ES2334162T3 - Molde, procedimiento e instalacion para la fabricacion, mediante soplado, de recipientes termoplasticos provistos de una empuñadura integral y recipiente fabricado. - Google Patents
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Abstract
Molde (1) para la fabricación, mediante soplado o estirado-soplado de una preforma calentada, de un recipiente (2) de material termoplástico, en particular una poliolefina tal como polipropileno, provisto de una empuñadura integral (4), comprendiendo dicho molde (1) por lo menos dos semimoldes (5) - móviles uno con respecto al otro, - que comprenden caras (8) respectivas de contacto mutuo que definen, en posición de cierre, un plano de junta (9), - que comprenden respectivamente dos huellas (10) que, unidas, definen una cavidad (11) de moldeo del cuerpo (3) y del escalonado del recipiente (2) final, y - que comprenden respectivamente dos alojamientos (12) que son sustancialmente perpendiculares a dichas caras (8) respectivas de contacto y alineados de manera sustancialmente mutua en la posición de cierre del molde (1) y que contienen dos elementos postizos (13) respectivos que forman unos pistones móviles neumáticamente entre - una posición oculta en la que los dos elementos postizos (13) están introducidos por lo menos en su mayor parte en sus alojamientos (12) respectivos, y - una posición saliente en la que los dos elementos postizos (13) son empujados en dirección una de la otra pinzando dos zonas (A) determinadas de pared del cuerpo (3) del recipiente hasta poner en contacto una con otra dichas dos zonas (A) de pared del cuerpo (3) que son soldadas entonces térmicamente entre sí, caracterizado porque cada elemento postizo (13) comprende dos pistones (14, 15) encajados uno en el otro de manera telescópica, a saber, un pistón principal (14) o pistón de empuje que presenta una cara frontal (16) de empuje situada centralmente y, alojado en dicho pistón principal (14), un pistón secundario (15) o pistón de soldadura dispuesto coaxialmente y que presenta una cara (18) frontal que rodea dicha cara (16) frontal del pistón principal según un contorno cerrado que coincide con la periferia de dicha zona (A) de pared del cuerpo del recipiente, estando unos medios de calentamiento (25) previstos para mantener por lo menos dicha cara (18) frontal del pistón secundario (15) a la temperatura de reblandecimiento del material termoplástico, estando los dos pistones principal y secundario (14, 15) dispuestos de tal manera que - en una primera fase de funcionamiento, se desplaza el pistón principal (14) desde su posición oculta hacia su posición saliente mientras que el pistón secundario (15) permanece oculto en dicho pistón principal, empujando la cara frontal (16) de dicho pistón principal dicha zona (A) determinada de la pared del cuerpo del recipiente, y - en una segunda fase de funcionamiento, se desplaza el pistón secundario (15) con respecto al pistón principal (14) desde su posición oculta hacia su posición saliente de manera que su cara frontal (18) caliente se apoye contra la periferia de dicha zona (A) de pared del cuerpo del recipiente para reblandecer su material, soldarla periféricamente con la zona de pared empujada por el pistón enfrentado y por lo menos premarcar el perímetro de esta zona (A) de pared.
Description
Molde, procedimiento e instalación para la
fabricación, mediante soplado, de recipientes termoplásticos
provistos de una empuñadura integral y recipiente fabricado.
La presente invención se refiere a unos
perfeccionamientos aportados en el campo de la fabricación, mediante
soplado o estirado-soplado de preformas calentadas,
de recipientes de material termoplástico, en particular una
poliolefina tal como polipropileno, provistos de una empuñadura
integral, y se refiere más particularmente a un molde de soplado
para la fabricación de dichos recipientes, comprendiendo dicho molde
por lo menos dos semimoldes
- -
- móviles uno con respecto al otro,
- -
- que comprenden caras respectivas de contacto mutuo que definen, en posición de cierre, un plano de junta,
- -
- que comprenden respectivamente dos huellas que, unidas, definen una cavidad de moldeo del cuerpo y del escalonado del recipiente final, y
- -
- que comprenden respectivamente dos alojamientos que son sustancialmente perpendiculares a dichas caras respectivas de contacto y alineados de forma sustancialmente mutua en la posición de cierre del molde y que contienen dos elementos postizos respectivos que forman unos pistones móviles neumáticamente entre
- \bullet
- una posición oculta en la que los dos elementos postizos están introducidos por lo menos en su mayor parte en sus alojamientos respectivos, y
- \bullet
- una posición saliente en la que los dos elementos postizos están empujados uno en dirección al otro, pinzando dos zonas determinadas de pared del cuerpo del recipiente hasta poner en contacto una con otra dichas dos zonas de pared del cuerpo que son entonces soldadas térmicamente entre sí.
Se conocen ya diversos moldes así dispuestos con
fines de fabricación de los recipientes citados anteriormente
(véanse por ejemplo los documentos FR 2 292 573, EP 0 346 518, EP 1
169 231, US nº 6.733.716).
La invención tiene esencialmente como objetivo
proporcionar un molde de este tipo que tenga mayor rendimiento que
los moldes conocidos actualmente y que permita producir unos
recipientes con empuñadura integral con una cadencia elevada
(típicamente del orden de 1.500 recipientes por hora) comparable con
la cadencia de producción de recipientes termoplásticos de igual
capacidad no provistos de empuñadura.
Con este fin, según un primero de sus aspectos,
la invención propone un molde tal como se menciona en el preámbulo,
que se caracteriza, estando dispuesto según la invención, porque
cada elemento postizo comprende dos pistones encajados uno en el
otro de manera telescópica, a saber, un pistón principal o pistón de
empuje que presenta una cara frontal de empuje situada centralmente
y, alojado en dicho pistón principal, un pistón secundario o pistón
de soldadura dispuesto coaxialmente y que presenta una cara frontal
que rodea dicha cara frontal del pistón principal según un contorno
cerrado que coincide con la periferia de dicha zona de pared del
cuerpo del recipiente, estando previstos unos medios de
calentamiento para mantener por lo menos dicha cara frontal del
pistón secundario a la temperatura de reblandecimiento del material
termoplástico, estando los dos pistones principal y secundario
dispuestos de tal manera que
- -
- en una primera fase de funcionamiento, el pistón principal es desplazado de su posición oculta hacia su posición saliente, mientras que el pistón secundario permanece oculto en dicho pistón principal, empujando la cara frontal de dicho pistón principal dicha zona determinada de la pared del cuerpo del recipiente, y
- -
- en una segunda fase de funcionamiento, el pistón secundario es desplazado con respecto al pistón principal de su posición oculta hacia su posición saliente de manera que su cara frontal caliente se apoye contra la periferia de dicha zona de pared del cuerpo del recipiente para reblandecer su material, soldarla periféricamente de manera estanca con la zona de pared empujada por el pistón enfrentado y por lo menos premarcar el contorno de esta zona de pared.
Gracias a esta disposición, se distingue la fase
de empuje de la materia (o "boxage") con piezas relativamente
poco calientes y una fase de soldadura muy breve con piezas muy
calientes que, teniendo en cuenta la forma de cuchillas impartida a
estas piezas, permite desolidarizar fácilmente la plancha central al
final del ciclo o posteriormente. Resulta de ello la posibilidad de
una duración de formación de la empuñadura muy breve (típicamente
del orden de 0,6 s) que no agrava de manera demasiado penalizadora
la duración del ciclo de fabricación (típicamente del orden de 3
s).
En un modo de realización preferente, se prevé
que cada elemento postizo comprenda además:
- -
- por lo menos un canal principal de alimentación con gas a presión que desemboca en una cámara de dicho alojamiento para empujar dicho pistón principal a su posición saliente,
- -
- medios de retorno del pistón principal de su posición saliente hacia su posición oculta,
- -
- por lo menos un canal secundario de alimentación con gas a presión que desemboca en el fondo de dicho vaciado para empujar dicho pistón secundario a su posición saliente,
- -
- medios de retorno del pistón secundario de su posición saliente hacia su posición oculta, y
- -
- medios de control dispuestos de manera que alimentan con gas a presión selectivamente en primer lugar el canal principal de manera que se desplaza el pistón principal con el pistón secundario en posición oculta en dicha primera fase de funcionamiento, y después el canal secundario de manera que se desplaza el pistón secundario en dicha segunda fase de funcionamiento.
Dicha disposición permite el funcionamiento de
los medios, de acuerdo con la invención, a partir del gas a baja
presión (típicamente aire a una presión del orden de 7x10^{5} Pa)
que está disponible habitualmente en las máquinas de soplado.
De manera simple, el canal secundario puede
comprender por lo menos un conducto calibrado que se extiende en el
pistón principal entre su cara extrema dirigida hacia la cámara del
alojamiento, y alojando su cara extrema que constituye el fondo de
dichos vaciados el pistón secundario, gracias a lo cual, cuando el
primer pistón llega a tope en su posición saliente, el gas a
presión alimentado en el alojamiento pasa, a través del conducto
calibrado, al vaciado para empujar el segundo pistón hacia su
posición saliente; ventajosamente, para obtener un funcionamiento
equilibrado de las piezas en movimiento, el canal secundario
comprende varios conductos calibrados repartidos sobre el perímetro
del pistón principal.
En un ejemplo de realización preferente, la cara
frontal de empuje del pistón principal pertenece a una placa
frontal situada centralmente y soportada por un vástago axial
solidario del pistón principal y el pistón secundario está vaciado
centralmente y rodea dicho vástago.
En un ejemplo de realización simple de llevar a
cabo, los medios de calentamiento son apropiados para calentar el
pistón secundario y comprenden por lo menos un cartucho calentador
eléctrico alojado en un orificio correspondiente del pistón
secundario; preferentemente entonces, los medios de calentamiento
comprenden varios cartuchos calentadores eléctricos alojados en
unos orificios correspondientes repartidos sobre la periferia del
pistón secundario.
Para un funcionamiento correcto del molde,
conviene que el pistón principal que asegura el empuje de la zona
de pared del cuerpo del recipiente permanezca a una temperatura poco
elevada, a pesar de la presencia del pistón secundario que está
sometido permanentemente a una temperatura elevada. Con ese fin,
para desacoplar térmicamente los dos pistones principal y
secundario, se prevé que un gas de enfriamiento esté insuflado entre
el pistón principal y el pistón secundario para mantener el pistón
principal a una temperatura sustancialmente inferior a la
temperatura de reblandecimiento del material termoplástico. Se
obtiene así que el pistón principal permanezca a una temperatura
comprendida entre 50ºC y 100ºC mientras que el pistón secundario
está llevado a una temperatura superior a la del pistón principal
en un intervalo comprendido entre 130ºC y 200ºC, ventajosamente
entre 150ºC y 190ºC.
En un modo de realización preferente, la cara
frontal del pistón secundario está conformada en forma de cuchillas
que se extiende según dicho contorno cerrado, de manera que facilita
el premarcado, incluso el recorte de la plancha central que libera
el vaciado de la empuñadura.
De manera interesante, los medios de retorno del
pistón principal de su posición saliente hacia su posición oculta
son unos medios neumáticos, estando el pistón principal y su
alojamiento dispuestos para constituir un elevador de doble
efecto.
Siempre de manera interesante, los medios de
retorno del pistón secundario comprenden por lo menos un resorte de
retorno interpuesto entre el pistón principal y el pistón
secundario.
La invención puede tener una aplicación
interesante en una instalación giratoria de moldeo para la
fabricación, mediante soplado o estirado-soplado de
preformas calentadas, de recipientes de material termoplástico
provistos de una empuñadura integral, comprendiendo dicha
instalación un carrusel giratorio equipado con una pluralidad de
moldes repartidos en su perímetro, y que está caracterizada porque
los moldes están dispuestos tal como se ha expuesto
anteriormente.
La invención puede tener asimismo una aplicación
interesante en una instalación fija de moldeo para la fabricación,
mediante soplado o estirado-soplado de preformas
calentadas, de recipientes de material termoplástico provistos de
una empuñadura integral, comprendiendo dicha instalación varios
moldes soportados de manera fija sustancialmente en línea, y
estando caracterizada porque los moldes están dispuestos tal como se
ha expuesto anteriormente.
Según otro de sus aspectos, la invención propone
un procedimiento para la fabricación, mediante soplado o
estirado-soplado de una preforma calentada, de un
recipiente de material termoplástico, en particular una poliolefina
tal como polipropileno, provisto de una empuñadura integral con la
ayuda de un molde que comprende por lo menos dos semimoldes
- -
- móviles uno con respecto al otro,
- -
- que comprenden caras respectivas de contacto mutuo que definen, en posición de cierre, un plano de junta,
- -
- que comprenden respectivamente dos huellas que, unidas, definen una cavidad de moldeo del cuerpo y del escalonado del recipiente final, y
- -
- que comprenden respectivamente dos alojamientos que son sustancialmente perpendiculares a dichas caras respectivas de contacto y alineados de forma sustancialmente mutua en la posición de cierre del molde y que contienen dos elementos postizos respectivos que forman unos pistones móviles neumáticamente entre
- \bullet
- una posición oculta en la que los dos elementos postizos están introducidos por lo menos en su mayor parte en sus alojamientos respectivos, y
- \bullet
- una posición saliente en la que los dos elementos postizos son empujados uno en dirección al otro pinzando dos zonas determinadas de pared del cuerpo del recipiente hasta poner en contacto una con otra dichas dos zonas de pared del cuerpo que son entonces soldadas térmicamente entre sí,
procedimiento caracterizado, según la
invención,
porque se constituye cada elemento postizo con
dos pistones encajados uno en el otro de manera telescópica, a
saber, un pistón principal o pistón de empuje que presenta una cara
frontal de empuje situada centralmente y, alojado en dicho pistón
principal, un pistón secundario o pistón de soldadura dispuesto
coaxialmente y que presenta una cara frontal que rodea dicha cara
frontal del pistón principal según un contorno cerrado que coincide
con la periferia de dicha zona de pared del cuerpo del
recipiente,
porque están previstos unos medios de
calentamiento para mantener por lo menos dicha cara frontal del
pistón secundario a la temperatura de reblandecimiento del material
termoplástico, y
porque se disponen los dos pistones principal y
secundario de tal manera que
- -
- en una primera fase de funcionamiento, se desplaza el pistón principal de su posición oculta hacia su posición saliente mientras que se mantiene el pistón secundario oculto en dicho pistón principal, empujando la cara frontal de dicho pistón principal dicha zona determinada de la pared del cuerpo del recipiente, y
- -
- en una segunda fase de funcionamiento, se desplaza el pistón secundario con respecto al pistón principal de su posición oculta hacia su posición saliente de manera que su cara frontal caliente se apoye contra la periferia de dicha zona de pared del cuerpo del recipiente para reblandecer el material, soldarla periféricamente con la zona de pared empujada por el pistón enfrentado y por lo menos premarcar el perímetro de esta zona de pared.
La invención se pondrá más claramente de
manifiesto a partir de la lectura de la descripción detallada
siguiente de ciertos modos de realización preferente dados
únicamente a título de ejemplos no limitativos. En esta descripción,
se hará referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- las figuras 1A, 1B y 1C son representaciones
esquemáticas de un molde de soplado dispuesto de acuerdo con la
invención, mostrado respectivamente según vista superior, en
sección, en tres posiciones funcionales diferentes;
- la figura 2 es una vista frontal de un
semimolde dispuesto de acuerdo con la invención;
- la figura 3 es una vista en sección según la
línea III-III del molde de la figura 2;
- la figura 4 es una vista lateral, en sección,
con las piezas desmontadas, en sección, de tres piezas componentes
principales de un elemento postizo del molde de las figuras 2 y
3;
- las figuras 5 y 6 son unas vistas inferiores y
la figura 7 es una vista por encima respectivamente de las tres
piezas representadas en la figura 4;
- la figura 8 es un vista a escala ampliada de
una parte de la pieza de la figura 4 mostrada en vista inferiores
en la figura 6; y
- las figuras 9A a 9C son unas vistas a escala
ampliada y en sección de un elemento postizo del molde de las
figuras 2 y 3 mostrada respectivamente en tres posiciones
funcionales.
Se hará ahora referencia en primer lugar a las
figuras 1A a 1C en las que se representa en sección transversal
(completa en la figura 1A y parciales en las figuras 1B y 1C) un
molde (1) para la fabricación, mediante soplado o
estirado-soplado de una preforma calentada, de un
recipiente (2) de material termoplástico, del cual sólo está
visible el cuerpo (3) provisto de una empuñadura integral (4)
(visible en la figura 1C).
El molde (1), en la representación simplificada
mostrada en las figuras 1A a 1C, comprende por lo menos dos
semimoldes (5) (en general completados por un fondo de molde móvil
axialmente, no visible).
Los semimoldes (5) son móviles uno con respecto
al otro, en particular en rotación (flecha 6) alrededor de un eje
de pivotamiento común esquematizado en (7).
Los semimoldes (5) comprenden caras (8)
respectivas de contacto mutuo que definen, en posición de cierre, un
plano de junta (9).
Los semimoldes (5) comprenden respectivamente
dos huellas (10) que, unidas cuando el molde está en posición de
cierre, definen una cavidad (11) de moldeo del cuerpo (3) y del
escalonado del recipiente (2).
Por último, los semimoldes (5) comprenden
respectivamente dos alojamientos (12) que son sustancialmente
perpendiculares a dichas caras (8) respectivas de contacto y
alineados de forma sustancialmente mutua en la posición de cierre
del molde y que contienen dos elementos postizos (13) respectivos
que forman unos sistemas móviles neumáticamente entre una posición
oculta (figura 1A) en la que los dos elementos postizos están
introducidos, por lo menos en su mayor parte, en sus alojamientos
(12) respectivos y una posición saliente (figuras 1B, 1C) de la cual
se hablará más explícitamente más adelante.
Para el resto, el molde (1) puede estar
dispuesto de cualquier forma apropiada, en relación con las
exigencias provocadas por la formación de la empuñadura
integral.
En el marco de la presente invención, se prevé
que cada elemento postizo (13) comprenda dos pistones
respectivamente (14) y (15) encajados uno en el otro de manera
telescópica, a saber, un pistón principal o pistón de empuje (14) y
un pistón secundario o pistón de soldadura (15) que, en el contexto
de la disposición general del molde, son ambos accionados
neumáticamente.
El pistón principal o pistón de empuje (o pistón
de "boxage") (14) es recibido en uno de los alojamientos (12)
citados anteriormente y presenta una cara (16) frontal de
empuje.
El pistón secundario o pistón de soldadura (15)
está dispuesto coaxialmente en un orificio (17) axial del pistón
principal (14) y comprende una cara (18) frontal que se extiende
transversalmente según un contorno cerrado que coincide con la
periferia de una zona (A) determinada de pared del cuerpo (3) del
recipiente (2). Además, esta cara (18) frontal del pistón
secundario (15) está conformada con un extremo frontal fino de
manera que constituye una cuchilla que se extiende según dicho
contorno cerrado. Unos medios de calentamiento (no mostrados) están
previstos para mantener por lo menos dicha cara (18) frontal del
pistón secundario (15) a la temperatura de reblandecimiento del
material termoplástico.
El funcionamiento de los medios que acaban de
ser descritos es el siguiente.
En la posición de reposo mostrada en la figura
1A, los pistones secundarios (15) están ocultos en los orificios
(17) de los pistones principales (14) respectivos, y los pistones
principales (14) están ocultos a su vez en los alojamientos (12)
respectivos de los semimoldes (5). En el caso en que el cuerpo (3)
del recipiente a fabricar presente una curvatura sustancial en la
zona en la que se debe formar la empuñadura, tal como es el caso
mostrado en la figura 1A, los pistones principales (14) no se pueden
ocultar totalmente en el interior de los alojamientos (12)
respectivos y su extremo frontal sobresale en parte en la cavidad
(11) del molde (1), tal como se puede observar en la figura 1A.
En una primera fase de funcionamiento, mostrada
en la figura 1B, que puede empezar al mismo tiempo que la fase final
de soplado del recipiente (soplado a alta presión -típicamente a una
presión del orden de 40x10^{5} Pa- que sucede a una fase de
estirado y de presoplado a menor presión), los pistones principales
(14) son desplazados en dirección uno del otro desde su posición
oculta hacia su posición saliente, mientras que los pistones
secundarios (15) permanecen ocultos en dichos pistones principales
(14) respectivos. Durante este movimiento, las caras (16) frontales
respectivas de dichos pistones principales (15) empujan las partes A
determinadas situadas simétricamente a ambos lados del plano de
junta (9). Por último, las dos zonas A de pared entran en contacto
una con la otra a lo largo del plano de junta (9), tal como se puede
apreciar en la figura 1B, bajo las acciones de empuje respectivas de
los dos pistones principales (14) desplazados conjuntamente en
dirección uno del otro.
En una segunda fase, terminal, de funcionamiento
mostrada en la figura 1C, los pistones secundarios (15) son
desplazados en dirección uno del otro con respecto a los pistones
principales (14) respectivos desde su posición oculta hacia su
posición saliente. Así, las caras (18) frontales calientes
respectivas de estos dos pistones secundarios (15) se apoyan contra
la periferia de dichas zonas (A) de pared del cuerpo (3) del
recipiente (2) para reblandecer el material y soldarlas
periféricamente de manera estanca una a la otra tal como se muestra
en la figura 1C. Al mismo tiempo, debido a su conformación en forma
de cuchillas, las caras (18) frontales merman el material
termoplástico reblandecido y seccionan, o como mínimo premarcan para
un seccionamiento ulterior, la plancha, formada por la doble zona
(A) de pared, situada en el interior de dicha periferia.
Para que el funcionamiento que se acaba de
exponer pueda ser asegurado como previsto, es ventajoso que cada
elemento postizo (13) comprenda además:
- -
- por lo menos un canal principal (no visible) de alimentación con gas a presión que desemboca en el fondo o cámara de dicho alojamiento (12) para empujar dicho pistón principal (14) a su posición saliente,
- -
- medios de retorno del pistón principal (14) desde su posición saliente hacia su posición oculta, pudiendo ser dicho medios de retorno de diversos tipos (resortes de retorno, pistón principal -14- y alojamiento -12- dispuestos para constituir un elevador de doble efecto),
- -
- por lo menos un canal secundario (no visible) de alimentación con gas a presión que desemboca en el fondo de dicho vaciado (17) para empujar dicho pistón secundario (15) a su posición saliente,
- -
- medios de retorno del pistón secundario (15) desde su posición saliente hacia su posición oculta, pudiendo ser dichos medios de retorno de diversos tipos (resortes de retorno, pistón principal (15) y vaciado (17) dispuestos para constituir un elevador de doble efecto), y
- -
- medios de control dispuestos de manera que alimentan con gas a presión selectivamente, en primer lugar, el canal principal de manera que se desplaza el pistón principal (14) con el pistón secundario (15) que permanece en posición oculta durante dicha primera fase de funcionamiento, y después el canal secundario de manera que se desplaza el pistón secundario (15) durante dicha segunda fase de funcionamiento.
En las figuras 2 y 3 (en las que se conservan
las mismas referencias numéricas para designar las partes o
elementos idénticos a los respectivos de las figuras 1A a 1C) se
muestra de manera detallada un modo de realización concreto de un
molde dispuesto de acuerdo con la invención.
En la figura 2, sólo se muestra en vista frontal
uno de los semimoldes (5) en el que la huella (3) realizada en la
cara (8) de contacto del semimolde corresponde a una forma de
recipiente que se proporciona únicamente a título de simple
ejemplo. El elemento postizo (13) asociado a este semimolde (5) se
observa de frente.
En la figura 3 se representan, en sección según
la línea III-III de la figura 2, los dos semimoldes
(5) en posición de cierre; en el ejemplo mostrado, los dos
semimoldes (5) están insertados en unos portamoldes (19)
respectivos representados parcialmente. Los dos elementos postizos
(13) están dispuestos de manera idéntica a la expuesta a
continuación haciendo referencia a la figura 4, en la que se
muestran de manera explosionada en su conjunto, y a las figuras 5 a
8 que muestran los componentes principales individualmente para una
mejor comprensión.
En cada elemento postizo (13), el pistón
principal (14) está dispuesto con una cara (16) frontal de empuje
que pertenece a una placa transversal (26) de una pieza (20) (pieza
superior en la figura 4 mostrada en sección según la línea
IV-IV de la figura 5 y en vista inferior en la
figura 5) que presenta en sección transversal una forma general en
T cuyo vástago (21) está insertado a través del pistón secundario
(15) que está, a este fin, vaciado centralmente en (22) y rodea
dicho vástago (21). La base del vástago (21) está encajada en un
hueco (23) de forma complementaria previsto en el pistón principal
(14) y está solidarizado a éste, por ejemplo, mediante atornillado.
Así constituido, el pistón principal (14) comprende una cara (16) de
empuje que es sustancialmente plana y que se desarrolla sobre una
gran superficie conformada según el contorno interior de la
empuñadura a formar (es esta cara -16- de empuje la que es
esencialmente visible en la representación del elemento postizo de
la figura 2). Axialmente, la pieza (20) está dimensionada de manera
que deja el espacio necesario para el desplazamiento del pistón
secundario
(15).
(15).
El pistón secundario (15) (pieza mediana en la
figura 4 mostrada en sección según la línea IV-IV de
la figura 6 y en vista inferior en la figura 6), vaciado
centralmente en (22), está provisto de varios orificios (24) ciegos
abiertos inferiormente, que están repartidos en su perímetro. Estos
orificios (24) reciben medios de calentamiento eléctrico en forma
de cartuchos calentadores (25) (se representa uno de ellos
esquemáticamente en la figura 3). El extremo frontal (arriba en la
figura 4) del pistón (15) está ahuecado por un vaciado (27)
complementario de la forma de la placa (26) de manera que, cuando el
pistón (15) es empujado en posición saliente, la placa (26) de la
pieza (20) pueda ocultarse en este vaciado (27). Además, este
vaciado (27) está a su vez ahuecado centralmente en (28) para
recibir en apoyo los extremos de resortes (29) de retorno
interpuestos entre el pistón (15) y la placa (26) solidaria del
pistón (14), placa (26) que está, a este fin, provista de vaciados
(30) que reciben los extremos opuestos de los resortes (29). Los
resortes (29) están repartidos sobre el perímetro de la placa (26) y
del pistón secundario (15).
Una parte del extremo frontal del pistón
secundario (15) se muestra a escala muy ampliada en la figura 8, de
manera que mejora la visibilidad de la conformación de la cara (18)
frontal del pistón secundario (15) que está formada por el borde de
la pared que delimita el vaciado (27). Este borde está achaflanado
interiormente de manera que constituye una cara (18) frontal fina
conformada en forma de cuchillas que se extienden según un contorno
cerrado correspondiente a la forma del extremo del pistón secundario
(15). La cara frontal (18), puesta en contacto con el material
termoplástico, puede constituir así una pieza de calentamiento
apropiada para reblandecer el material termoplástico e incrustarse
en el mismo una vez reblandecido para recortar o por lo menos
premarcar la plancha de material que rodea.
Por último, el pistón principal (14) (pieza
inferior en la figura 4 mostrada en sección según la línea
IV-IV de la figura 7 y en vista por encima en la
figura 7) está provisto, por su parte, de dos conjuntos de orificios
que se alternan entre sí tal como se puede observar en la figura
7:
- -
- unos orificios (32) están situados enfrente de los orificios (24) del pistón secundario (15) y atraviesan el fondo del pistón principal (14) entre su cara extrema dirigida hacia el fondo del alojamiento (12) y su cara extrema que constituye el fondo del vaciado (17) que aloja el pistón secundario (15); los orificios (32) constituyen unos pasos para los cables de alimentación eléctrica de los cartuchos (25) calentadores;
- -
- unos orificios (33) están situados enfrente de zonas sólidas del pistón secundario (15) y atraviesan el fondo del pistón principal (14) entre su cara extrema dirigida hacia el fondo del alojamiento (12) y su cara extrema que constituye el fondo del vaciado (17) que aloja el pistón secundario (15); estos orificios (33) están constituidos como orificios calibrados que forman unas restricciones cuya función se explicará más adelante.
El pistón principal (14) está equipado de una
cabeza de pistón (34) que está ensanchado y que está introducido de
manera estanca en una parte (35) ensanchada a su vez del alojamiento
(12). Se constituyen así dos cámaras (36) y (37) respectivamente
por ambos lados del cabezal de pistón (34), tal como se puede
apreciar en la figura 3, de manera que el pistón principal (14) y
el alojamiento (12) constituyen un elevador neumático de doble
efecto (no siendo visibles los canales de alimentación con fluido a
presión).
El funcionamiento del dispositivo que acaba de
ser descrito se expondrá ahora haciendo referencia a las figuras 9A
a 9C, en las que un elemento postizo (13) está representado solo a
escala muy ampliada respectivamente en tres posiciones funcionales
diferentes.
En la posición oculta o de reposo del elemento
postizo (13) mostrada en la figura 9A, el pistón principal está
apoyado contra el fondo del alojamiento (12) (constituido en este
caso por una placa -38- fijada por atornillado al cuerpo del
semimolde -5-). El pistón secundario (15) está por su parte
mantenido en posición oculta en el pistón principal (14) bajo la
acción de los resortes de retorno (29), posición en la que la cara
(16) de empuje está mantenida en el plano de la cara (18) frontal
del pistón secundario (15) o ligeramente delante de este borde.
Durante la fase de soplado a alta presión del
cuerpo del recipiente, se admite fluido a presión en la cámara (36)
y, bajo el empuje de este fluido, el elemento postizo (13) es en su
conjunto empujada hasta que el cabezal (34) del pistón principal
(14) llegue a tope contra el extremo opuesto de la parte (35)
ensanchada del alojamiento (12), tal como se muestra en la figura
9B. En esta posición, la cara (16) de empuje que empuja la zona A de
pared del cuerpo de recipiente está ligeramente hacia atrás
(típicamente del orden de 0,3 mm) con respecto al plano de junta
(9).
En este momento, la presión del fluido que ha
atravesado los orificios calibrados (33) alcanza su valor máximo y
empuja el pistón secundario (15) contra los esfuerzos antagonistas
de los resortes (29). Tal como se puede observar en la figura 9C,
la cara (18) frontal sobresale más allá de la cara (16) de empuje y
llega sustancialmente hasta el plano de junta (9). Siendo el pistón
secundario (15) calentado hasta la temperatura de reblandecimiento
del material termoplástico bajo la acción de los cartuchos (25)
calentadores, la cara (18) frontal reblandece el material
termoplástico sobre el perímetro de la zona (A). Las dos zonas (A)
acercadas una a la otra mediante los desplazamientos concomitantes
de los dos elementos postizos (13) son así soldados entre sí
periféricamente, lo que tiene como resultado el cierre estanco del
cuerpo del recipiente y el cierre estanco de la empuñadura hueca.
Simultáneamente, las caras (18) frontales delgadas actúan como dos
cuchillos frente a frente y penetran en el material reblandecido;
éstas cortan la doble zona (A) o la premarcan con vistas a su
eliminación ulterior.
A continuación, el fluido a presión se evacua
fuera de la cámara (36) de manera que los resortes (29) devuelven
el pistón secundario (15) a la posición oculta. Después, la
introducción de fluido a presión en la cámara (37) devuelve el
pistón principal (14) y al mismo tiempo, el conjunto del elemento
postizo (13) a su posición inicial.
Los cartuchos calentadores (25) mantienen
permanentemente el pistón secundario en su conjunto a la temperatura
de reblandecimiento del material termoplástico. Ahora bien, una
deformación correcta del material termoplástico durante la fase de
empuje de las zonas (A) necesita que este material esté a una
temperatura sustancialmente inferior a la temperatura de
reblandecimiento y, por lo tanto, que la cara (16) de empuje esté a
una temperatura inferior a esta temperatura de reblandecimiento.
Para evitar un calentamiento excesivo del pistón principal (14) y
de la pieza (20) solidaria del mismo en presencia del pistón
secundario, se insufla un gas de refrigeración en el intervalo
(juego estructural) entre las superficies enfrentadas del pistón
secundario (15) y del orificio (17) del pistón principal (14).
La disposición de molde de acuerdo con la
invención encuentra una aplicación muy particularmente interesante
para los recipientes realizados en poliolefina, cuya temperatura de
transición vítrea es sustancialmente inferior a la temperatura
ambiente (# 20ºC), y en particular para los recipientes realizados
en polipropileno.
Para un material termoplástico tal como el
polipropileno, la temperatura de reblandecimiento es de
aproximadamente 170ºC. Así, el pistón secundario está mantenido a
una temperatura comprendida entre 130ºC y 200ºC, ventajosamente
entre 150ºC y 190ºC, mientras que el pistón principal está mantenido
a una temperatura comprendida entre 50ºC y 100ºC (sabiendo por otro
lado que los semimoldes (5) son enfriados hasta una temperatura del
orden de 75ºC mediante circulación de agua fría en unos conductos
internos previstos en los semimoldes).
Las disposiciones de acuerdo con la invención
pueden encontrar una aplicación interesante en una instalación
giratoria de moldeo para la fabricación, mediante soplado o
estirado-soplado de preformas calentadas, de
recipientes de material termoplástico provistos de una empuñadura
integral, comprendiendo dicha instalación un carrusel giratorio
equipado con una pluralidad de moldes repartidos sobre su perímetro
y dispuestos tal como se ha descrito anteriormente; en la figura 3,
se ha esquematizado en (39) la bandeja de soporte de los moldes (1),
siendo la rotación de esta bandeja indicada mediante la flecha
(40).
Las disposiciones de acuerdo con la invención
pueden encontrar asimismo una aplicación interesante en una
instalación fija de moldeo para la fabricación, mediante soplado o
estirado-soplado, de preformas calentadas, de
recipientes de material termoplástico provistos de una empuñadura
integral, comprendiendo dicha instalación varios moldes soportados
de manera fija sustancialmente en línea y dispuestos tal como se ha
descrito anteriormente, siendo este tipo de instalación conveniente
en particular para la fabricación de recipientes en poliolefina,
tal como polipropileno, destinados al acondicionamiento de productos
domésticos (por ejemplo detergentes, detergentes líquidos,
etc.).
Una instalación de moldeo constituida tal como
se ha indicado anteriormente es capaz, gracias a la realización de
las disposiciones de la invención, de alcanzar unas cadencias de
fabricación elevadas, del orden, por ejemplo, de 1.500 recipientes
por hora.
Presentado bajo otro aspecto de la invención,
los recipientes (2) de material termoplástico, en particular una
poliolefina tal como polipropileno, provistos de una empuñadura (4)
integral, están fabricados mediante soplado o
estirado-soplado de una preforma calentada con la
ayuda de un molde (1) que comprende por lo menos dos semimoldes
(5)
- -
- móviles uno con respecto al otro,
- -
- que comprenden caras (8) respectivas de contacto mutuo que definen, en posición de cierre, un plano de junta (9),
- -
- que comprenden respectivamente dos huellas (10) que, unidas, definen una cavidad (11) de moldeo del cuerpo (3) y del escalonado del recipiente (2) final, y
- -
- que comprenden respectivamente dos alojamientos (12) que son sustancialmente perpendiculares a dichas caras (8) respectivas de contacto y alineados de forma sustancialmente mutua en la posición de cierre del molde (1) y que contienen dos elementos postizos (13) respectivos que forman unos pistones móviles neumáticamente entre
- \bullet
- una posición oculta en la que los dos elementos postizos (13) están introducidos por lo menos en su mayor parte en sus alojamientos (12) respectivos, y
- \bullet
- una posición saliente en la que los dos elementos postizos (13) son empujados en dirección una de la otra pinzando dos zonas (A) determinadas de pared del cuerpo (3) del recipiente hasta poner en contacto una con otra dichas dos zonas (A) de pared del cuerpo (3) que son entonces soldadas térmicamente entre sí.
En este contexto, el procedimiento según la
invención se caracteriza
porque se constituye cada elemento postizo (13)
con dos pistones (14), (15) encajados uno en el otro de manera
telescópica, a saber, un pistón principal (14) o pistón de empuje
que presenta una cara frontal (16) de empuje situada centralmente
y, alojado en dicho pistón principal (14), un pistón secundario (15)
o pistón de soldadura dispuesto coaxialmente y que presenta una
cara (18) frontal que rodea dicha cara (16) frontal del pistón
principal según un contorno cerrado que coincide con la periferia
de dicha zona (A) de pared del cuerpo del recipiente,
porque están previstos unos medios de
calentamiento (25) para mantener por lo menos dicha cara (18)
frontal del pistón secundario (15) a la temperatura de
reblandecimiento del material termoplástico, y
porque se disponen los dos pistones principal y
secundario (14), (15) de tal manera que
- -
- en una primera fase de funcionamiento, se desplaza el pistón principal (14) desde su posición oculta hacia su posición saliente mientras que se mantiene el pistón secundario (15) oculto en dicho pistón principal, empujando la cara (16) frontal de dicho pistón principal dicha zona (A) determinada de la pared del cuerpo del recipiente, y
- -
- en una segunda fase de funcionamiento, se desplaza el pistón secundario (15) con respecto al pistón principal (14) desde su posición oculta hacia su posición saliente de manera que su cara frontal (18) caliente se apoye contra la periferia de dicha zona (A) de pared del cuerpo del recipiente para reblandecer su material, soldarla periféricamente con la zona de pared empujada por el pistón enfrentado y por lo menos premarcar el perímetro de esta zona (A) de pared.
Claims (14)
1. Molde (1) para la fabricación, mediante
soplado o estirado-soplado de una preforma
calentada, de un recipiente (2) de material termoplástico, en
particular una poliolefina tal como polipropileno, provisto de una
empuñadura integral (4), comprendiendo dicho molde (1) por lo menos
dos semimoldes (5)
- -
- móviles uno con respecto al otro,
- -
- que comprenden caras (8) respectivas de contacto mutuo que definen, en posición de cierre, un plano de junta (9),
- -
- que comprenden respectivamente dos huellas (10) que, unidas, definen una cavidad (11) de moldeo del cuerpo (3) y del escalonado del recipiente (2) final, y
- -
- que comprenden respectivamente dos alojamientos (12) que son sustancialmente perpendiculares a dichas caras (8) respectivas de contacto y alineados de manera sustancialmente mutua en la posición de cierre del molde (1) y que contienen dos elementos postizos (13) respectivos que forman unos pistones móviles neumáticamente entre
- \bullet
- una posición oculta en la que los dos elementos postizos (13) están introducidos por lo menos en su mayor parte en sus alojamientos (12) respectivos, y
- \bullet
- una posición saliente en la que los dos elementos postizos (13) son empujados en dirección una de la otra pinzando dos zonas (A) determinadas de pared del cuerpo (3) del recipiente hasta poner en contacto una con otra dichas dos zonas (A) de pared del cuerpo (3) que son soldadas entonces térmicamente entre sí,
\vskip1.000000\baselineskip
caracterizado porque cada elemento
postizo (13) comprende dos pistones (14, 15) encajados uno en el
otro de manera telescópica, a saber, un pistón principal (14) o
pistón de empuje que presenta una cara frontal (16) de empuje
situada centralmente y, alojado en dicho pistón principal (14), un
pistón secundario (15) o pistón de soldadura dispuesto coaxialmente
y que presenta una cara (18) frontal que rodea dicha cara (16)
frontal del pistón principal según un contorno cerrado que coincide
con la periferia de dicha zona (A) de pared del cuerpo del
recipiente, estando unos medios de calentamiento (25) previstos para
mantener por lo menos dicha cara (18) frontal del pistón secundario
(15) a la temperatura de reblandecimiento del material
termoplástico, estando los dos pistones principal y secundario (14,
15) dispuestos de tal manera que
- -
- en una primera fase de funcionamiento, se desplaza el pistón principal (14) desde su posición oculta hacia su posición saliente mientras que el pistón secundario (15) permanece oculto en dicho pistón principal, empujando la cara frontal (16) de dicho pistón principal dicha zona (A) determinada de la pared del cuerpo del recipiente, y
- -
- en una segunda fase de funcionamiento, se desplaza el pistón secundario (15) con respecto al pistón principal (14) desde su posición oculta hacia su posición saliente de manera que su cara frontal (18) caliente se apoye contra la periferia de dicha zona (A) de pared del cuerpo del recipiente para reblandecer su material, soldarla periféricamente con la zona de pared empujada por el pistón enfrentado y por lo menos premarcar el perímetro de esta zona (A) de pared.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Molde, según la reivindicación 1,
caracterizado porque cada elemento postizo (13) comprende
además:
- -
- por lo menos un canal principal de alimentación con gas a presión que desemboca en una cámara (36) de dicho alojamiento (12) para empujar dicho pistón principal (14) en su posición saliente,
- -
- medios (37) de retorno del pistón principal (14) desde su posición saliente hacia su posición oculta,
- -
- por lo menos un canal (33) secundario de alimentación con gas a presión que desemboca en el fondo de dicho vaciado (17) para empujar dicho pistón secundario (15) a su posición saliente,
- -
- medios (29) de retorno del pistón secundario (15) desde su posición saliente hacia su posición oculta, y
- -
- medios de control dispuestos de manera que alimentan con gas a presión selectivamente en primer lugar el canal principal de manera que se desplaza el pistón principal (14) con el pistón secundario (15) en posición oculta en dicha primera fase de funcionamiento, y después el canal secundario de manera que se desplaza el pistón secundario (15) en dicha segunda fase de funcionamiento.
\newpage
3. Molde, según la reivindicación 2,
caracterizado porque el canal secundario comprende por lo
menos un conducto (33) calibrado que se extiende en el pistón
principal (14) entre su cara extrema dirigida hacia la cámara (36)
del alojamiento (12) y su cara extrema que constituye el fondo de
dicho vaciado (17) que aloja el pistón secundario (15), gracias a
lo cual, cuando el pistón principal (14) llega a tope a su posición
saliente, el gas a presión alimentado en el alojamiento (12) pasa,
a través del conducto (33) calibrado, al vaciado (17) para empujar
el pistón secundario (15) hacia su posición saliente.
4. Molde, según la reivindicación 3,
caracterizado porque el canal secundario comprende varios
conductos (33) calibrados repartidos sobre el perímetro del pistón
principal (14).
5. Molde, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la cara (16)
frontal de empuje del pistón principal (14) pertenece a una placa
frontal (26) situada centralmente y soportada por un vástago (21)
axial solidario del pistón principal (14), y porque el pistón
secundario (15) está vaciado (22) centralmente y rodea dicho vástago
(21).
6. Molde, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los medios de
calentamiento son apropiados para calentar el pistón secundario
(15) y comprenden por lo menos un cartucho (25) calentador
eléctrico alojado en un orificio (24) respectivo del pistón
secundario (15).
7. Molde, según la reivindicación 6,
caracterizado porque los medios de calentamiento comprenden
varios cartuchos (25) calentadores eléctricos alojados en unos
orificios (24) respectivos repartidos sobre el perímetro del pistón
secundario (15).
8. Molde, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque un gas de
refrigeración está insuflado entre el pistón principal (14) y el
pistón secundario (15) para mantener el pistón principal a una
temperatura sustancialmente inferior a la temperatura de
reblandecimiento del material termoplástico.
9. Molde, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la cara (18)
frontal del pistón secundario (15) está conformada en forma de
cuchilla, que se extiende según dicho contorno cerrado.
10. Molde, según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 9, caracterizado porque los medios de
retorno del pistón principal (14) desde su posición saliente hacia
su posición oculta son medios neumáticos, estando el pistón
principal (14) y su alojamiento (12) dispuestos para constituir un
elevador de doble efecto.
11. Molde, según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 10, caracterizado porque los medios de
retorno del pistón secundario (15) comprenden por lo menos un
resorte de retorno (29) interpuesto entre el pistón principal (14) y
el pistón secundario (15).
12. Instalación giratoria de moldeo para la
fabricación, mediante soplado o estirado-soplado de
preformas calentadas, de recipientes de material termoplástico
provistos de una empuñadura integral, comprendiendo dicha
instalación un carrusel (39) giratorio (40) equipado con una
pluralidad de moldes (1) repartidos sobre su perímetro,
caracterizada porque los moldes (1) están dispuestos según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.
13. Instalación fija de moldeo para la
fabricación, mediante soplado o estirado-soplado de
preformas calentadas, de recipientes de material termoplástico
provistos de una empuñadura integral, comprendiendo dicha
instalación varios moldes (1) soportados de manera fija
sustancialmente en línea, caracterizada porque los moldes (1)
están dispuestos según cualquiera de las reivindicaciones 1 a
11.
14. Procedimiento para la fabricación, mediante
soplado o estirado-soplado de una preforma
calentada, de un recipiente (2) de material termoplástico, en
particular una poliolefina tal como polipropileno, provisto de una
empuñadura (4) integral con la ayuda de un molde (1) que comprende
por lo menos dos semimoldes (5)
- -
- móviles uno con respecto al otro,
- -
- que comprenden unas caras (8) respectivas de contacto mutuo que definen, en posición de cierre, un plano de junta (9),
- -
- que comprenden respectivamente dos huellas (10) que, unidas, definen una cavidad (11) de moldeo del cuerpo (3) y del escalonado del recipiente (2) final, y
- -
- que comprenden respectivamente dos alojamientos (12) que son sustancialmente perpendiculares a dichas caras (8) respectivas de contacto y alineados de forma sustancialmente mutua en la posición de cierre del molde (1) y que contienen dos elementos postizos (13) respectivos que forman unos pistones móviles neumáticamente entre
- \bullet
- una posición oculta en la que los dos elementos postizos (13) están introducidos por lo menos en su mayor parte en sus alojamientos (12) respectivos, y
- \bullet
- una posición saliente en la que los dos elementos postizos (13) son empujados en dirección uno de la otra pinzando dos zonas (A) determinadas de pared del cuerpo (3) del recipiente hasta poner en contacto una con otra dichas dos zonas (A) de pared del cuerpo (3) que son entonces soldadas térmicamente entre sí,
caracterizado
porque se constituye cada elemento postizo (13)
con dos pistones (14, 15) encajados uno en el otro de manera
telescópica, a saber, un pistón principal (14) o pistón de empuje
que presenta una cara frontal (16) de empuje situada centralmente
y, alojado en dicho pistón principal (14), un pistón secundario (15)
o pistón de soldadura dispuesto coaxialmente y que presenta una
cara (18) frontal que rodea dicha cara (16) frontal del pistón
principal según un contorno cerrado que coincide con la periferia
de dicha zona (A) de pared del cuerpo del recipiente,
porque están previstos unos medios de
calentamiento (25) para mantener por lo menos dicha cara frontal
(18) del pistón secundario (15) a la temperatura de
reblandecimiento del material termoplástico, y
porque los dos pistones principal y secundario
(14, 15) están dispuestos de tal manera que
- -
- en una primera fase de funcionamiento, se desplaza el pistón principal (14) desde su posición oculta hacia su posición saliente mientras que se mantiene el pistón secundario (15) oculto en dicho pistón principal, empujando la cara (16) frontal de dicho pistón principal dicha zona (A) determinada de la pared del cuerpo del recipiente, y
- -
- en una segunda fase de funcionamiento, se desplaza el pistón secundario (15) con respecto al pistón principal (14) desde su posición oculta hacia su posición saliente de manera que su cara (18) frontal caliente se apoye contra la periferia de dicha zona (A) de pared del cuerpo del recipiente para reblandecer su material, soldarla periféricamente con la zona de pared empujada por el pistón enfrentado y por lo menos premarcar el perímetro de esta zona (A) de pared.
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