ES2907804T3

ES2907804T3 - Horno para preformas

Info

Publication number: ES2907804T3
Application number: ES19160682T
Authority: ES
Inventors: Angelo Nava; Valentina Clivati
Original assignee: SMI SpA
Current assignee: SMI SpA
Priority date: 2018-03-09
Filing date: 2019-03-05
Publication date: 2022-04-26
Anticipated expiration: 2039-03-05
Also published as: US20190275727A1; CN110239064A; US12246480B2; EP3536481A1; CN110239064B; EP3536481B1; IT201800003400A1

Abstract

Un horno (1) para el soplado o estirado-soplado de preformas (P) para proveer contenedores (C) con una sección ovalada, que comprende una trayectoria (2) para las preformas (P), medios de transferencia (3) de las preformas (P) de un sistema de transporte ascendente del horno (1) y medios de transferencia (4) de las preformas calentadas (P) desde el horno (1) a medios de transporte descendentes, en donde múltiples mandriles (9) recorren de manera deslizante la trayectoria (2), los mandriles configurados para engancharse temporalmente a las preformas (P) para conducirlas a lo largo de la trayectoria (2), el horno (1) comprendiendo al menos un primer módulo de calentamiento (10) y al menos un segundo módulo de calentamiento (10'), el horno (1) comprende medios (22, 25) para rotar dichas preformas (P) 180º, dichos medios estando en posición media de dicho al menos un segundo módulo de calentamiento (10'), en donde el mandril (9) comprende un cuerpo (13) dentro del que un dedo de agarre (14) para una preforma (P) se inserta de manera deslizante, cuyo dedo se extiende a lo largo de un eje vertical (X), y en donde un miembro de orientación (20) se extiende desde el cuerpo (13) a lo largo de dicho eje (X), en dirección opuesta al dedo de agarre (14), dicho miembro de orientación (20) estando íntegramente en rotación con dicho dedo de agarre (14) y en donde el miembro de orientación (20) comprende un vástago (21) que tiene un primer extremo, que está íntegramente en rotación con el dedo de agarre (14) del mandril (9), y un segundo extremo al que se sujeta una rueda dentada (22), y en donde un cojinete de posicionamiento (23) configurado para deslizar en una ranura (12) de la guía de deslizamiento (11) se sostiene de manera pivotante en una superficie (22a) de la rueda dentada (22) que mira hacia arriba, el cojinete de posicionamiento (23) teniendo un eje de rotación (X''), un diámetro (d) y un radio (r), caracterizado por que un sector dentado (24) se dispone en el vástago (21), en posición intermedia entre la rueda dentada (22) y el primer extremo del vástago (21), el sector dentado (24) estando dispuesto en una posición fija y predeterminada con respecto al cojinete de posicionamiento (23).

Description

DESCRIPCIÓN

Horno para preformas

La presente invención se refiere a un horno para preformas y, en particular, a un sistema de rotación de preformas para calentar algunas porciones de la preforma en sí de manera preferente.

Obtener contenedores al soplar preformas adecuadas, apropiadamente calentadas, hechas de material plástico, en un molde de la forma deseada, es una técnica ampliamente conocida en el sector del empaquetado, en particular para fabricar botellas para bebidas.

Sustancialmente, hay dos técnicas diferentes, soplado simple y estirado-soplado, que incluye soplado neumático y el concurrente estirado mecánico de la preforma en el molde. En ambos casos, las preformas deben alcanzar la máquina de soplado o estirado-soplado en una condición térmica que corresponda al punto de ablandamiento del material, con el objetivo de poder deformarse plásticamente dentro de los moldes.

Las preformas se ablandan en hornos especiales que comprenden una serie de módulos de calentamiento, módulos típicamente infrarrojos, colocados en serie a lo largo de la trayectoria de las preformas.

Normalmente, es necesario calentar el cuerpo de las preformas de manera uniforme, para conseguir por soplado o estirado-soplado un contenedor con paredes de un grosor lo más uniforme posible. No obstante, si se buscan contenedores con corte transversal ovalado, un calentamiento uniforme del cuerpo de la preforma producirá diferentes grosores en las áreas del cuerpo de la botella soplada o estirada-soplada, en particular, más grosor en el lado largo del óvalo y más finura en los lados cortos.

Hay hornos para preformas con sistemas de calentamiento diferenciados que pueden obtener, en la etapa de soplado o estirado-soplado, contenedores de corte transversal ovalado que tengan grosores de pared sustancialmente uniformes. Sin embargo, dichos sistemas son complejos y costosos.

Los documentos DE 197 57 818 A1, DE 100 12 765 A1, DE 10 2016 005272 A1, EP 0 920 974 A2 y US 6,428,735 B1 generalmente describen un horno para preformas adecuado para proveer contenedores con sección ovalada, que comprenden una trayectoria para las preformas, medios de transferencia de las preformas desde un sistema de transporte ascendente del horno y medios de transferencia de las preformas calentadas desde el horno a medios de transporte descendentes, en donde múltiples mandriles recorren, de manera deslizante, la trayectoria, estando los mandriles configurados para engancharse temporalmente a las preformas para conducirlas a lo largo de la trayectoria, el horno comprendiendo al menos un primer módulo de calentamiento y al menos un segundo módulo de calentamiento, en donde el horno comprende medios adecuados para rotar dichas preformas en 180°, en donde la trayectoria en la que rotan las preformas 180° es una de los varios módulos de calentamiento.

El problema planteado en la presente invención es poner a disposición un horno para preformas que haga posible calentar de manera diferenciada el cuerpo de las preformas para obtener, en la etapa de soplado o estirado-soplado, contenedores con corte transversal ovalado de grosores de pared sustancialmente uniformes, de construcción simple y bajo coste.

Dicho problema se soluciona con un horno para preformas como se describe en las reivindicaciones anexas, cuyas definiciones conforman una parte integral de la presente descripción.

Características y ventajas adicionales de la presente invención serán evidentes a partir de la descripción de algunos ejemplos de la realización, habiéndose dado aquí un ejemplo no restrictivo con referencia a las siguientes figuras:

La Figura 1 es una vista transversal de un contenedor de forma ovalada que puede fabricarse con el horno de la invención y de la preforma relativa;

la Figura 2 es una vista en planta superior del horno para preformas según la invención;

la Figura 3 es una posible vista de un mandril del horno de la Figura 2;

la Figura 4 es una vista en planta superior del mandril de la Figura 3 en la etapa de funcionamiento;

la Figura 5 es una posible vista en detalle del horno de la invención.

La Figura 1 muestra una comparación entre la sección transversal de un contenedor C de forma ovalada de y la respectiva preforma P. El contenedor C comprende dos lados largos LL y dos lados cortos LC que se conectan de manera curva a los lados largos LL. Los lados largos LL pueden ser rectos (como se muestra en la figura) o ligeramente convexos. Puede que también el contenedor C muestre corrugaciones, restricciones o porciones de bajo o alto relieve en su superficie y/o en su cuerpo, lo cual, no obstante, no se muestra en la figura, porque forman parte de las personalizaciones usuales de los fabricantes.

La preforma P tiene una sección circular y un grosor de pared SP mayor que el grosor SC de las paredes del contenedor C. Para conseguir un grosor de pared SC uniforme (como, por ejemplo, el que se muestra en la figura), en el contenedor C, tras el soplado o -estirado-soplado, es necesario subdividir la superficie cilíndrica de la preforma P idealmente en cuatro secciones semicirculares A, B, C, D, cada una de ellas de una amplitud de aproximadamente 90°. Las secciones A y C son las que corresponderán a los lados largos LL del contenedor y que deben, por tanto, someterse a un calentamiento más largo en el horno, mientras que las secciones B y D, correspondientes a los lados cortos LC del contenedor C, requieren menos precalentamiento.

El horno para preformas P, según la invención, indicado en su conjunto mediante el número de referencia 1, posibilita obtener un precalentamiento diferenciado de las secciones A, C y B, D de manera simple y rentable. El horno 1 comprende una trayectoria 2 para las preformas P, medios de transferencia 3 de las preformas P desde un sistema de transporte ascendente (no se muestra) al horno y medios de transferencia 4 de las preformas P calentadas en el horno 1 a medios de transporte descendentes (no se muestra).

Los medios de transferencia 3, 4 son de un tipo conocido. Por ejemplo, los medios de transferencia 4 que recogen las preformas calentadas de la trayectoria 2 del horno 1 comprenden un sistema de manipulación 5 que, en el ejemplo que se muestra, comprende una placa giratoria 6 sobre la que dos conjuntos de pinzas 7 se montan de manera giratoria, en donde las pinzas funcionan por medio de levas adecuadas que causan, de manera organizada y sincronizada, su rotación alrededor del eje de bisagra, moviéndolas de una posición replegada a una posición avanzada y abriendo y cerrando las respectivas mordazas.

A lo largo de la trayectoria 2, múltiples mandriles 9 se sostienen de manera deslizante, configurados para engancharse temporalmente a las preformas P para llevarlas a lo largo de la trayectoria 2 y obtener su calentamiento. En aras de la simplicidad, solo algunos mandriles 9 se ilustran en la Figura 2, pero debe entenderse que los mandriles 9 bastarán en número para proceder a lo largo de la trayectoria 2 en contacto sustancial entre sí.

Además, el horno 1 comprende medios de rotación de dichas preformas P en 180°, para calentar de manera diferenciada, con referencia a la Figura 1, las secciones semicirculares A y C con respecto a las secciones semicirculares B y D.

La trayectoria 2 de las preformas P típicamente comprende dos estiramientos rectos y dos estiramientos curvos que se conectan en los dos extremos de los estiramientos rectilíneos según una trayectoria en forma de arco. Los medios 8 para mover los mandriles 9, p. ej. ruedas motrices giratorias 8a, que imparten movimiento a los mandriles 9, se colocan en las porciones curvas de la trayectoria 2 para que los mandriles 9, a lo largo de los segmentos rectilíneos, avancen empujados por aquellos de manera ascendente.

Los módulos de calentamiento 10 se colocan a lo largo de la trayectoria 2.

Los módulos de calentamiento 10 típicamente comprenden elementos de calentamiento, normalmente elementos de calentamiento infrarrojos y superficies reflectantes dispuestas de manera apropiada para maximizar la radiación térmica dirigida hacia la preforma.

El horno 1 que se muestra en la Figura 1 comprende tres módulos de calentamiento 10, 10', pero puede haber un número diferente de módulos de calentamiento en otros hornos. El horno 1 comprende generalmente al menos una primera unidad de calentamiento 10 y al menos uno o, preferiblemente, al menos dos segundos módulos de calentamiento 10'.

La trayectoria 2 comprende, en dicha al menos una segunda unidad de calentamiento 10', una guía de deslizamiento 11, que comprende dos lados 11a que definen una ranura 12 (Figura 5). La ranura 12 tiene una porción ampliada 12a a lo largo de la guía de deslizamiento 11, en posición media con respecto a la al menos una segunda unidad de calentamiento 10'.

Con referencia ahora a la Figura 3, un mandril 9 comprende un cuerpo 13, en el cual un dedo de agarre 14 para una preforma P se inserta de manera deslizante. El dedo de agarre 14 se extiende a lo largo de un eje X vertical. El dedo de agarre 14 comprende una porción de agarre 14a, que sobresale hacia abajo y se configura para insertarse en la cavidad de una preforma P para engancharse con ella, y una porción accionadora 14b, que se inserta al menos en parte en el cuerpo 13 del mandril 9.

El dedo de agarre 14 se apoya de manera deslizante para moverse verticalmente entre una posición replegada (o posición de liberación del mandril 9) y una posición rebajada (o posición de enganche con el mandril 9). Para este propósito, el cuerpo 13 tiene una ranura 15 que se extiende verticalmente, desde la cual una rueda 16 sobresale íntegra con la porción accionadora 14b del dedo de agarre 14 y con un eje de rotación Y perpendicular al eje X del dedo de agarre 14.

Un miembro de orientación 20 se extiende desde el cuerpo 13 del mandril 9 en dirección sustancialmente vertical a lo largo del eje X del dedo de agarre 14.

El dedo de agarre 14 se conecta, de manera deslizante, dentro del cuerpo 13, al miembro de orientación 20, manteniéndose el dedo de agarre 14 en la posición rebajada (se muestra en la Figura 3) por gravedad. La rueda 16 actúa como un miembro impulsado de una leva (no se muestra) provisto en las zonas de entrada y salida de las preformas P dentro y fuera del horno 1 para obtener el acoplamiento y desacoplamiento mediante el mandril 9, respectivamente.

Además, el cuerpo 13 del mandril 9 se conecta a un miembro guía 17 configurado para deslizarse por una deslizadera o vía apropiada (no se muestra) dispuesta a lo largo de la trayectoria 2.

Con referencia a las Figuras 3 y 4, en la realización que se muestra en la figura, el miembro guía 17 comprende un eje 18 dispuesto verticalmente, con un eje de rotación X' paralelo al eje X del dedo de agarre 14. Dos ruedas 19 se disponen en los extremos del eje 18. Una tercera rueda 19' se dispone en el cuerpo 13, con un eje de rotación Y' perpendicular al eje de rotación X del eje 18 y preferiblemente paralelo al eje de rotación Y de la rueda 16 del dedo de agarre 14.

El miembro de orientación 20 comprende un vástago 21 que tiene un primer extremo, que está íntegramente en rotación con el dedo de agarre 14 del mandril 9, y un segundo extremo que está fijo a una rueda dentada 22. Un cojinete de posicionamiento 23 se sostiene de manera giratoria en la superficie 22a de la rueda dentada 22 hacia arriba, en posición excéntrica con respecto al eje X del vástago 21. El cojinete de posicionamiento 23 tiene un diámetro d sustancialmente igual a o ligeramente menor que el ancho de la ranura 12 de la guía de deslizamiento 11. Además, la distancia del eje X del vástago 21 del eje X'' del cojinete de posicionamiento 23 añadido al radio r del cojinete 23 es sustancialmente igual o ligeramente inferior a la mitad del ancho L-L de la porción ampliada 12a de la ranura 12. De esta manera, en dicha porción ampliada 12a, el miembro de orientación 20 y, por lo tanto, también el dedo de agarre 14 junto con la preforma P enganchada a aquellos, pueden rotar. En cambio, a lo largo de la porción restante de la ranura 12, el cojinete de posicionamiento 23 mantiene el miembro de orientación 20 y, por lo tanto, también la preforma P en una posición fija, que puede tener el cojinete 23 colocado en la parte frontal (es preciso ver los mandriles 9 a la izquierda de la porción ampliada 12a en la Figura 5) o en la parte trasera (es preciso ver los mandriles 9 a la derecha de la porción ampliada 12a en la Figura 5).

Un sector dentado 24 se dispone en el vástago 21, en posición intermedia entre la rueda dentada 22 y el primer extremo del vástago 21. El sector dentado 24, cuya función será evidente en la siguiente descripción, se dispone en posición fija y predeterminada con respecto al cojinete de posicionamiento 23.

Además, el horno 1 comprende, al menos en el primer y segundo módulos de calentamiento 10 y 10', una primera correa dentada 25 (de la que solo se ilustra una pieza en la Figura 4), configurada para engancharse a la rueda dentada 22 del miembro de orientación 20 del mandril 9. Por lo tanto, cuando el mandril 9, avanzando a lo largo de la trayectoria 2, se engancha a la correa dentada 25 con su rueda dentada 22, el propio avance causa una rotación del miembro de orientación 20 y, por tanto, también de la preforma P alrededor del eje X.

En la al menos una primera unidad de calentamiento 10, a lo largo de dicha porción de la trayectoria 2, la preforma P rota continuamente, por medio de lo cual se obtiene un calentamiento uniforme de la superficie lateral entera de la preforma P.

En la al menos una segunda unidad de calentamiento 10', la correa dentada 25 se dispone, en cambio, solo a lo largo de la porción ampliada 12a de la ranura 12 y tiene un número de dientes como para causar una rotación de 180° del miembro de orientación 20 y, por tanto, de la preforma P. Con referencia a la Figura 5, la condición va de una en la que, por ejemplo, el cojinete de posicionamiento 23 se coloca en la parte frontal a una condición en la que el cojinete 23 se dispone en la parte trasera. De esta manera, dentro de la al menos una segunda unidad de calentamiento 10', se consigue un calentamiento solo de dos porciones opuestas de la superficie lateral de la preforma P, a saber, las secciones A y C en la Figura 1, mientras que las secciones B y D, las cuales se calentaron durante el paso a través del al menos un primer módulo de calentamiento 10, no se sometieron a un calentamiento directo adicional, en cambio. Se consigue, por lo tanto, el efecto deseado de calentamiento diferenciado de la superficie lateral de la preforma P, necesario para obtener un contenedor con sección ovalada. La correa dentada 25 dispuesta en la porción ampliada 12a junto con la rueda dentada 22 del mandril 9 constituyen así los medios de rotación de 180° de la preforma P.

En la porción de extremo 26 de la trayectoria 2, hacia arriba del punto de agarre por un conjunto de pinza 7 del sistema de manipulación 5, el horno 1 comprende una segunda correa dentada (no se muestra) configurada para engancharse solo al sector dentado 24 del vástago 21, estando dispuesta en un nivel inferior con respecto a la rueda dentada 22. De esta manera, si el mandril 9 aparece en ese punto con el cojinete de posicionamiento 23 dispuesto en la parte frontal, el sector dentado 24 se engancha a la segunda correa dentada y, por consiguiente, se provoca la rotación del cojinete 23 en posición trasera, para no interferir con las guías y los sistemas de manipulación que transfieren la preforma P a la etapa de soplado sucesiva. Si, en cambio, el mandril 9 llega a la porción de extremo 26 de la trayectoria 2 con el cojinete de posicionamiento 23 en una posición diferente, el sector dentado 24 no se engancha a la segunda correa dentada, mediante lo cual se previene que el cojinete 23 gire accidentalmente a una posición incorrecta.

Entre la segunda correa y el punto de agarre de la preforma P por un conjunto de pinza 7 hay una guía para el cojinete del mandril para que la pinza pueda recoger correctamente la preforma P.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un horno (1) para el soplado o estirado-sopiado de preformas (P) para proveer contenedores (C) con una sección ovalada, que comprende una trayectoria (2) para las preformas (P), medios de transferencia (3) de las preformas (P) de un sistema de transporte ascendente del horno (1) y medios de transferencia (4) de las preformas calentadas (P) desde el horno (1) a medios de transporte descendentes, en donde múltiples mandriles (9) recorren de manera deslizante la trayectoria (2), los mandriles configurados para engancharse temporalmente a las preformas (P) para conducirlas a lo largo de la trayectoria (2), el horno (1) comprendiendo al menos un primer módulo de calentamiento (10) y al menos un segundo módulo de calentamiento (10'), el horno (1) comprende medios (22, 25) para rotar dichas preformas (P) 180°, dichos medios estando en posición media de dicho al menos un segundo módulo de calentamiento (10'),

en donde el mandril (9) comprende un cuerpo (13) dentro del que un dedo de agarre (14) para una preforma (P) se inserta de manera deslizante, cuyo dedo se extiende a lo largo de un eje vertical (X), y en donde un miembro de orientación (20) se extiende desde el cuerpo (13) a lo largo de dicho eje (X), en dirección opuesta al dedo de agarre (14), dicho miembro de orientación (20) estando íntegramente en rotación con dicho dedo de agarre (14) y en donde el miembro de orientación (20) comprende un vástago (21) que tiene un primer extremo, que está íntegramente en rotación con el dedo de agarre (14) del mandril (9), y un segundo extremo al que se sujeta una rueda dentada (22), y en donde un cojinete de posicionamiento (23) configurado para deslizar en una ranura (12) de la guía de deslizamiento (11) se sostiene de manera pivotante en una superficie (22a) de la rueda dentada (22) que mira hacia arriba, el cojinete de posicionamiento (23) teniendo un eje de rotación (X''), un diámetro (d) y un radio (r), caracterizado por que un sector dentado (24) se dispone en el vástago (21), en posición intermedia entre la rueda dentada (22) y el primer extremo del vástago (21), el sector dentado (24) estando dispuesto en una posición fija y predeterminada con respecto al cojinete de posicionamiento (23).

2. El horno (1) según la reivindicación 1, en donde cada uno de dichos mandriles (9) comprende dicha rueda dentada (22) íntegramente giratoria con la preforma (P) y en donde el horno (1) comprende, en posición media respecto a al menos un segundo módulo de calentamiento (10'), una correa dentada (25) configurada para encajar en dicha rueda dentada (22), la correa dentada (25) teniendo un número de dientes para causar una rotación de 180° de la rueda dentada (22).

3. El horno (1) según la reivindicación 1 o 2, en donde la trayectoria (2) comprende, en dicho al menos un segundo módulo de calentamiento (10'), dicha guía de deslizamiento (11) comprendiendo dos lados (11a) que definen dicha ranura (12) y en donde la ranura (12) tiene una porción ensanchada (12a) a lo largo de la guía de deslizamiento (11), en posición media con respecto al al menos un segundo módulo de calentamiento (10').

4. El horno (1) según la reivindicación 1, en donde el cojinete de posicionamiento (23) tiene un diámetro (d) que es sustancialmente igual a o ligeramente menor que el tamaño de la ranura (12) de la guía de deslizamiento (11) y en donde la distancia del eje (X) del miembro de orientación (20) del eje (X'') del cojinete de posicionamiento (23) añadido al radio (r) del cojinete (23) es sustancialmente igual a o ligeramente menor que la mitad del ancho (L-L) de la porción ensanchada (12a) de la ranura (12).

5. El horno (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el horno (1) comprende, en una porción de extremo (26) de la trayectoria (2), ascendente desde los medios de transferencia (4) de las preformas (P) calentadas, una segunda correa dentada configurada para encajar solo en el sector dentado (24) del vástago (21).