ES2339973T3 - Unidades de moldeo por soplado y maquina de moldeo por soplado de paso varible. - Google Patents

Abstract

Conjunto que comprende unas unidades de moldeo de materiales polímeros, estando estas unidades dispuestas unas a continuación de las otras en una fila móvil, comprendiendo cada una de dichas unidades de moldeo un molde, comprendiendo este molde dos piezas móviles una con respecto a la otra alrededor de un eje de articulación (60), interviniendo el desplazamiento de estas dos piezas (30a, 30b) una con respecto a la otra cuando tiene lugar la apertura y el cierre del molde, caracterizado porque el conjunto comprende unos rodillos (40) que cooperan con una leva (50), estando cada uno de dichos rodillos (40) unido por unas bielas (90) a los dos ejes de articulación (60) de unidades de moldeo contiguas, siendo la trayectoria descrita por los rodillos (40) contra la leva (50) y la trayectoria descrita por los ejes de articulación (60) llevadas a aproximarse una a la otra sobre una carrera predeterminada de las unidades de moldeo, de manera que la distancia entre los ejes de articulación (60) de la unidades de moldeo contiguas aumenta en esta carrera.

Description

Unidades de moldeo por soplado y máquina de moldeo por soplado de paso variable.

La presente invención se refiere al campo técnico de las máquinas de moldeo, de soplado o de estirado por soplado.

En una máquina de soplado, el semielaborado de recipiente es una preforma previamente inyectada.

Es conocido fabricar unos recipientes, en particular unas botellas, en materiales termoplásticos tales como el polietilentereftalato (PET) mediante estirado por soplado de preformas dispuestas en el interior de un molde cuya cavidad de moldeo tiene la forma del recipiente a obtener.

Para ello, unas preformas que tienen la forma de un tubo cilíndrico cerrado por un extremo y cuyo otro extremo, abierto, constituye el gollete de la botella a obtener, son llevadas, en un puesto de acondicionamiento térmico, a una temperatura tal que puedan ser deformadas.

A continuación, las preformas calientes son transferidas a un molde constituido por dos semimoldes ensamblados donde son estiradas y sopladas, siendo el soplado realizado por medio de un fluido gaseoso a presión, en general
aire.

Las presiones utilizadas cuando tiene lugar el soplado alcanzan frecuentemente 40 bars. Resulta de ello que cuando tiene lugar la fabricación de una botella de un contenido de 1,5 litros que tiene una superficie proyectada de 250 cm^{2} aproximadamente, una fuerza del orden de 9.800 decanewtons tiende a separar los dos semimoldes unidos que constituyen el molde de soplado.

El documento FR 2 793 722, que representa el preámbulo de la reivindicación 1, del solicitante da a conocer un ejemplo de máquina de soplado de tipo de carrusel que comprende un mecanismo de cierre y de enclavamiento combinados de una unidad de moldeo denominada "en portafolio".

La figura 1 adjunta ilustra esquemáticamente esta técnica anterior.

Dos soportes de molde 1 están articulados a un chasis 2, solidario de un rotor arrastrado en rotación alrededor de un eje 3.

El rotor comprende varias unidades de moldeo idénticas repartidas angularmente alrededor del eje 3 de rotación.

En posición abierta, el molde está abierto radialmente hacia el exterior y el semielaborado de recipiente puede ser introducido entre los dos semimoldes o bien según el eje 4 del molde, o bien según una dirección orientada de forma sustancialmente radial desde el exterior hacia el interior.

La apertura de la unidad de moldeo se obtiene tirando de los soportes 1 radialmente hacia el interior del carrusel.

Para ello, la unidad de moldeo comprende una deslizadera 5 que desliza sobre el chasis 2 según una dirección radial entre una posición retrasada de apertura y una posición avanzada de cierre.

Cada unidad de moldeo está provista de dos bieletas 6. Cada bieleta 6 une en articulación un soporte 1 a la deslizadera 5.

En posición cerrada del los moldes, la orientación de las bieletas 6 es sustancialmente perpendicular al plano de junta de los dos semimoldes.

En posición cerrada de los moldes, la orientación de las bieletas 6 es sustancialmente perpendicular a la dirección radial de deslizamiento de la deslizadera 5.

La deslizadera 5 es desplazada entre sus posiciones avanzada y retrocedida por un dispositivo que combina por una parte un accionador 7 tal como un gato de doble efecto y por otra parte un dispositivo de leva 8 y con seguidor de leva 9.

El accionador 7 está orientado radialmente con respecto al rotor de la máquina. El pistón 10 del accionador 7 se encuentra siempre a la misma distancia del eje de rotación del rotor mientras que el cuerpo 11 del accionador 7 es susceptible de seguir los movimientos radiales de la deslizadera 5.

La deslizadera 5 soporta el rodillo 9 montado en rotación alrededor de un eje vertical y que coopera con la leva 8 fija dispuesta sobre una parte de la periferia del rotor.

La leva 8 está dispuesta radialmente en el exterior con respecto al rodillo 9. La misma presenta así un tramo central 12 circular cuyo eje está confundido con el del eje 3 del rotor y que presenta un radio R1.

A cada lado del rotor, está prevista un tramo de acoplamiento 13 y un tramo de desacoplamiento 14.

El tramo de acoplamiento 13 está situado antes del tramo central 12 sobre la trayectoria del rotor, por tanto la del rodillo 9.

El tramo de acoplamiento 13 permite llevar radialmente el rodillo 9 hacia el interior desde un radio R2, que es superior al radio R1 y que corresponde a la posición avanzada de cierre de la deslizadera 5, hasta el radio R1 que corresponde a la posición de apertura de la deslizadera 5.

En los párrafos siguientes de la descripción del estado de la técnica, el accionador 7 citado será un gato de doble efecto.

La leva 8 se extiende en total solamente sobre un sector de aproximadamente 90º alrededor del eje 3 de rotación del rotor.

Cuando la unidad de moldeo considerada no está frente a la leva 8, el gato 7 es alimentado con fluido de tal manera que la deslizadera 5 sea empujada hacia el exterior del carrusel, provocando el apriete de los dos semimoldes uno contra el otro.

Justo antes de que la unidad de soplado llegue frente a la leva 8, se alimentan las dos cámaras del gato 7 bajo la misma presión de fluido.

Así, cuando el rodillo 9 llega en contacto con el tramo de acoplamiento 13 de la leva 8, el esfuerzo ejercido por el gato 7 es suficientemente bajo para permitir que la leva 8 empuje hacia el interior del carrusel la deslizadera 5 sin que ello provoque una sacudida notable.

La compresión del aire contenido en la cámara externa del gato 7 debe ser tal que el gato continúe ejerciendo un cierto esfuerzo sobre la deslizadera 5, para aplicar el rodillo 9 sobre la leva 8 sin que rebote.

Cuando el rodillo 9 alcanza el tramo central 12 de la leva 8, la deslizadera 5 ha alcanzado su posición más retrasada y la unidad de moldeo está completamente abierta.

Cuando el rodillo 9 aborda el tramo de desacoplamiento 14 de la leva 8, el esfuerzo ejercido por el gato 7 debe ser mantenido suficiente para que la deslizadera 5 sea llevada de nuevo radialmente hacia el exterior y que el movimiento de cierre de la unidad de moldeo que de ello resulta se realice sin esfuerzo excesivo, de manera fluida.

Cuando el rodillo 9 ha sobrepasado el final del tramo de desacoplamiento 14, la unidad de moldeo se encuentra entonces en posición de cierre y entonces es posible alimentar sólo la cámara externa del gato 7 para evitar cualquier retroceso de este gato 7.

La máquina descrita en el documento FR 2 793 722 es completamente satisfactoria pero adolece sin embargo de algunos inconvenientes.

En primer lugar, los movimientos de la deslizadera 5 que condicionan la fuerza de apriete de los moldes, así como su apertura/cierre depende en particular de la presión de trabajo en el gato 7. Es delicado controlar las presiones en cada gato 7 en el curso de la rotación de las unidades de moldeo.

En segundo lugar, la configuración de la máquina presentada en el documento FR 2 793 722, no es compacta.

El documento FR 2 825 659 describe un carrusel de máquina de moldeo por inyección o por soplado tal como el representado en la figura 2.

Cada semimolde 1', 1'' está articulado por medio de una biela de unión 3a, 3b sobre una pieza 4a, 4b que está montada pivotante alrededor de un eje 5a, 5b.

Las piezas pivotantes 4a, 4b son movidas en rotación cada una por una biela de accionamiento 6a, 6b articulada por sus extremos respectivamente a dicha pieza 4a, 4b y a un carro de traslación.

Una traslación del carro provoca por medio de las bielas 6a, 6b, el pivotamiento de las piezas 4a, 4b y así el cierre o la apertura de los moldes por la acción de las bielas de unión 3a, 3b sobre los semimoldes 1', 1'', siendo los ejes de pivotamiento 20, 5a y 5b fijos con respecto al movimiento del carro 7.

Para accionar el carro, un vástago 21 de empuje y de tracción articulado, por una parte a dicho carro, y por otra parte, a una biela 22 que está montada de manera pivotante alrededor de un eje 23 y que está provista de un rodillo de eje 23. El rodillo está destinado a cooperar con una leva 24, para asegurar la apertura y el cierre de los moldes.

La estructura descrita en el documento FR 2 825 659 no es compacta.

El solicitante se ha preocupado por resolver los problemas mencionados previamente.

Con este fin, la invención se refiere, según un primer aspecto, a un conjunto que comprende unas unidades de moldeo de materiales polímeros.

Por unidad de moldeo, se designa tanto unas unidades para el moldeado por inyección, como unas unidades de soplado o de estirado por soplado.

Estas unidades están dispuestas unas a continuación de las otras en una fila móvil, por ejemplo en circuito sin fin, y en particular en una máquina de carrusel.

Cada una de dichas unidades de moldeo comprende por lo menos un molde, comprendiendo este molde dos piezas móviles una con respecto a la otra alrededor de un eje de articulación.

El desplazamiento de estas dos piezas de molde una con respecto a la otra interviene cuando tiene lugar la apertura y el cierre del molde.

El conjunto comprende unos rodillos que cooperan con una leva, estando cada uno de dichos rodillos unido por unas bielas a los dos ejes de articulación de unidades de moldeo contiguas.

La trayectoria descrita por los rodillos contra la leva y la trayectoria descrita por los ejes de articulación son llevadas a aproximase una a la otra sobre una carrera predeterminada de las unidades de moldeo, de manera que la distancia entre los ejes de articulación de las unidades de moldeo contiguas aumenta en esta carrera.

Se obtiene así un conjunto que comprende unas unidades de moldeo de paso variable.

Según diversas formas de realización, el conjunto presenta los caracteres siguientes, en caso necesario combinados.

Los rodillos siguen una trayectoria que tiene un radio de curvatura sustancialmente fijo, y son los ejes de articulación de los moldes los que siguen una trayectoria que se aproxima a la de los rodillos.

Los ejes de articulación siguen una trayectoria que tiene un radio de curvatura sustancialmente fijo, y son los rodillos los que siguen una trayectoria que se aproxima a la de los ejes de articulación.

Las dos piezas móviles de las unidades de moldeo son unos portamoldes, o forman cada una un semimolde, estando los dos semimoldes articulados uno al otro alrededor de dicho eje de articulación.

Cada portamolde o cada semimolde de una unidad de moldeo está unido por una biela o una articulación a un portamolde o un semimolde de una unidad de moldeo contigua.

La invención se refiere, según un segundo aspecto, a una máquina de moldeo, de soplado, o de estirado por soplado de recipientes de termoplásticos, en particular PET, PEN, comprendiendo esta máquina por lo menos un conjunto tal como el presentado anteriormente.

En una forma de realización particular, las unidades de moldeo son unas unidades de soplado montadas móviles en rotación alrededor de un eje de carrusel sustancialmente vertical, comprendiendo cada una de dichas unidades de soplado dos soportes de moldes sustancialmente idénticos, estando estos soportes montados articulados uno al otro alrededor de un eje de articulación sustancialmente vertical, cooperando los rodillos con una pista, estando cada uno de dichos rodillos unido por unas bielas a los dos ejes de articulación de unidades de moldeo contiguas, siendo la trayectoria descrita por los rodillos contra la pista y la trayectoria descrita por los ejes de articulación llevadas a aproximarse una a la otra en una carrera predeterminada de las unidades de moldeo, de manera que la distancia entre los ejes de articulación de las unidades de moldeo contiguas aumenta en esta carrera.

En una forma de realización, los rodillos siguen una trayectoria sustancialmente circular de radio R1 con respecto al eje del carrusel, siguiendo ejes de articulación una trayectoria sustancialmente circular de radio R3 con respecto al eje del carrusel.

Los rodillos o los ejes de articulación siguen, para un valor de carrera angular predeterminado del carrusel, una trayectoria de radio de curvatura R2 comprendido entre R1 y R3, siendo este radio de curvatura en particular fijo.

En una forma de realización particular, los radios de curvatura R1 y R2 están definidos por un camino de levas provisto de un plano de simetría sustancialmente vertical.

Otros objetivos y ventajas de la invención se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la descripción siguiente de modos de realización, descripción que será efectuada haciendo referencia a los planos adjuntos, en los que:

- las figuras 1 y 2 son unas vistas de máquinas propuestas en la técnica anterior;

- la figura 3 es un esquema de principio de una máquina según la invención, provista de medios de separación de los moldes y de apertura/cierre asimétricos de los moldes;

- la figura 4 es una vista del detalle de una variante de realización.

Los soportes de molde 30a, 30b están esquematizados en la figura 3. Estos soportes de molde están destinados cada uno a soportar un semimolde (no representado).

En el modo de realización de la figura 3, los soportes de molde presentan sustancialmente la forma de un semitubo de manera que reciban unos moldes semicilíndricos.

Para cada unidad de molde, los dos soportes 30a, 30b están articulados entre una posición cerrada, y unas posiciones de apertura.

En posición cerrada, los soportes 30a, 30b definen un espacio interno sustancialmente cilíndrico de tal manera que los semimoldes que soportan estén apoyados uno contra otro por sus caras de plano de junta respectivas.

Cada unidad de moldeo (o de soplado, de estirado por soplado) está unida a un rodillo 40 o patín de guiado.

El rodillo 40 coopera con un camino de levas 50, o un raíl de guiado curvo.

Para cada unidad de moldeo, los soportes 30a, 30b o portamoldes están articulados entre sí, alrededor de un eje 60.

Cuando tiene lugar la rotación de unidades de moldeo alrededor del eje 70 del carrusel, los ejes 60 de articulación de los portamoldes 30a, 30b tienen una carrera sustancialmente circular de radio R3 alrededor del eje central 70 del carrusel.

Cada soporte 30a, 30b de una primera unidad dada de moldeo está unido por una biela articulada 80 al soporte más próximo de una segunda unidad de moldeo contigua.

En una forma de realización, las bielas 80 están reemplazadas por unos ejes de articulación que unen los soportes inmediatamente próximos de las unidades de moldeo contiguas.

Cada eje de articulación 60 de los soportes 30a, 30b está unido a dos rodillos 40 o patines de guiado, por unas bielas 90.

Cuando los rodillos 40 o patines de guiado circulan contra una primera parte en arco de circulo de radio R1 del camino de levas 50, las unidades de moldeo están cerradas y equidistantes con un paso predeterminado.

Cuando los rodillos 40 encuentran el tramo de acoplamiento 100, siendo la posición radial del eje de articulación 60 sobre el radio R1 fija, y siendo las bielas 90 rígidas, las unidades de moldeo se separan unas de otras.

Se obtiene así una variación del paso entre unidades de moldeo.

Siguiendo los ejes de articulación 60 de los soportes 30a, 30b una carrera circular de radio R1 y estando los soportes 30a, 30b contiguos unidos por unas bielas rígidas 80, la separación de las unidades de moldeo se obtiene simultáneamente con una separación de los soportes 30a, 30b que permite la apertura de los moldes.

Tal como aparece en la figura 3, la apertura de los moldes es asimétrica. En efecto, mientras que uno de los soportes de un molde que entra en la zona de apertura 110 está aún retenido por una primera biela 80 a un molde no abierto, el otro soporte está unido por una segunda biela 80 a un molde abierto 120.

Esta apertura asimétrica es ventajosa.

En los dispositivos de carrusel de soplado utilizados actualmente, los dos semimoldes se abren de forma sustancialmente simétrica a ambos lados del plano de junta, siendo estos planos de junta sustancialmente radiales.

En estos dispositivos conocidos, los medios de introducción de semielaborados y los medios de extracción de botellas están dispuestos en forma de ruedas de transferencia rotativas provistas de pinzas de asido soportadas por unos brazos aproximadamente radiales. Cada pinza debe acompañar el molde en una porción de su trayectoria rotativa, con como complemento:

-

un movimiento con componente radial para penetrar en el molde;

-

un movimiento con componente radial para salir del molde;

debiendo estos desplazamientos de pinzas ser efectuados sin interferencia física con los bordes de los semimoldes, del semielaborado y del recipiente.

Resulta de ello una disposición relativamente compleja de los medios de introducción y de los medios de extracción.

Para la utilización de una estructura tal como la representada en la figura 3, es posible obtener una apertura asimétrica de los moldes. Para una máquina de soplado, es posible así reducir los tiempos de introducción del semielaborado y de liberación de las botellas.

La estructura presentada en la figura 3 permite además el empleo de medios de asido de estructura simplificada, tal como la representada por ejemplo en el documento FR 2 881 678 del solicitante.

Este documento FR 2 881 678 ha sido presentado el 8 de febrero de 2005. Desde entonces, este documento no ha sido publicado hasta el día de presentación de la presente solicitud de patente francesa. La realización de moldes con apertura asimétrica ha sido descrita en el documento FR 2 881 678 del 8 de febrero también.

En la variante de realización de la figura 4, las unidades portamoldes o soportes 30a, 30b están siempre unidos entre sí por unas bielas 80.

Los ejes de articulación 60 ya no siguen una carrera circular fija, sino un camino de levas análogo al referenciado 50 en la figura 3. Los rodillos 40 siguen entonces un trayecto circular de radio R1 fijo.

La invención ofrece numerosas ventajas.

Algunas de estas ventajas están indicadas a continuación, no ilustrando su orden de enumeración necesariamente su importancia relativa, que puede variar en función de las aplicaciones previstas para la máquina.

En primer lugar, la compacidad de la máquina está aumentada. Las unidades de moldeo sólo están separadas entre sí en las zonas en las que esta separación es útil, es decir las zonas de apertura y de cierre de los moldes.

En segundo lugar, siendo la apertura de los moldes asimétrica, la separación de los moldes en las zonas de apertura y de cierre es menos importante que en las máquinas convencionales con ángulo de apertura agudo o de apertura simétrica de los moldes.

En tercer lugar, siendo la apertura de los moldes asimétrica, es posible emplear unos medios de asido de semielaborado y de botellas que tienen una estructura más simple, y unas velocidades de trabajo más importantes.

En cuarto lugar, los moldes pueden ser desmontados independientemente unos de otros, para mantenimiento.

En quinto lugar, se pueden evitar los medios de enclavamiento convencionales de los moldes, en particular cuando la presión interna en los moldes no es muy elevada. Como esta fase de enclavamiento corresponde a una carrera angular del carrusel, da como resultado una mayor productividad.

Claims (13)

1. Conjunto que comprende unas unidades de moldeo de materiales polímeros, estando estas unidades dispuestas unas a continuación de las otras en una fila móvil, comprendiendo cada una de dichas unidades de moldeo un molde, comprendiendo este molde dos piezas móviles una con respecto a la otra alrededor de un eje de articulación (60), interviniendo el desplazamiento de estas dos piezas (30a, 30b) una con respecto a la otra cuando tiene lugar la apertura y el cierre del molde, caracterizado porque el conjunto comprende unos rodillos (40) que cooperan con una leva (50), estando cada uno de dichos rodillos (40) unido por unas bielas (90) a los dos ejes de articulación (60) de unidades de moldeo contiguas, siendo la trayectoria descrita por los rodillos (40) contra la leva (50) y la trayectoria descrita por los ejes de articulación (60) llevadas a aproximarse una a la otra sobre una carrera predeterminada de las unidades de moldeo, de manera que la distancia entre los ejes de articulación (60) de la unidades de moldeo contiguas aumenta en esta carrera.

2. Conjunto según la reivindicación 1, caracterizado porque los rodillos (40) siguen una trayectoria que presenta un radio de curvatura sustancialmente fijo.

3. Conjunto según la reivindicación 1, caracterizado porque los ejes de articulación (60) siguen una trayectoria que presenta un radio de curvatura sustancialmente fijo.

4. Conjunto según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las unidades de moldeo forman parte de un carrusel.

5. Conjunto según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las dos piezas móviles de las unidades de moldeo son unos portamoldes.

6. Conjunto según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las dos piezas móviles de las unidades de moldeo comprenden cada una un semimolde, estando los dos semimoldes articulados uno al otro alrededor de dicho eje de articulación (60).

7. Conjunto según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque cada portamolde o cada semimolde de una unidad de moldeo está unido por una biela o una articulación a un portamolde o un semimolde de una unidad de moldeo contigua.

8. Máquina de moldeo, de soplado, o de estirado por soplado de recipientes de termoplásticos, en particular PET, comprendiendo esta máquina por lo menos un conjunto tal como el presentado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.

9. Máquina según la reivindicación 8, caracterizada porque las unidades de moldeo son unas unidades de soplado montadas móviles en rotación alrededor de un eje (70) de carrusel sustancialmente vertical, comprendiendo cada una de dichas unidades de soplado dos soportes de moldes (30a, 30b) sustancialmente idénticos, estando estos soportes montados articulados uno al otro alrededor de un eje de articulación (60) sustancialmente vertical, cooperando los rodillos (40) con una pista (50), estando cada uno de dichos rodillos (40) unido por unas bielas (90) a los dos ejes de articulación (60) de unidades de moldeo contiguas, siendo la trayectoria descrita por los rodillos (40) contra la pista (50) y la trayectoria descrita por los ejes de articulación (60) llevadas a aproximarse una a la otra sobre una carrera predeterminada de las unidades de moldeo, de manera que la distancia entre los ejes de articulación (60) de las unidades de moldeo contiguas aumenta en esta carrera.

10. Máquina según la reivindicación 9, caracterizada porque los rodillos (40) siguen una trayectoria sustancialmente circular de radio R1 con respecto al eje (70) del carrusel.

11. Máquina según la reivindicación 9, caracterizada porque los ejes de articulación (60) siguen una trayectoria sustancialmente circular de radio R3 con respecto al eje (70) del carrusel.

12. Máquina según la reivindicación 11, caracterizada porque los rodillos (40) o los ejes de articulación (60) siguen, para un valor de carrera angular predeterminado del carrusel, una trayectoria de radio de curvatura R2 comprendido entre R1 y R3.

13. Máquina según la reivindicación 12, caracterizada porque los radios de curvatura R1 y R2 están definidos por un camino de levas (50) provisto de un plano de simetría sustancialmente vertical.