ITMI20000786A1 - Macchina per la produzione di preforme di contenitori cavi in materiale plastico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del Brevetto per Invenzione Industriale

Forma oggetto del presente trovato una macchina per la realizzazione di preforme di contenitori in materiale plastico

E' nota nella tecnica di confezionamento di prodotti liquidi simili la necessità di realizzare contenitori in materiale plastico adatto a tale scopo.

E' anche noto che detti contenitori vengano formati in opportune apparecchiature nelle quali viene iniettata in uno stampo una prefissata quantità di materiale che è successivamente sottoposto ad una prima deformazione meccanica di stampaggio per l'ottenimento di una cosiddetta "preforma", la quale è successivamente sottoposta ad un condizionamento termico e ad una soffiatura per pervenire alla forma finale del contenitore.

E' anche noto che detto ciclo può essere suddiviso in due distinte fasi attuate su differenti macchine rispettivamente di realizzazione delle "preforme" e di soffiatura delle stesse per l'ottenimento del contenitore finito.

Più in dettaglio le macchine note per la produzione delle preforme sono basate sulla utilizzazione di stampi formati da due semi-parti che si possono aprire e chiudere muovendosi su un piano orizzontale per consentire l'iniezione e la estrazione delle preforme che devono successivamente essere raffreddate.

Tali macchine di tipo noto pur essendo funzionali presentano tuttavia alcuni inconvenienti quali gli elevati ingombri e una ridotta produttività dovuta alla lentezza di apertura degli stampi, alla necessità di un elevato tempo di permanenza delle preforme al loro interno per il raffreddamento delle stesse, .

Oltre a ciò detta lentezza di ciclo obbliga ad aumentare le dimensioni degli stampi per poter ottenere elevata produzione oraria, il che determina per contro elevate difficoltà di movimentazione e quindi nuove lentezze nel cambio formato.

Si pone pertanto il problema tecnico di realizzare una macchina per la produzione di preforme per contenitori in materiale plastico atta a consentire un corretto raffreddamento delle preforme prima del loro scarico dalla macchina e nel contempo una elevata produttività oraria.

Nell'ambito di tale problema costituisce ulteriore necessità che la macchina consenta un rapido cambio diformato degli stampi e/o dei colli delle preforme pe rridurre i tempi morti di produzione.

Tali problemi tecnici sono risolti secondo il presente trovato da una macchina per la realizzazione di preforme di contenitori in materiale plastico comprendente almeno una stazione di stampaggio delle preforme e almeno un'apparecchiatura di iniezione del materiale plastico alla stazione di stampaggio in cui si prevedono almeno due stazioni di raffreddamento delle preforme, simmetricamente disposte rispetto alla stazione di stampaggio, essendo inoltre previsti mezzi di trasporto mobili di moto alternato dalla stazione di stampaggio ad una delle due stazioni di raffreddamento e viceversa per il trasporto delle preforme alle stazioni di raffreddamento stesse.

Maggiori dettagli potranno essere rilevati dalla seguente descrizione di un esempio non limitativo di attuazione del trovato, effettuata con riferimento alle allegate tavole di disegni in cui si mostra:

in figura 1 : una vista frontale della macchina secondo il presente trovato;

in figura 2 : una vista laterale della macchina di fig.1;

in figura 3 : una sezione schematica effettuata secondo il piano di traccia III-III di fig.2;

in fig.4a,4b: rispettivamente una sezione schematica e una vista laterale della macchina in fase di iniezione;

in fig.5a,5b: rispettivamente una sezione schematica e una vista laterale della macchina in fase di stampaggio;

in figura 6 : la macchina di fig.l a stampaggio avvenuto e con preforme in fase di trasporto alla stazione di raffreddamento;

in fig.7a,7b: una sezione schematica e una vista laterale della macchina in fase di fine trasporto delle preforme;

in figura 8a: una vista frontale della macchina in fase di inserimento delle preforme nei contenitori di raffreddamento;

in figura 9 : una vista frontale della macchina in fase di raffreddamento delle preforme e in fig.10a,10b :rispettivamente una vista frontale e una sezione della fase di presa delle preforme dalla sede di raffreddamento e del loro deposito sui mezzi di scarico delle stesse;

in fig.11a,11b: un primo esempio di attuazione in variante della stazione di raffreddamento;

in fig.12a12b: una macchina secondo il trovato orientata secondo la direzione trasversale Y-Y;

in fig.13a,13b: una macchina secondo il trovato con movimentazione rotativa dei carrelli di trasporto delle preforme e

in fig.14a,14b: una macchina secondo il trovato con doppia iniezione in versione lineare e rotativa rispettivamente.

Come illustrato nelle figure 1,2,3 la macchina 1 di realizzazione delle preforme 2 secondo il presente trovato è sostanzialmente consituita da un basamento 3 al quale sono vincolate colonne montanti 4 alla cui estremità superiore è reso solidale un piano orizzontale 5.

Per comodità di riferimento si individuano le tre direzioni longitudinali X-X, trasversale Y-Y e verticale Z-Z della macchina.

Tra il basamento 3 e il piano superiore 5 sono disposte la stazione 10 di stampaggio e le stazioni 20 di raffreddamento simmetricamente collocate da parti opposte della stazione di stampaggio 10 centrale.

Alla stazione di stampaggio 10 è inoltre associato un estrusore 30 atto ad iniettare all'interno della stazione di stampaggio il materiale fuso da cui ricavare le preforme.

Più in dettaglio la stazione di stampaggio 10 comprende :

- una relativa base 11 alla quale sono vincolate due colonne 11a pasanti attraverso il piano superiore 5 ed estendetisi opportunamente oltre lo stesso.

Alla base 11 è anche vincolato un cilindro 12 la cui asta 12a è collegata ad un piatto 12b di supporto dello stampo femmina 13 il quale può pertanto traslare in direzione verticale nei due sensi guidato da rispettive colonnine 13a fisse al basamento 3.

Alla estremità superiore delle colonne 11a è fissato un ulteriore piatto 14 di supporto di un cilindro 15 la cui asta 15a è solidale ad una flangia 16a portante una pluralità di controstampi maschi 16 coassiali agli stampi femmina 13.

In tal modo i controstampi 16 possono muoversi in direzione verticale Z-Z, nei due sensi, per entrare/uscire nei/dai relativi stampi femmina.

Al piano orizzontale 5 sono anche vincolate delle rotaie 51 estendetisi secondo la direzione longitudinale X-X sulle quali sono mobili carrelli 52 portanti delle ganasce cave 17 che, in condizione di lavoro, vengono a trovarsi coassialmente interposte tra ciascuno stampo femmina 13 e il relativo controstampo maschio 16.

Ciascuna stazione di raffreddamento 20, simmetricamente disposta da parti opposte della stazione 10 di stampaggio prevede una base costituita da due colonnine 21 tra le quali è disposto un piano 2la che a sua volta porta un cilindro 22 la cui asta 22a è vincolata ad un piano 23a portante dei contenitori cavi 23 nella cui parete viene fatto ricircolare un fluido di raffreddamento .

Coassialmente a detti contenitori cavi 23 la stazione di raffreddamento prevede anche degli stantuffi 24 solidali ad un piano orizzontale 24a supportato dall'asta 25a di un cilindro 25 portato da un piano 25b vincolato a colonne 26 fisse al piano 5.

Detti stantuffi sono a loro volta raffreddati per contribuire al raffreddamento delle preforme 2.

Alle opposte estremità laterali di detto piano 24a sono disposte delle leve 27 estendentisi secondo la direzione verticale Z-Z le quali costituiscono i mezzi di apertura delle ganasce cave 17 come risulterà meglio evidente nel seguito.

La macchina secondo il trovato prevede inoltre dei mezzi 60 di prelievo delle preforme da ciascuna stazione di raffreddamento 10 e di deposito delle stesse su un nastro trasportatore 70 disposto posteriormente alla macchina ed estendetesi parallelamente all'asse longitudinale X-X della stessa. Più in dettaglio detti mezzi 60 di prelievo sono costituiti un apluralità di pinze 62 solidali ad un braccio 61 (fig.2) azionabile in traslazione tramite opportuni mezzi di azionamento (di per sè noti e pertanto non illustrati) , da una posizione sostanzialmente sovrastante il nastro di trasporto 70 ad una posizione sostanzialmente coassiale alle sedi di raffreddamento 22 e viceversa.

In una ulteriore forma di attuazione dei mezzi di prelievo il braccio 61 può ruotare attorno ad un asse orizzontale parallelo all'asse longitudinale X-X della macchina, essendo in tal caso previsto che le preforme vadano inserite in corrispondenti contenitori 71 disposti sopra il nastro trasportatore 70.

Poiché il fondo delle preforme non è piano, le stesse devono essere introdotte nel contenitore dalla parte della bocca e devono pertanto essere rovesciate dalla rotazione del braccio 61 prima del loro deposito entro il contenitore 71.

Il funzionamento della macchina è il seguente:

- in condizioni di avvio del ciclo la macchina si presenta con stazioni di stampaggio 10 e raffreddamento 20 aperte, e i carrelli 52 di trasporto delle ganasce 17 disposti rispettivamente sulla stazione centrale 10 di stampaggio e su una delle due stazioni di raffreddamento 20 laterali, l'iniettore 30 è in questa fase staccato (figg.1,2,3);

- l'iniettore 30 viene inserito nell'apposita sede dello stampo 10 per l 'introduzione della prevista quantità di materiale plastico;(fig. 4a,4b:)

- l'iniettore viene ritirato (fig.5a) e gli stampi femmina 13 sollevati tramite il cilindro 12 fino ad imboccare le ganasce cave 17 solidali ai carrelli 52 (fig.5b);

- vengono fatti scendere i controstampi maschi 16 tramite il cilindro 15 in modo da ottenere le preforme 2 con cavità interna;

- stampi e controstampi vengono allontanati in modo da liberare le ganasce 17 e le preforme 2 (fig.6);

- si comanda la traslazione dei carrelli 52 in senso longitudinale X-X in modo che il carrello centrale si porti sulla stazione di raffreddamento laterale e il carrello che era sull'altra stazione di raffreddamento laterale si porti in posizione centrale corrispondentemente alla posizione di stampaggio (fig.7a,7b) ;

- vengono sollevati i contenitori cavi 22 della stazione di raffreddamento 20 fino ad imboccare le preforme 2 e le relative ganasce 17 di trattenuta delle stesse (fig.8);

contemporaneamente si inietta una nuova dose di materiale nella stazione di stampaggio,·

- vengono abbassati gli stantuffi superiori 23 che liberano le preforme 2 dalle ganasce 17, aperte dalla contemporanea discesa delle leve 27, spingendo le preforme stesse nelle rispettive sedi 22 di raffreddamento e contribuendo al raffreddamento delle stesse (fig.9) ;

contemporaneamente nella stazione di stampaggio 10 si compie un ulteriore ciclo di stampaggio delle pre forme;

- una volta che detto stampaggio è compiuto e le preforme risultano libere, si muove la coppia di carrelli 52 in direzione opposta alla precedente in modo che il carrello laterale diventi centrale e il carrello centrale si sposti sulla stazione di raffreddamento laterale;

- nel frattempo si è completato il raffreddarnetno delle preforme 2 precedentemente depositate nella prima stazione di raffreddamento 20, le stesse vengono pertanto prelevate dai mezzi di presa 60 che le depositano sul nastro trasportatore 70 di uscita, liberando in tal modo la stazione di raffreddamento che è pronta a ricevere la nuova serie di preforme stampate che vengono portate alla stazione stessa da una nuova traslazione dei carrelli di trasporto.

Risulta pertanto come la macchina secondo il trovato -che è formata da una stazione centrale di stampaggio, da due stazioni laterali di raffreddamento e da mezzi di trasporto delle preforme, mobili secondo un moto rettilineo alternato da una stazione all'altra -consenta di lasciare alle preforme un tempo di raffreddamento doppio rispetto al ciclo di stampaggio in quanto ciascuna stazione di raffreddamento deve essere lasciata libera ogni due cicli della stazione di stampaggio, in tal modo le preforme risultano sufficientemente e correttamente raffreddate, e quindi irrigidite, al momento del loro prelievo e deposito sul nastro per cui non subiscono danneggiamenti durante il trasporto.

Come precedentemente descritto sul nastro trasportatore possono essere disposti dei contenitori di imballaggio delle preforme: in tal caso il braccio 61 di prelievo delle preforme dalla stazione di raffreddamento provvederà a rovesciarle ruotando attorno ad un asse orizzontale durante il movimento dalla posizione sovrastante le sedi di raffreddamento (presa delle preforme) alla posizione sovrastante il contenitore (rilascio delle preforme).

Numerose varianti possono essere previste nell'attuazione pratica della macchina come ad esempio illustrato in fig. 11a e 11b in cui viene illustrata una stazione di raffreddamento 1-20 montata su slitte 121 mobili lungo rotaie 122 disposte parallelamente alla direzione Y-Y trasversale della macchina; lo spostamento ad esempio di traslazione è attuato tramite relativi mezzi di azionamento esemplificati con un cilindro 123.

Più in dettaglio la stazione 120 può traslare da una posizione di lavoro assialmente sottostante i carrelli 52 portanti le preforme 2 (fig.11a) ad una posizione disassata (fig.11b) rispetto ai carrelli stessi {nell'esempio di figura verso l'iniettore 30) in modo da lasciare libera la posizione e consentire l'eventuale ingresso di ulteriori mezzi (non illustrati) di prelievo delle preforme per il loro trasporto ad una successiva fase di lavorazione.

Come illustrato in figg. 12a,12b la macchina può anche essere realizzata con stazioni di stampaggio 20 e di raffreddamento 30 disposte secondo una direzione sostanzialmente parallela alla direzione trasversale Y-Y in modo che lo spostamento dei carrelli 52 avvenga secondo la direzione longitudinale X-X.

Con tale configurazione è possibile ridurre sia l'ingombro complessivo a terra sia la corsa dei carrelli da una stazione all'altra.

In tal caso il nastro trasportatore 60 è disposto in linea secondo la direzione longitudinale X-X

In una ulteriore forma di attuazione della macchina secondo il trovato (fig.13a,13b) si prevede che il trasporto delle preforme dalla stazione di stampaggio 20 alle stazioni di raffreddamento 30 avvenga tramite mezzi 150 mobili di moto rotante alternato, anziché secondo un moto rettilineo alternato.

In tale configurazione si prevede un albero centrale 151a al quale è resa solidale una tavola 151b, ad es circolare, alla quale sono vincolati i carrelli 152 di presa delle preforme.

Opportuni mezzi di comando e controllo (di per sé noti e quindi non illustrati) determinano un moto rotativo alternato della tavola in modo che i carrelli 152 disposti tangenzialmente alla tavola 151b si dispongano allineati con le sottostanti stazioni 20,30 rispettivamente .

In fig.14a,14b sono illustrate due macchina secondo il trovato rispettivamente con movimento lineare e rotativo entrambe in versione con doppia iniezione: in tale configurazione si prevede il raddoppio delle stazioni di stampaggio 20 e delle stazioni di raffreddamento 30 che sono disposte tra loro parallelamente e affiancate; conseguentemente è previsto un secondo iniettore 30 contrapposto al precedente in modo che le due stazioni di stampaggio possano essere alimentate contemporaneamente e tutto il ciclo di funzionamento già descritto si possa svolgere in doppio determinando un conseguente raddoppio della produzione mantenendo sostanzialmente immuttati i dispositivi di comando dei carrelli 52 che sono a loro volta raddoppiati rispetto alla macchina con un solo iniettore .

Claims (2)

1. RIVENDICAZIONI 1) Macchina per la realizzazione di preforme (2) di contenitori in materiale plastico comprendente almeno una stazione (10) di stampaggio delle preforme e almeno un'apparecchiatura (30) di iniezione del materiale plastico alla stazione di stampaggio caratterizzata dal fatto che comprende almeno due stazioni (20) di raffreddamento delle preforme (2) simmetricamente disposte rispetto alla stazione di stampaggio (10), essendo inoltre previsti mezzi di trasporto (50;150) mobili di moto alternato dalla stazione di stampaggio (10) ad una delle due stazioni (20) di raffreddamento e viceversa per il trasporto delle preforme (2) alle stazioni di raffreddamento stesse.
2. 2) Macchina secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detta stazione di stampaggio (10) comprende stampi femmina (13) e stampi maschi (16) tra loro coassiali e mobili nei due sensi secondo una direzione verticale (Z-Z) per il reciproco accoppiamento/disaccoppiamento 3) Macchina secondo rivendicazione 2 caratterizzata dal fatto che detti stampi maschi (16) e femmina (13) sono azionati tramite relativi mezzi di comando. 4) Macchina secondo rivendicazione 3 caratterizzata dal fatto che detti mezzi di comando sono costituiti da rispettivi cilindri (12,12a,15 ,15a). 5) Macchina secondo rivendicazione 2 caratterizzata dal fatto che tra detti stampi femmina e maschio sono interposti dei mezzi di trattenuta delle preforme dopo lo stampaggio. 6) Macchina secondo rivendicazione 5 caratterizzata dal fatto che detti mezzi di trattenuta sono costituiti da ganasce cave (17) serrabili/apribili su una estremità di dette preforme. 7) Macchina secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detti mezzi (30) di iniezione del materiale plastico alla stazione di stampaggio sono mobili in traslazione secondo una direzione trasversale (Y-Y) alla macchina da una posizione allontanata dagli stampi femmina (13) ad una posizione di inserzione negli stessi . 8) Macchina secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che dette stazioni di raffreddamento comprendono almeno una sede femmina (23) nella quale viene inserita la preforma (2) dopo lo stampaggio. 9) Macchina secondo rivendicazione 8 caratterizzata dal fatto che dette sedi di raffreddamento sono mobili secondo una direzione verticale (Z-Z) da una posizione abbassata di riposo ad una posizione sollevata di prelievo delle preforme dai mezzi di trasporto (50). 10) Macchina secondo rivendicazione 8 caratterizzata dal fatto che comprende stantuffi (24) coassialmente disposti rispetto a ciascuna sede di raffreddamento e a loro volta mobili in direzione verticale da una posizione di disimpegno ad una posizione di inserimento nella rispettiva sede. 11) Macchina secondo rivendicazione 10 caratterizzata dal fatto che detti stantuffi sono portati da un supporto (24a) al quale sono vincolati mezzi (27) di apertura delle dette ganasce (17) di trattenuta delle preforme . 12) Macchina secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detti mezzi di trasporto delle preforme si muovono secondo una traiettoria rettilinea. 13) Macchina secondo rivendicazione 12 caratterizzata dal fatto che detti mezzi di trasporto delle preforme sono costituiti da carrelli (52) mobili su rispettive rotaie (51) solidali al telaio della macchina. 14) Macchina secondo rivendicazione 13 caratterizzata dal fatto che ai carrelli (52) sono vincolate dette ganasce (17) di trattenuta delle preforme. 15) Macchina secondo rivendicazione 13 caratterizzata dal fatto che detti carrelli sono azionati da relativi mezzi di comando atti ad impartire agli stessi un moto rettilineo alternato. 16) Macchina secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detti mezzi (150) di trasporto delle preforme si muovono secondo una traiettoria ad arco di circonferenza. 17) Macchina secondo rivendicazione 17 caratterizzata dal fatto che detti mezzi di trasporto (150) comprendono carrelli (152) vincolati ad una tavola (151b) rotante. 18) Macchina secondo rivendicazione 17 caratterizzata dal fatto che detta tavola rotante (151b) è azionata in rotazione da relativi mezzi (151a) di comando. 19) Macchina secondo rivendicazione 18 caratterizzata dal fatto che detti mezzi di comando sono costituiti da un albero verticale (151a) mosso da relativi azionamenti . 20) Macchina secondo rivendicazione 17 caratterizzata dal fatto che detti carrelli (152) sono disposti tangenzialmente alla tavola rotante (151b) 21) Macchina secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che sono previsti mezzi (60) di scarico delle preforme (2) disposti in corrispondenza di ciascuna stazione di raffreddamento. 22) Macchina secondo rivendicazione 21 caratterizzata dal fatto che detti mezzi di scarico sono costituiti da pinze (62) montate su un braccio (61) mobile da una posizione sovrastante le sedi di raffreddamento (13) ad una posizione sovrastante la zona di fuoriuscita delle preforme dalla macchina. 23) Macchina secondo rivendicazione 22 caratterizzata dal fatto che detto braccio (61) è mobile di moto rettilineo alternato tra dette due posizioni di presa e rilascio delle preforme. 24) Macchina secondo rivendicazione 22 caratterizzata dal fatto che detto braccio (61) è mobile di moto rotatorio alternato tra dette due posizioni di presa e rilascio delle preforme. 25) Macchina secondo rivendicazione 21 caratterizzata dal fatto che prevede mezzi (70) di evacuazione delle preforme dalla macchina. 26) Macchina secondo rivendicazione 25 caratterizzata dal fatto che detti mezzi di evacuazione sono costituiti da un nastro trasportatore (70) estendentesi parallelamente alla direzione longitudinale (X-X) della macchina. 27) Macchina secondo rivendicazione 25 caratterizzata dal fatto che detti mezzi (70) di evacuazione,delle preforme sono disposti da parte opposte all'iniettore (30) nella direzione trasversale (Y-Y) della macchina. 28) Macchina secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che dette stazioni di stampaggio (20) e di raffreddamento (30) si estendono parallelamente ad una direzione longitudinale (X-X) della macchina e il moto alternato dei carrelli (52) avviene secondo la stessa direzione . 29) Macchina secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che dette stazioni di stampaggio (20) e di raffreddaménto (30) si estendono parallelamente ad una direzione trasversale (Y-Y) della macchina e sono affiancate secondo; una direzione longitudinale (X-X) lungo la quale si;sviluppa anche il moto alternato dei carrelli (52) . 30) Macchina secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che dette stazioni di raffreddamento (30) sono mobili in traslazione secondo una direzione parallela all'asse trasversale della macchina. 31) Macchina secondo rivendicazione 30 caratterizzata dal fatto che dette stazioni di raffreddamento sono montate su· slitte (121) mobili su rotaie (122) su comando di relativi mezzi (123) di azionamento. 32) Macchina secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che prevede due stazioni di stampaggio (20) e quattro stazione di raffreddamento (20).