dicha preforma por medio
de un control correspondiente de la boquilla en las zonas del tubo
flexible con los más altos grados de estiramiento, para las zonas
de los fondos superior e inferior del recipiente situadas a 90º con
el plano de división del molde, a un espesor de pared mayor para
lograr en el cuerpo hueco terminado de soplar un espesor de pared
idéntico en muy amplio grado, y ajustándose por medio de un tercer
control correspondiente de la boquilla en la preforma tubular (22)
al menos un aumento parcial adicional del espesor de pared del tubo
flexible para lograr en el cuerpo hueco terminado de soplar, en la
zona de pared axial o vertical, un sitio grueso con una demanda
adicional de material plástico, tal como, por ejemplo, para un racor
de una abertura de tapón lateral en un depósito de carburante de
plástico (KKB), o una formación de agarre axial o una fijación de
asa de transporte en un bidón de formato alto.
9. Procedimiento según la reivindicación 7 u 8,
caracterizado porque al menos en las paredes verticales están
formados un gran número de nervios (48) distanciados uno de otro,
exclusivamente en el lado interior de la pared, teniendo la pared
en su lado exterior una configuración uniformemente lisa.
10. Procedimiento según la reivindicación 7, 8 ó
9, caracterizado porque unas zonas de pared contiguas
presentan alternando un grueso diferente del espesor de pared,
estando formadas las transiciones de pared más delgada a pared más
gruesa, y viceversa, en el lado interior de la pared de manera que
aumentan y disminuyen en forma ondulada con un recorrido uniforme
de las curvas.
11. Procedimiento según la reivindicación 7, 8,
9 ó 10, caracterizado porque el espesor de pared de las zonas
de pared más gruesas de forma de franjas es igual de grueso y el
espesor de pared de las zonas de pared más delgada de forma de
franjas es igual de delgado.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 7 a 11 anteriores, caracterizado porque la
anchura de una zona de pared más delgada entre dos nervios asciende
aproximadamente a al menos el doble o un múltiplo de la anchura de
un nervio.
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 7 a 12 anteriores, caracterizado porque la
relación de las alturas de resaltos A a las zonas de pared más
delgadas B es de A(H) : B(H) = 1,1 : 1 a 1,5 : 1.
14. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 7 a 13 anteriores, caracterizado porque el
número de nervios, para un diámetro del recipiente de
aproximadamente 590 mm, está comprendido entre 20 y 60 y asciende
de preferencia a alrededor de 32.
15. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 7 a 14 anteriores, caracterizado porque en
recipientes de forma rectangular están formados al menos uno o
varios nervios en cada zona de esquina, estando construidos los
nervios de manera que se prolongan hacia arriba hasta más allá de la
pared vertical o/y hacia abajo penetrando en las zonas horizontales
del recipiente.
16. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 7 a 14 anteriores, caracterizado porque en
recipientes de forma rectangular están formados al menos uno o
varios nervios (78) en cada zona de pared plana con excepción de
las zonas de esquina, estando formados los nervios de manera que se
prolongan hacia arriba hasta más allá de la pared vertical o/y
hacia abajo penetrando en las zonas horizontales del recipiente.
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