ES2848056T3 - Máquina mejorada para la producción de contenedores y método de chequeo - Google Patents

Abstract

Máquina (18) para la producción de botellas (80) por medio de moldeo por soplado y estiramiento de preformas, que comprende una secuencia de estaciones de procesamiento que comienza con una estación (181) para recibir al menos una preforma para la inserción de la misma en un molde (188) y termina con una estación para liberar la correspondiente botella producida, donde unos medios de agarre son móviles entre las estaciones para agarrar la al menos una preforma en la estación de recepción y transportarla entre las estaciones de procesamiento para convertirla en la botella por medio de moldeo por soplado y estiramiento hasta la estación de liberación, que comprende, después de las estaciones de procesamiento y antes de la salida de la máquina, una estación (20) de chequeo en la que están presentes los siguientes elementos: - medios (23) de agarre para retener la botella por su cuello; - una sonda (24) de testeo con medios adecuados para sellar la boca (82) de la botella; - medios (26) de presión para introducir en la botella (80) un fluido a presión a través de la sonda de testeo; - medios (42) de medida para medir al menos un parámetro significativo del fluido a presión suministrado a la botella (80); - un circuito (44) de control diseñado para: - recibir la medida del al menos un parámetro de los medios (42) de medida; - comparar esta medida con un valor de referencia predeterminado; y - señalizar cualquier anomalía resultante de la comparación e indicar una pérdida de estanqueidad de la botella; donde los medios (23) de agarre de la estación (20) de chequeo son los medios de agarre que agarran el cuello (82) durante el procesamiento de la botella (80) entre estaciones y que se mueven entre las estaciones por medio de un carrusel (187) desde la estación de recepción a la estación de liberación, caracterizada por que: en la estación de liberación hay un sistema (21) de descarga y rechazo que está operado por el circuito de control para expulsar las botellas bien a una línea (185) de salida o a una zona (31) de rechazo.

Description

DESCRIPCIÓN

Máquina mejorada para la producción de contenedores y método de chequeo

Descripción

La presente invención se refiere a una máquina mejorada para el moldeo por soplado de materiales termoplásticos, en particular a una máquina de moldeo para el moldeo por soplado y estiramiento o para el moldeo por soplado y estiramiento por inyección, pensado para la producción de contenedores hechos de material termoplástico. En los documentos de patente GB1237344A y WO01/02158A1 se describen máquinas y métodos representativos de los antecedentes de la tecnología.

Las máquinas y método asociado para la producción de contenedores hechos de material termoplástico, tales como viales, frascos y botellas de diferentes tamaños, son bien conocidas. En adelante tales contenedores se denominarán, sin distinción, mediante el término “botella” para una descripción más sencilla, sin que se pretenda que ello tenga ningún significado limitante de ningún modo. Este término se interpretará básicamente como referente a un contenedor con una boca similar a un cuello, como quedará más claro más adelante.

Estos contenedores pueden estar hechos utilizando uno o más materiales termoplásticos. Algunos de estos materiales incluyen tereftalato de polietileno (PET), también de naturaleza reciclada, polipropileno (PP), policarbonato (PC), ácido poliláctico (PLA), naftalato de polietileno (PEN) y poliestireno (PS). También pueden usarse otros materiales plásticos conocidos en su uso para la producción de contenedores por medio de moldeo por soplado y estiramiento. En adelante, se hará referencia general a los materiales que pueden utilizarse denominándolos, sin distinción, mediante el término “material plástico” para una descripción más sencilla, sin que se pretenda que ello tenga ningún significado limitante de ningún modo.

De una manera conocida per se, el método para la producción de un tipo determinado de botella implica la preparación de una preforma especial de material plástico adecuado. La preforma, que normalmente se hace por medio de inyección, comprende un cuello y un cuerpo hueco. La boca de la preforma, que está formada mediante la sección final del contenedor cerca de la abertura en su forma final y, por ejemplo, comprende los medios para el acoplamiento con el cierre o tapón (por ejemplo, una rosca para el roscado del tapón). En lugar de ello, el cuerpo hueco es mucho más pequeño que la botella terminada, aunque comprende todo el material plástico necesario para su producción, distribuido en paredes de un grosor relativamente grande. Durante la preparación de la preforma, por tanto, se define la cantidad de material utilizado para la botella, así como el tipo de material en términos de composición, etc.

La boca es la parte más fuerte de la botella, ya que debe soportar las fuerzas resultantes del acoplamiento con el cierre o tapón, independientemente de la forma que éste pueda tener. Por este motivo, y debido a que la boca mantiene la misma forma desde el principio hasta el final de la producción, durante todas las etapas del proceso que se lleva a cabo en la máquina para fabricar la botella a partir de la preforma, la preforma se agarra y se maneja a través de la boca.

La máquina de producción de botellas puede recibir la preforma desde el exterior y por tanto solo las operaciones de moldeo por soplado y estiramiento se llevan a cabo en la máquina, o la máquina puede comprender estaciones iniciales para fabricar también la preforma a partir de material plástico (por ejemplo, a partir de gránulos de material plástico) y por tanto la máquina lleva a cabo las operaciones de moldeo por soplado y estiramiento por inyección.

Aunque el método de producción de moldeo por soplado y estiramiento (que también incluye opcionalmente la operación de inyección inicial) está bien establecido y es generalmente conocido, no carece de inconvenientes.

De hecho, el método de producción descrito anteriormente no asegura una producción completamente libre de defectos de fuga. Existes varios factores que pueden dar como resultado un defecto de fuga en la botella terminada: defectos presentes en las preformas debido a problemas que se presentan durante la inyección, posibles defectos locales en el material, diferentes temperaturas locales del material durante el moldeo por soplado, etc.

Los defectos de fuga normalmente se deben a orificios u orificios microscópicos que se forman en la pared de la botella durante las operaciones de moldeo por soplado y estiramiento y que, si no se detectan, dan como resultado la fuga del producto que solo es evidente después del llenado final de la botella. Como se puede imaginar fácilmente, las fugas de producto en la línea de llenado pueden crear importantes problemas en esta línea, en particular si el producto es un líquido que tiene características agresivas, mancha, o similares.

Por tanto, sería preferible chequear todas las botellas antes de su llenado para descubrir cualquier problema de falta de estanqueidad.

Por ejemplo, si las botellas se van a vender a un cliente que llevará a cabo el proceso de llenado, obviamente sería preferible que las botellas que se fabriquen se comprueben antes de ser envasadas y enviadas al cliente que las llenará.

Se han propuesto varios sistemas de chequeo en la técnica anterior para testear la estanqueidad de las botellas fabricadas.

Un primer método para interceptar y eliminar las botellas defectuosas consiste en un chequeo visual llevada a cabo por el operador. Este método no está libre de defectos.

Un primer defecto de este método de inspección manual es el coste de la mano de obra implicada. De hecho, se necesita la presencia de al menos un operador dedicado a llevar a cabo exclusivamente esta tarea durante la totalidad de la producción. Para conseguir una elevada capacidad de producción, pueden ser necesarios varios operarios trabajando simultáneamente.

Además, este tipo de inspección manual, independientemente del cuidado con que se lleve a cabo, no puede garantizar la eliminación de todas las botellas defectuosas. La eficiencia de este método depende de hecho en gran medida de la habilidad y capacidad de atención del operador individual, siendo estos factores que solo pueden determinarse parcialmente con antelación. Además, existen defectos que son literalmente invisibles debido a las dimensiones extremadamente pequeñas y/o la forma específica del defecto.

De acuerdo con un segundo método de inspección conocido, se instala una estación de chequeo especial aguas debajo de la máquina de producción, por ejemplo a lo largo de una línea de salida para transportar las botellas fuera de la máquina. En general, dicha estación de chequeo tiene un área de parada donde cada botella individual se detiene de manera que se pueda chequear. Un actuador hace descender un tapón de chequeo de manera que se apoya sobre la boca de la botella. La forma específica del tapón y la presión aplicada por el actuador aseguran la estanqueidad. Por medio de este tapón de chequeo se introduce aire a presión en el interior de la botella, mientras un circuito de control comprueba el volumen y/o presión del aire introducido. Si el volumen de aire introducido supera un valor predeterminado y/o si la presión del aire introducido no consigue superar un valor predeterminado, se asume que hay un defecto en la botella. El circuito de control por tanto señaliza el defecto y la botella se elimina de la línea de salida. Este método de inspección tampoco está libre de defectos.

Un primer defecto de este método de inspección automático es la relativa lentitud. La estación descrita anteriormente puede requerir más tiempo para el chequeo de cada botella individual que el de la máquina aguas arriba para fabricarlo. Este inconveniente obviamente podría ser superado multiplicando el número de áreas de trabajo dentro de la estación de chequeo de manera que puedan chequearse varias botellas con una única operación. Esta solución, sin embargo, da como resultado un aumento en la complejidad y los costes de la estación de chequeo.

Un segundo y más serio defecto de este método de inspección automático se describe a continuación. Como se ha mencionado inicialmente, la única línea de producción puede fabricar viales, frascos y botellas de varias formas y tamaños. La única parte que está sujeta a estandarización es la boca, para la que se han definido varios estándares. Por otro lado, la forma, altura, anchura y rigidez de las botellas puede variar enormemente de un lote de producción al siguiente. Como un experto en la materia podrá comprender fácilmente, el ajuste de la estación de chequeo debe llevarse a cabo dependiendo de la forma específica de las botellas en cada lote de producción individual. Por ejemplo: la altura de la botella en la línea de salida determina cuánto debe el actuador hacer descender el tapón de chequeo; la rigidez global de la botella determina la máxima presión que el actuador puede aplicar al tapón de chequeo, etc. La variabilidad de estos parámetros por tanto implica una larga operación para el ajuste y calibración de la estación de chequeo. Además, el movimiento hacia abajo del tapón puede fácilmente hacer que la botella se caiga, en particular cuando la botella es muy estrecha y alta y/o si no se ha posicionado de manera estable en el área de trabajo asociada.

Si una botella cae, la línea debe detenerse inmediatamente y un operador debe intervenir para reubicar la botella en la posición correcta.

Además, puede ocurrir que el defecto de falta de estanqueidad se deba a un orificio situado en la parte inferior de la botella. Como las botellas que llegan al sistema de chequeo se desplazan a lo largo de una cinta transportadora sobre la que deben necesariamente disponerse, el empuje hacia abajo producido sobre el cuello producido por el dispositivo de chequeo puede provocar un cierre temporal del orificio, de manera que la botella pasa el test con éxito incluso aunque sea defectuosa.

Además, algunas botellas pueden fácilmente ceder bajo el empuje vertical del sistema de chequeo, siendo así deformadas de manera permanente, d de modo que una botella que no es defectuosa desde el punto de vista de la estanqueidad en este caso se convierte en defectuosa en términos visuales y este defecto puede no ser apreciado hasta después del llenado, haciendo que el producto final sea aceptable para el comprador.

Para resolver o al menos parcialmente superar estos problemas, el sistema de chequeo debe operar incluso más lentamente, aumentando por otro lado los problemas debidos a la lentitud del sistema de chequeo.

Sin embargo, el test se lleva a cabo aguas abajo de la producción, puede darse un problema de trazabilidad, concretamente un problema relacionado con la incapacidad de identificar la máquina de producción en la que se produjo el defecto. De hecho, en el caso de elevadas capacidades de producción, generalmente hay varias máquinas presentes que producen el mismo tipo de botella, y las botellas salidas de las varias máquinas se transportan en un único sistema de transporte de modo que pueden agruparse y envasarse. Si el defecto se debe a un mal funcionamiento de una máquina de producción específica, puede requerirse un tiempo relativamente largo para trazar esta máquina y sacarla de servicio para su reparación.

Además, si los defectos se detectan después de la etapa de producción y si estos defectos están provocados por el mal funcionamiento de una máquina de producción específica, puede pasar que el defecto solo se detecte después de que la máquina haya producido un gran número de botellas defectuosas.

El objeto general de la presente invención es por tanto superar al menos parcialmente los inconvenientes mencionados anteriormente con relación a la técnica anterior.

En particular, una tarea de la presente invención es proporcionar una estación de trabajo y un método de inspección que puedan superar los inconvenientes de la técnica anterior.

Además, una tarea de la presente invención es proporcionar una estación de trabajo y un método de chequeo que sean compatibles con las máquinas y plantas de moldeo por soplado existentes para no alterar el funcionamiento de las mismas.

Finalmente, una tarea de la presente invención es proporcionar una máquina y planta de moldeo por soplado que permita un chequeo eficiente de los defectos en los productos terminados.

En vista de estos objetos y tareas la idea que se ha producido es proporcionar, de acuerdo con la invención, una máquina para la producción de botellas por medio de moldeo por soplado y estiramiento de preformas, que comprende una secuencia de estaciones de procesamiento que comienzan con una estación para recibir al menos una preforma para la inserción de la misma en un molde y terminando con una estación para liberar la correspondiente botellas producida, medios de agarre móviles entre las estaciones para agarrar la al menos una preforma en la estación de recepción y transportarla entre las estaciones de procesamiento para convertirla en la botella por medio de moldeo por soplado y estiramiento y, en cuanto a la estación de liberación, caracterizada por que comprende, después de las estaciones de procesamiento y antes de la salida de la máquina, una estación de chequeo en la que los siguientes están presentes: medios de agarre para sujetar la botella por su cuello; una sonda de chequeo con medios diseñados para sellar la boca de la botella; medios de presión para introducir en la botella un fluido a presión a través de la sonda de chequeo; medios de medida diseñados para medir al menos un parámetro significativo del fluido a presión suministrado a la botella; un circuito de control diseñado para recibir la medida del al menos un parámetro de los medios de medida, comparar este resultado con un valor de referencia predeterminado y señalizar cualquier anormalidad que surja de la comparación e indicar una pérdida de estanqueidad de la botella.

Todavía de acuerdo con los principios de la invención, la idea que se ha producido es proporcionar un método automático para chequear botellas en una máquina para la producción de preformas por medio de moldeo por soplado y estiramiento, que comprende, después de la formación de la botella y antes de la salida de las botellas de la máquina, los siguientes pasos de chequeo: agarrar la boca de la botella; sellar la boca; introducir un fluido a presión dentro de la botella; medir al menos un parámetro significativo del fluido a presión suministrado a la botella; comparar esta medida con un valor de referencia predeterminado; y señalizar automáticamente cualquier discrepancia que surja de la comparación.

Los elementos característicos de la máquina y el método de acuerdo con la invención se definen en las reivindicaciones independientes.

Los elementos característicos y otras ventajas de la invención emergerán de la descripción, en adelante, de un número de ejemplos de realización que se proporcionan a modo de ejemplo no limitante con referencia a los dibujos adjuntos. En los dibujos:

La Fig. 1 muestra una vista en planta esquemática de un ejemplo de una máquina de moldeo posible diseñada de acuerdo con la invención.

La Fig. 2 muestra un alzado lateral esquemático de la máquina de acuerdo con la Fig. 1.

Las Figs. 3 y 4 muestran de forma esquemática vistas esquemáticas parcial y parcialmente seccionadas de una posible realización de una estación de chequeo de acuerdo con la invención, en una posición de reposo y una posición de chequeo respectivamente.

La Fig. 5 muestra una vista esquemática en planta de la estación de chequeo de acuerdo con la Fig. 3.

La Fig. 6 muestra una vista lateral esquemática de la estación de chequeo de acuerdo con la Fig. 3.

La Fig. 7 muestra una vista esquemática a mayor escala y parcialmente seccionada de una sonda de test de la estación de chequeo.

Las Figs. 8 y 9 muestran vistas esquemáticas parcialmente seccionadas de un extremo de testeo de la sonda de acuerdo con la Fig. 1, en dos estados diferentes.

La Fig. 10 muestra una vista esquemática a mayor escala y parcialmente seccionada de una posible variación de la realización de la sonda de testeo.

Haciendo referencia a las figuras, la Fig. 1 muestra de manera esquemática una máquina de moldeo por soplado y estiramiento o de moldeo por soplado y estiramiento por inyección, denotada generalmente por 18, que comprende la solución de acuerdo con la presente invención.

La tecnología de moldeo por soplado y estiramiento o de moldeo por soplado y estiramiento por inyección y las estaciones en las que una máquina implementa dicha tecnología son sustancialmente conocidas y pueden imaginarse fácilmente por parte de un experto medio en la materia, y por ello no se describirán ni ilustrarán con detalle aquí.

La máquina 18 de moldeo por soplado normalmente comprende una pluralidad de moldes 188 conocidos que se mueven entre una pluralidad de estaciones de procesamiento adecuadas conocidas.

La máquina 18 recibe en su entrada las preformas o el material plástico a partir del cual se obtienen las preformas y, a su vez, libera las botellas acabadas. En el primer caso, las preformas pueden ser suministradas por una línea 180 de suministro especial conocida que transporta preformas que ya se han producido con anterioridad o, en el segundo caso, las preformas pueden fabricarse según y cuando sean necesarias, por ejemplo en una estación 186 de moldeo por inyección conocida per se.

Más adelante, por motivos de simplicidad, el molde de la máquina 18 se considera un molde de cinco cavidades. Obviamente el molde puede contener un número diferente de cavidades, tales como para recibir o producir simultáneamente un número diferente de preformas y liberar un número correspondiente de botellas 80 terminadas.

Como es fácilmente imaginable para una persona experta en la materia, el número de estaciones puede ser diferente dependiendo de la operación de procesamiento específica. Más adelante, se hará referencia por motivos de conveniencia a una máquina de cuatro estaciones.

El sistema para transportar botellas que se están formando dentro de la máquina comprende, como es conocido, un sistema para agarrar el cuello 81 de la botella empezando por la preforma, de modo que este cuello (dotado generalmente, por ejemplo, de una rosca u otro sistema para el acoplamiento del futuro tapón de la botella) permanece agarrado por este sistema de agarre a lo largo de todo el camino de desplazamiento hasta la estación de descarga de la botella, donde el sistema de agarre se abre para liberar la botella formada.

En una primera estación o estación 181 de recepción, todas las preformas de un conjunto de preformas que entran desde la línea de suministro o desde la estación de moldeo de preforma son agarradas por el sistema de agarre, que las retiene por sus cuellos 81. El sistema para agarrar el cuello 81 por tanto se desplaza en sincronismo con las operaciones de moldeo dentro de la máquina entra una estación y otra. El conjunto de preformas se inserta entonces en un molde dentro de la máquina. El molde, formado por una o más partes huecas, define la forma final de la botella. Aquí el término “molde” define obviamente también cualquier molde múltiple, concretamente por ejemplo un molde con varios asientos, cada uno para formar una botella, o también partes de molde separadas, cada una con un asiento para formar una botella y desplazarse juntas entre las estaciones de la máquina.

En una estación de procesamiento o estación 182 de calentamiento, las preformas se calientan hasta una temperatura a la que el material plástico utilizado (por ejemplo, PET) se reblandece y se hace fácilmente trabajable. Esta temperatura puede ser fácilmente determinada por la persona experta en la materia a partir de la literatura técnica o por medio de tests específicos.

En otra estación de procesamiento sucesiva o estación 183 de moldeo por soplado y estiramiento, se sopla un fluido (típicamente aire) a alta presión a través de la boca 82 del cuello 81 de cada preforma para estirar las paredes de la preforma hasta que se adhieren al molde. La botella se conforma así con su forma definitiva.

Finalmente, se abre el molde y, en una estación 184 de enfriamiento o final, el enfriamiento de las botellas del conjunto comienza con las botellas siendo retenidas por su cuello en el sistema de agarre. El enfriamiento provoca que el material se enfríe además con la forma que se le ha dado.

Al final de estos pasos de procesamiento, se termina la botella y se libera por la máquina sobre la línea 185 de salida que transporta las botellas terminadas hasta las siguientes estaciones de procesamiento y/o transporte.

De acuerdo con una realización particularmente ventajosa, las estaciones se disponen (por ejemplo, con una forma cuadrada) a lo largo del camino de desplazamiento de un carrusel circular 187 que rota desplazando una serie de moldes (por ejemplo, consistentes en un número igual que el número de estaciones) desde una estación a la siguiente estación. De este modo, normalmente todas las estaciones son ocupadas simultáneamente por un molde de la serie y los moldes se mueven todos simultáneamente paso a paso entre una estación y la siguiente.

El tiempo de ciclo está determinado por la duración de los pasos del proceso. De hecho, cada molde permanece en cada estación durante el tiempo necesario para llevar a cabo las operaciones de procesamiento más largas que se llevan a cabo simultáneamente. Una vez ha pasado a través de todas las estaciones, el molde vacío se lleva de vuelta a la primera estación y el ciclo de producción comienza de nuevo. Como comprenderá perfectamente la persona experta en la materia, la última estación 184 es también una estación de descarga donde en la técnica anterior no se lleva a cabo sustancialmente ningún procesamiento, pero la botella solo se enfría y se extrae de modo que pueda ser transportada lejos de la máquina. Esta estación por tanto normalmente es también una estación para la descarga o liberación de botellas.

En la máquina que aplica los principios de la presente invención hay una estación, dispuesta en el final de la secuencia de estaciones de procesamiento, que tiene la función de chequear la estanqueidad de las botellas. Preferiblemente, esta estación de chequeo está formada directamente en la estación de salida o descarga 184.

En la estación de chequeo hay una unidad para chequear las botellas, que se indica generalmente mediante 20, y preferiblemente una estación 21 de descarga y rechazo (en la Fig. 2, el sistema de descarga se ha omitido para una mayor claridad).

Las Figs. 3 y 4 muestran con mayor detalle la unidad 21 de chequeo. Estas figuras también muestran la parte principal del sistema de agarre (indicado generalmente con 22) que, por medio de unas mandíbulas 23 conformadas, retiene el cuello de cada botella 80 comenzando por la primera estación (donde la botella es todavía una preforma) hasta que se ha alcanzado la última estación. Esta parte del sistema de agarre está ventajosamente formado como dos secciones paralelas que (como se muestra esquemáticamente en la posición cerrada en la Fig. 5 y en la posición abierta en la Fig. 6) se mueven para agarrar o liberar al mismo tiempo el cuello de todas las botellas del conjunto. Unos medios de apertura y cierre (no mostrados, por ejemplo cilindros neumáticos) controlan estos movimientos.

Como se puede apreciar claramente a partir de la sección transversal de la Fig. 3, las mandíbulas 23 conformadas pueden ser extraíbles o reemplazables para adaptar rápidamente la máquina a una forma y/o tamaño diferente del cuello.

El sistema 22 de agarre puede montarse ventajosamente en el carrusel que lo desplaza entre las estaciones conjuntamente con los moldes.

La unidad 20 de chequeo comprende una sonda 24 de testeo para cada botella en el conjunto de botellas agarradas en el sistema 22 de agarre móvil entre las estaciones. Las sondas de testeo son desplazables de manera controlada desde una operación no operativa (elevada en la Fig. 3) y una posición operativa (descendida en la Fig. 4, donde por mayor claridad se han omitido algunas de las mandíbulas 23). En la posición operativa, las sondas se acoplan de manera sellada con la boca del cuello de las botellas que son retenidas por el sistema 22 de agarre. El movimiento entre las dos posiciones se obtiene por ejemplo mediante un pistón 25 que controla el movimiento de un bastidor 26 que porta todas las sondas 24 de testeo.

La Fig. 6 muestra esquemáticamente con mayor detalle también el sistema 21 de descarga y rechazo. Este sistema comprende ventajosamente un dispositivo 27 de recogida (ventajosamente de tipo ventosa) que es móvil entre una primera posición (mostrada en línea continua en la Fig. 6) para coger las botellas en el sistema de agarre, antes de su apertura, y una segunda posición (mostrada en línea discontinua en la Fig. 6) para depositar las botellas en un transportador de la línea 185 de salida.

Para poder mover el dispositivo 27 de recogida entre las dos posiciones puede ser ventajoso tener un primer actuador 28 y un segundo actuador 29. El primer actuador mueve horizontalmente los extremos 30 de agarre del dispositivo de recogida entre la posición contra las botellas en el sistema 22 de agarre y la vertical sobre la línea 185 de salida. El segundo actuador (por ejemplo, en forma de carro), en lugar de ello, se mueve verticalmente para mover los extremos de agarre del dispositivo de recogida entre el nivel para coger las botellas en el sistema 22 de agarre y el nivel para descargar las botellas en la línea 185 de salida.

También está presente una tercera posición 31 para rechazar las botellas, preferiblemente situada debajo o cerca de la vertical de la zona para coger las botellas mediante el dispositivo de recogida. En la posición de rechazo, puede ventajosamente disponerse un contenedor que recibe las botellas rechazadas.

La unidad de chequeo y el sistema de descarga y rechazo pueden operarse ventajosamente por medio de un sistema 32 de control (estructura conocida per se, por ejemplo consistente en una unidad de microcontrolador apropiada y adecuadamente programada) que también puede recibir señales 33 de un sistema de control de máquina general (no mostrado) conocido per se para sincronizar su operación con los movimientos y el proceso de moldeo llevado a cabo por la máquina. Alternativamente, el sistema 32 de control también puede estar integrado en el sistema de control general de la máquina, ya que este punto puede imaginarse fácilmente por una persona experta en la materia.

La Fig. 7 muestra con mayor detalle una posible realización ventajosa de la sonda 24 de testeo.

La sonda 24 de testeo comprende un extremo 34 libre que está dotado de al menos una boquilla 35 para emitir un fluido de testeo (normalmente aire) y un elemento de sellado o tapa 36 adecuado para sellar la boca 82 de una botella.

Una tubería 37 transmite, cuando está en operación, el fluido de testeo a la boquilla 35.

El elemento 36 de sellado está ventajosamente en la forma de un cuerpo o anillo radialmente expansible para formar un sello sobre las paredes interiores del cuello 81 de la botella. Como el cuello de la botella está retenido dentro de las mandíbulas 23, se ha descubierto que esta solución es particularmente ventajosa para asegurar un sellado óptimo sin deformaciones de la botella.

El anillo expansible tendrá un diámetro adecuado para su inserción dentro de la boca 82 de la botella y para ser a continuación expandido radialmente para sellarla.

Un modo de expandir radialmente el cuerpo 36 es diseñarla con una forma elástica y comprimirla en la dirección axial por medio de un actuador adecuado (no mostrado) contenido en la sonda de testeo, como se describe a continuación.

Esto se muestra a modo de ejemplo en la Fig. 8, donde unos extremos 50 de compresión de un actuador axial (no mostrado) son retraíbles axialmente contra el anillo 36 elástico para expandirlo radialmente (la Fig. 9 muestra la acción de estos extremos de compresión, con el anillo elástico expandido que forma el sello contra la pared interior del cuello de la botella).

Otro modo de obtener la expansión radial del cuerpo 36 puede ser diseñarlo con una forma elástica con una cámara de aire en su interior (indicada por 50 en línea discontinua de nuevo en la Fig. 8) y suministrar de manera controlable un fluido presurizado en su interior. Este segundo sistema puede tomar ventaja de la presencia, dentro de la estación 20, de un sistema adecuado para suministrar fluido a presión. El fluido también puede ser el mismo fluido que primero lleva a cabo la expansión radial del elemento 36 de sellado y luego chequea la botella, siendo emitido de la boquilla 35 y luego introducido en la botella.

Como se puede apreciar a modo de ejemplo en la Fig. 9, la sonda de testeo está conectada a un medio 40 de presión para introducir el fluido a presión en la botella 80. Estos medios pueden formarse por medio de una electroválvula adecuada a la que se suministra el fluido a presión desde una fuente 41 adecuada.

También pueden proporcionarse medios 42 de medida adecuados para medir al menos un parámetro significativo del fluido a presión suministrado a la botella 80. Una unidad 43 de comparación recibe la medida del medio 42 de medida y la compara con un correspondiente parámetro de referencia que debería almacenarse en caso de que la botella no tenga defectos de fuga.

Los medios 42 de medida y la unidad 43 de comparación básicamente forman una unidad 44 de control que forma parte del sistema 32 de control y que emite una señal 45 de defecto y el chequeo muestra que la botella tiene una fuga.

Los medios 42 de medida pueden estar formados, por ejemplo, por medio de un sensor adecuado conocido para medir el al menos un parámetro significativo seleccionado.

Los parámetros significativos considerados pueden ser por ejemplo uno o más de los siguientes: el volumen del fluido a presión suministrado a la botella 80, el volumen del fluido a presión suministrado a la botella 80 por unidad de tiempo, y/o la presión que se forma dentro de la botella 80 por unidad de tiempo.

Por ejemplo, si el parámetro seleccionado es la presión, se puede usar un sensor de presión conocido. Si, además o alternativamente, el parámetro seleccionado es el volumen de fluido suministrado, se puede usar un dispositivo de medida de flujo o similar.

En particular, el volumen del fluido que se suministra a la botella 80 por unidad de tiempo está normalmente limitado y es estrictamente dependiente de dicho volumen de la botella 80. En este caso, la anomalía señalizada por el circuito 44 de control puede ser una medida de volumen de fluido mayor que el valor de referencia predeterminado. De hecho si, por unidad de tiempo, se mide un mayor volumen de fluido suministrado, entonces se puede deducir que hay una fuga en un punto no definido del circuito formado por los medios 40 de presión y la botella 80.

Del mismo modo, la presión que se forma dentro de la botella 80 a lo largo del tiempo normalmente sigue una tendencia conocida. En este caso, la anomalía señalizada por el circuito 44 de control puede ser una medida de presión que es menor que el valor de referencia predeterminado. De hecho, si la medida se desvía sustancialmente de la tendencia conocida, alcanzando típicamente valores de presión menores que los esperados, entonces se puede deducir que existe una fuga en un punto no definido del circuito consistente en los medios de presión 40 y la botella 80.

De acuerdo con la invención, el elemento 36 de sellado está diseñado para sellar la boca 82 para asegurar que no hay fugas de fluido a presión a lo largo del punto de contacto entre dicho tapón 24 de testeo y la boca 82 de la botella 80. Esta característica es tal que cualquier anomalía detectada por el circuito 44 de control debe referirse a una fuga de la botella 80 y por tanto a un defecto de la misma.

Aunque se ha descubierto que la forma de construcción del extremo de sonda de testeo descrito anteriormente es preferible para la eficiencia de sellado y posterior desacoplamiento de la botella, de acuerdo con algunas realizaciones el elemento de sellado también puede formarse como un tapón de testeo hecho de un material elastomérico y diseñado de modo que pueda comprimirse axialmente contra el borde de la boca 82 para sellarla.

Esto se muestra esquemáticamente a modo de ejemplo en la Fig. 10.

El tapón de testeo o elemento 36 de sellado puede diseñarse alternativamente con una forma troncocónica de modo que forma un sello dentro del cuello de la botella por medio de un empuje axial simple.

Otros modos de diseñar el tapón de testeo o el elemento de sellado son posibles, y el experto en la materia podrá elegir cuál es el más adecuado para las necesidades específicas.

De acuerdo con ciertas realizaciones, el circuito 44 de control señaliza cualquier anomalía por medio de una señal de alarma adecuada (por ejemplo, por medio de un señalizador 46 óptico y/o acústico) que demanda una acción por parte del operador, que quita la botella 80 defectuosa. En el diagrama mostrado en la Fig. 9, esta señal de alarma está dotada de una lámpara, aunque es obvio que la persona experta en la materia podrá elegir otros sistemas de alarma tales como una señal acústica o un mensaje mostrado en una interfaz de usuario.

El circuito 44 de control también puede ventajosamente señalizar la anomalía a un actuador que quita independientemente la botella 80 señalizada como defectuosa, sin esperar ninguna acción por parte de un operador.

Por ejemplo, en la realización ventajosa de la Fig. 6, cuando la botella llega a la estación de chequeo, el sistema 32 de control activa las sondas de testeo de modo que se acoplen de manera estanca a las respectivas botellas (todavía sujetadas por las mordazas 23). El circuito 44 de control entonces introduce el fluido de testeo dentro de las botellas y chequea su estanqueidad por medio del conjunto de parámetro(s). Si el resultado del chequeo es positivo, es decir, las botellas no están afectadas por fugas, el sistema 32 de control activa el dispositivo de recogida de modo que recoge las botellas, abre las mandíbulas y transfiere las botellas a la línea 185.

Si el resultado es negativo, las botellas se rechazan.

Para rechazar la(s) botella(s), puede por ejemplo llevarse a cabo la apertura de las mandíbulas 23 sin agarrar simultáneamente con el dispositivo 27 de recogida, de modo que las botellas caen al contenedor de rechazo dispuesto debajo. Alternativamente, el dispositivo 27 de recogida puede coger las botellas pero transferirlas a la posición de rechazo y entonces soltarlas.

En cualquier caso, puede ser preferible rechazar todo el conjunto de botellas que se chequean simultáneamente, incluso si solo una de ellas es defectuosa, para mantener el sistema de chequeo y rechazo más simple. El rechazo de todo un conjunto de botellas (por ejemplo, cinco botellas) no afecta sustancialmente al coste de producción de las botellas, que normalmente se hacen en grandes cantidades por medio de la máquina 18.

El circuito 44 de control también puede generar una señal 47 para detener la máquina para interrumpir las operaciones de producción en el caso en que las botellas defectuosas superen un número predeterminado. Este número también puede estar programado para referirse a una cierta unidad de tiempo o a un número predefinido de ciclos de máquina o botellas producidas. Por ejemplo, la máquina puede detenerse en caso de que se detecten botellas defectuosas en dos ciclos de la máquina completos en secuencia, es decir cuando el mismo molde ha pasado a través de toda la serie de estaciones y retornado a la estación de descarga de nuevo con una botella defectuosa.

Esto permite una detección temprana de situaciones donde los defectos de fuga no se deben a eventos aleatorios, sino a un fallo o defecto en la propia máquina, dando como resultado la aparición repetida de botellas con defectos de fuga. Por tanto, es posible interrumpir el proceso de producción a tiempo, reduciendo el número de rechazos.

Se debería remarcar que las botellas defectuosas, dadas las características de los materiales termoplásticos, pueden normalmente introducirse de nuevo en el ciclo de producción como material en bruto.

En este punto está claro cómo se han conseguido los objetivos definidos anteriormente. Con una máquina y un método de acuerdo con la invención, las botellas defectuosas de la máquina pueden detectarse a tiempo, de modo que la fila de botellas de salida está libre de defectos de fuga. Esto supera los inconvenientes de la técnica anterior provocados por botellas con defectos de fuga que se mezclan con botellas libres de defectos. Por tanto, es posible identificar inmediatamente la máquina que produce las botellas con defectos y por tanto, por ejemplo, sacar la máquina de la línea de producción de modo que pueda revisarse rápidamente y, si es necesario, repararse.

Como el experto en la materia habrá notado a la luz de la descripción proporcionada anteriormente, debido al hecho de que la estación de chequeo de acuerdo con la invención opera sobre la botella 80 que ha sido agarrada por el cuello, se pueden detectar defectos de fuga en cualquier parte de la botella que se haya soplado y estirado. El cuello de la botella, que no ha sufrido moldeado por soplado y estiramiento, sino que se ha producido por medio de moldeo por inyección, estará de hecho muy probablemente libre de defectos de fuga.

Durante el chequeo de estanqueidad, la botella está completamente suspendida y de este modo el test no puede verse falsificado por ninguna superficie de apoyo, como ocurre en la técnica anterior.

La máquina de acuerdo con la invención no requiere ninguna adaptación particular para chequear botellas con una forma diferente, ya que las mandíbulas de agarre son los únicos elementos que soportan la botella durante la operación de chequeo. Normalmente, estas mandíbulas son las mismas mandíbulas que son necesarias para las operaciones de producción normales de la máquina y ya se sustituyen, si es necesario, durante el cambio de molde y las operaciones de ajuste de la máquina para moldear botellas con una forma particular. Debido al chequeo de una botella diferente, por tanto, normalmente es suficiente con ajustar el parámetro de comparación adecuado (por ejemplo, el volumen interno de la botella) usado para el chequeo de estanqueidad.

En algunos casos, por ejemplo después de variaciones sustanciales en el diámetro de la boca 82 de la botella 80, puede ser necesario sustituir los medios de sellado de la sonda, incluso aunque el sistema de expansión descrito anteriormente asegure una buena acción de sellado con diferentes diámetros de boca que oscilan entre un diámetro mínimo y un diámetro máximo.

Básicamente, debido a los principios de la invención, es posible procesar botellas 80 de todas las formas y tamaños (por ejemplo, la altura de la botella no tiene importancia) sustituyendo solo los medios 22 de agarre y, en algunos casos, los medios de sellado (por ejemplo, el cuerpo 36 elástico). Además, este tipo de acción de agarre llevada a cabo por la estación 20 de chequeo elimina completamente los problemas asociados a las soluciones de la técnica anterior, tal como la caída de las botellas 80 sobre la línea del transportador, el fallo en la detección de defectos en la parte inferior de la botellas, las distorsiones en la botella causadas por la carga axial del sistema de testeo actuando sobre una botella que se apoya en una superficie, etc.

También se debería remarcar, entre otras cosas, que el tiempo de ciclo de la máquina 18 no se ve alterado por la presencia de la estación 20 de chequeo. De hecho, ésta última, debido a su estructura particular, para completar la inspección de un único conjunto de botellas 80 requiere la misma cantidad de tiempo que el que la máquina ya requiere para llevar a cabo, en paralelo, un paso de producción.

Cualquier operación de rechazo se integra fácilmente en la operación de recogida de la botella necesaria para transferir las botellas a la línea de salida de la máquina. Los tiempos de operación normales de la máquina, por tanto, no se alteran.

Las dimensiones del sistema también están contenidas en las dimensiones globales de la máquina, que no son sustancialmente diferentes de las dimensiones de una máquina convencional.

Obviamente, la descripción dada anteriormente de realizaciones que aplican los principios innovadores de la presente invención se proporciona a modo de ejemplo de tales principios innovadores y por tanto no debe considerarse como limitante del alcance de los derechos que se reivindican en este documento. Durante la implementación específica de los elementos característicos de la presente invención, solo algunas de las funciones o dispositivos descritos anteriormente pueden elegirse y combinarse entre sí o, por otro lado, también otros sistemas conocidos para el moldeo por soplado y estiramiento o máquinas para el moldeo por soplado y estiramiento por inyección pueden combinarse con los principios de la invención.

Por ejemplo, para facilitar la separación de las botellas de las mandíbulas, se puede proporcionar un dispositivo empujador, siendo dicho dispositivo extraído del sistema de testeo para empujar contra la parte inferior de la botella desde el interior. Alternativamente, el mismo sistema de testeo puede generar un empuje soplando hacia el interior una cantidad adecuada de fluido de testeo. El sistema de rechazo de la botella también puede ser diferente del mostrado.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Máquina (18) para la producción de botellas (80) por medio de moldeo por soplado y estiramiento de preformas, que comprende una secuencia de estaciones de procesamiento que comienza con una estación (181) para recibir al menos una preforma para la inserción de la misma en un molde (188) y termina con una estación para liberar la correspondiente botella producida, donde unos medios de agarre son móviles entre las estaciones para agarrar la al menos una preforma en la estación de recepción y transportarla entre las estaciones de procesamiento para convertirla en la botella por medio de moldeo por soplado y estiramiento hasta la estación de liberación, que comprende, después de las estaciones de procesamiento y antes de la salida de la máquina, una estación (20) de chequeo en la que están presentes los siguientes elementos:

- medios (23) de agarre para retener la botella por su cuello;

- una sonda (24) de testeo con medios adecuados para sellar la boca (82) de la botella;

- medios (26) de presión para introducir en la botella (80) un fluido a presión a través de la sonda de testeo;

- medios (42) de medida para medir al menos un parámetro significativo del fluido a presión suministrado a la botella (80);

- un circuito (44) de control diseñado para:

- recibir la medida del al menos un parámetro de los medios (42) de medida;

- comparar esta medida con un valor de referencia predeterminado; y

- señalizar cualquier anomalía resultante de la comparación e indicar una pérdida de estanqueidad de la botella;

donde los medios (23) de agarre de la estación (20) de chequeo son los medios de agarre que agarran el cuello (82) durante el procesamiento de la botella (80) entre estaciones y que se mueven entre las estaciones por medio de un carrusel (187) desde la estación de recepción a la estación de liberación,

caracterizada por que:

en la estación de liberación hay un sistema (21) de descarga y rechazo que está operado por el circuito de control para expulsar las botellas bien a una línea (185) de salida o a una zona (31) de rechazo.

2. Máquina (18) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que la secuencia de estaciones comprende:

- la estación (181) de recepción donde cada preforma es insertada dentro de un molde correspondiente; - una estación (182) de calentamiento donde se calienta la preforma;

- una estación (183) de moldeo por soplado y estiramiento donde se sopla un fluido a alta presión hacia el interior de la preforma para estirar las paredes de la preforma hasta que se adhieren a un molde y de ese modo forman la botella (80);

- una estación de enfriamiento (184) donde la botella extraída del molde comienza a enfriarse;

donde la máquina comprende además una línea (185) de salida para las botellas terminadas, situada después de la estación (184) de enfriamiento, estando la estación (20) de chequeo situada en la estación (184) de enfriamiento y antes de la línea de salida.

3. Máquina (18) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que el al menos un parámetro significativo del fluido a presión suministrado a la botella (80) se selecciona de entre los siguientes:

- el volumen del fluido a presión suministrado a la botella (80);

- el volumen del fluido a presión suministrado a la botella (80) por unidad de tiempo; y/o

- la presión que se forma dentro de la botella (80) por unidad de tiempo.

4. Máquina (18) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la sonda (24) de testeo comprende un cuerpo elástico (36) diseñado para ser insertado axialmente en la boca (82) y para ser posteriormente expandido radialmente para sellarla.

5. Máquina (18) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que comprende una estación (186) de moldeo por inyección para la producción de preformas que entran en la estación (181) de recepción.

6. Máquina (18) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que el molde (188) es un molde con varias cavidades de troquel para recibir simultánemante varias preformas y para estirar mediante moldeo por soplado y estiramiento varias botellas simultáneamente, donde la estación de chequeo comprende un número correspondiente de sondas (24) de testeo.

7. Máquina (18) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que el sistema (21) de descarga y rechazo comprende un dispositivo (27) de recogida que es móvil entre una primera posición para coger las botellas en el medio de agarre (23) y una segunda posición para depositar las botellas sobre la línea (185) de salida.

8. Máquina (18) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que la sonda (24) de testeo es portada por un bastidor móvil controlable entre una posición no operativa de la sonda de testeo y una posición operativa donde la sonda pasa a través de los medios (23) de agarre en la estación (20) de chequeo para insertar la sonda (24) de testeo en una botella soportada por los medios (23) de agarre en la estación (20) de chequeo.

9. Máquina (18) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que la zona (31) de rechazo está situada bajo la vertical de la estación de chequeo.

10. Un método automático para chequear botellas (80) en una máquina para su producción por medio de preformas de moldeo por soplado y estiramiento, que comprende, después de la formación de la botella y antes de la salida de las botellas de la máquina, los siguientes pasos de chequeo:

- agarrar la boca (82) de la botella (80);

- sellar la boca (82);

- introducir en la botella (80) un fluido a presión;

- medir al menos un parámetro significativo del fluido a presión suministrado a la botella (80);

- comparar esta medida con un valor de referencia predeterminado; y

- señalizar automáticamente cualquier anomalía resultante de la comparación; donde las preformas se agarran por el cuello al principio de la producción de la botella y se agarran por el cuello con mandíbulas de agarre durante todas las etapas de producción en la máquina hasta después de terminar los pasos, llevados a cabo en una estación de chequeo, de sellar la boca (82), introducir en la botella (80) un fluido a presión y medir al menos un parámetro significativo del fluido a presión suministrado a la botella (80), caracterizado por que después de los pasos de chequeo la botella, dependiendo del resultado de la comparación, es transferida automáticamente a una línea de salida (185) para transportar las botellas fuera de la máquina, o a una zona de rechazo.

11. Método de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por que, si se señaliza un número predeterminado de anomalías durante una unidad de tiempo y/o durnate un número predefinido de ciclos de máquina o en un número predeterminado de botellas producidas, la máquina se detiene automáticamente.

12. Método de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por que la zona de rechazo está dispuesta bajo la vertical de la estación de chequeo y, para transferir la botella a la zona de rechazo, se abren las mandíbulas de agarre y la botella cae a la zona de rechazo.