ITRM20130035A1 - Giunto rotante per un trasferimento di plastica fusa da un estrusore a stampi di una macchina rotativa di stampaggio di preforme - Google Patents

Description

GIUNTO ROTANTE PER UN TRASFERIMENTO DI PLASTICA FUSA DA UN ESTRUSORE A STAMPI DI UNA MACCHINA ROTATIVA DI STAMPAGGIO DI PREFORME

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un giunto rotante per il trasferimento di plastica fusa da un estrusore a stampi di una macchina rotativa di stampaggio di preforme in materiale termoplastico, ad esempio in PET, mediante iniettocompressione, destinate alla produzione di contenitori per alimenti, in particolare di bottiglie.

Stato della tecnica

La produzione in numeri elevatissimi dei contenitori in termoplastica, in particolare delle bottiglie, à ̈ un processo che a partire dalla materia prima grezza, generalmente Polietilentereftalato o PET, consente di ottenere contenitori finiti di forma, anche particolarmente complessa, adatta alle più varie esigenze del mercato e particolarmente leggeri e resistenti anche se sottoposti a forti pressioni alla temperatura ambiente. Il passaggio dal PET allo stato grezzo in forma di granuli a contenitore in plastica può essere realizzato a scelta sia attraverso un processo monostadio, sia attraverso un processo bistadio.

Il processo monostadio à ̈ realizzato con un solo impianto in cui il passaggio da PET in granuli a preforma, mediante una fase di iniezione in stampi, e il passaggio da preforma a contenitore in plastica, mediante la fase di stiro–soffiaggio, avviene con continuità senza che la preforma venga completamente lasciata raffreddare fino alla temperatura ambiente. La preforma in tal modo conserva ancora parte del calore latente rimanente dalla fase di iniezione, con un considerevole risparmio energetico, poiché le preforme necessitano di minore calore per essere riportate alla temperatura idonea per il soffiaggio rispetto al caso in cui devono essere riscaldate a partire dalla temperatura ambiente.

Invece, un processo cosiddetto “bistadio†à ̈ realizzato in due impianti generalmente, ma non necessariamente, separati: un impianto realizza la prima parte del processo di produzione dei contenitori con il passaggio dal PET in granuli a preforma, cioà ̈ realizza la fase di iniezione delle preforme in PET in stampi di iniezione. Nell’altro impianto si svolge la seconda parte del processo che trasforma la preforma nel contenitore finale in una soffiatrice con la tecnica dello stiro-soffiaggio, che à ̈ quella generalmente adottata oggi per soffiare contenitori in PET. Il processo bistadio può anche essere realizzato nello stesso impianto, che preveda l’iniezione delle preforme e il soffiaggio delle stesse in bottiglie, ma le due operazioni sono svolte in due tempi distinti. Le preforme vengono lasciate raffreddare dopo l’iniezione fino al raggiungimento della temperatura ambiente. Successivamente, quando si procede alla trasformazione delle preforme in contenitori finiti, in particolare bottiglie, à ̈ necessario riscaldare le preforme in forni appropriati a riportarle fino alla temperatura necessaria per realizzare il processo di soffiaggio tipica della termoplastica utilizzata, o necessaria allo stiro-soffiaggio, nel caso si utilizzi il PET.

Un motivo per il quale si preferisce utilizzare un sistema integrato monostadio à ̈ che un impianto di questo genere garantisce una migliore qualità del prodotto finito a fronte di un minor consumo di energia come precedentemente detto. La maggior qualità del prodotto finale à ̈ consentita dalla possibilità di modificare in tempo reale i parametri di produzione adeguandoli rapidamente ed efficacemente alle esigenze della produzione dei contenitori. Inoltre, in un sistema integrato monostadio un errore di fabbricazione delle preforme può essere rilevato immediatamente consentendo così di correggere eventuali difetti della preforma e/o del contenitore finale.

Nei sistemi bistadio invece un difetto che si presenta su preforme nel corso dell’iniezione può essere rilevato con un ritardo tale da pregiudicare giorni di produzione. Inoltre, la mancanza di continuità tra i due stadi impedisce la conservazione di tutte le informazioni sul ciclo di vita di una preforma, per cui la fase di stiro-soffiaggio avviene senza conoscere le esatte caratteristiche delle preforme lavorate momento per momento. Non meno importante à ̈ il problema che deriva dalla contaminazione delle preforme quando queste non vengono trasformate immediatamente in contenitori finali, se questi sono destinati a contenere un prodotto alimentare, pregiudicandone la vita di scaffale.

Lo stampaggio per soffiaggio oggi à ̈ preferito anche perché si presta particolarmente alla realizzazione di corpi cavi di forma complessa e ricca di sottosquadri. Il soffiaggio presenta il grande vantaggio di consentire la produzione di contenitori con il corpo molto largo rispetto all’imboccatura, come le bottiglie ed i flaconi. Inoltre à ̈ preferibile allo stampaggio rotazionale perché la durata del ciclo produttivo, chiamata tempo-ciclo, à ̈ inferiore. Il soffiaggio à ̈ un processo di produzione particolarmente veloce ed efficiente, adatto alla produzione di contenitori su larga scala, quali sono oggi le bottiglie in resine termoplastiche, e in particolare PET per bevande, per i quali il mercato richiede numeri di produzione particolarmente elevati. Tempi-ciclo ridotti fanno sì che il costo degli impianti possa essere ripartito su moltissimi pezzi, permettendo di raggiungere produzioni anche dell’ordine di alcune decine di migliaia di contenitori l’ora negli impianti di soffiaggio più grandi. Un elemento chiave dal punto di vista economico diventa quindi il costo della materia prima, per es. PET, PE, PPE, PP, e di conseguenza la riduzione di quantità di materiale utilizzato per produrre un singolo contenitore à ̈ determinante.

Uno dei problemi ancora da superare nella realizzazione degli impianti monostadio à ̈ la loro bassa produttività comparata agli impianti bistadio, in quanto la prima parte di tutto il processo produttivo dei contenitori, che à ̈ il processo di iniezione di preforme in stampi a figure multiple, oggi maggiormente diffuso, risulta essere molto più lento della seconda parte del processo produttivo che à ̈ il processo di stiro-soffiaggio per cui questa ultima operazione, che già può raggiungere capacità produttive elevatissime, deve essere fatta funzionare a capacità produttive inferiori rispetto alla sua massima capacità per mantenerla allo stesso livello dello stampo di iniezione delle preforme.

Una variante alla tecnica appena descritta, che appare maggiormente promettente dal punto di vista della capacità produttiva e della qualità delle preforme prodotte, à ̈ l’utilizzo della tecnologia di inietto-compressione la quale necessita di minori potenze per il funzionamento e di un minor tonnellaggio della pressa adibita alla compressione dello stampo per le preforme. Un altro vantaggio di questo processo à ̈ che sottopone il materiale termoplastico ad uno stress ridotto, consentendo di produrre contenitori finali con pareti molto sottili pur garantendo l’elevata qualità dei contenitori. Se si utilizza una piattaforma rotativa per mettere in opera il ciclo produttivo della inietto-compressione, invece di un ciclo alternato tipico delle presse di iniezione, à ̈ più facile integrare la macchina di stampaggio delle preforme con una soffiatrice rotativa per il soffiaggio dei contenitori, se si realizza un sistema integrato monostadio.

E’ sentito pertanto il bisogno di realizzare nuove macchine rotative di iniezione di preforme in termoplastica, in particolare in PET, per andare incontro alle richieste del mercato di aumentare la produttività e di ridurre i costi delle preforme, senza ridurne la qualità. Sono quindi ricercate soluzioni per incrementare la velocità di una macchina di inietto-compressione delle preforme senza andare a scapito della qualità delle preforme prodotte. E’ inoltre sentito il bisogno di aumentare l’automatizzazione e ridurre i tempi di manutenzione delle macchine di iniettocompressione di contenitori in termoplastica.

Sommario dell’invenzione

Scopo della presente invenzione à ̈ di fornire un giunto rotante per il trasferimento di plastica fusa da un estrusore agli stampi di una macchina rotativa di stampaggio di preforme in termoplastica, in particolare di preforme in PET, che contribuisca ad aumentare la produttività globale dell’impianto di produzione di preforme.

Un ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ quello di fornire un giunto rotante estremamente efficace nell’impedire perdite di plastica fusa durante il moto rotatorio della giostra su cui sono fissati gli stampi delle preforme.

La presente invenzione si propone di raggiungere i suddetti scopi mediante un giunto rotante per il trasferimento di plastica fusa da un estrusore agli stampi di una macchina rotativa di stampaggio di preforme che, conformemente alla rivendicazione 1, comprende

- una struttura fissa provvista al suo interno di un elemento fisso longitudinale definente un asse longitudinale Y,

- ed una struttura mobile che può ruotare attorno a detto asse longitudinale Y ed atta ad essere fissata solidalmente alla macchina rotativa, in cui à ̈ previsto un primo canale di passaggio all’interno di detto elemento fisso longitudinale, in cui à ̈ previsto un secondo canale di passaggio all’interno di detta struttura mobile e coassiale a detto primo canale di passaggio,

detto secondo canale di passaggio essendo comunicante ad una sua prima estremità con detto primo canale di passaggio, ed essendo comunicante ad una sua seconda estremità con una pluralità di canali laterali radiali previsti all’interno di detta struttura mobile,

in cui à ̈ prevista un’intercapedine tra la struttura fissa e la struttura mobile nella quale à ̈ disposta una tenuta a labirinto per assicurare la tenuta della plastica fusa tra detta struttura fissa e detta struttura mobile.

Grazie alle caratteristiche dell’invenzione si può realizzare una giostra rotativa contenente gli stampi di iniezione di preforme in gruppi di due, tre o quattro e che offre i seguenti vantaggi:

- produttività più elevate dei contenitori poiché si riesce a fare girare la giostra a velocità di rotazione maggiore di impianti aventi gli stampi disposti in modo differente grazie all’innovativo giunto rotante di distribuzione della resina fusa; - ridotto tempo-ciclo meccanico di apertura e chiusura dello stampo di iniettocompressione;

- riduzione dei tempi morti per il cambio formato;

- la possibilità di utilizzare sistemi robotizzati per smontare e rimontare la macchina oppure sottoinsiemi di essa grazie alla modularità dell’architettura dell’apparato;

- la possibilità di ottenere preforme di elevata qualità riducendo gli scarti di produzione grazie alla precisione delle dosi di resina che l’apparato à ̈ in grado di erogare in ogni stampo;

- un migliore centraggio del punzone dello stampo nella cavità di stampaggio con il risultato di una migliore concentricità della preforma stampata;

- svincolo da deformazioni causate da dilatazioni termiche e dai vincoli meccanici tipici di strutture pluricavità.

Il vantaggio globale ottenuto à ̈ una maggiore produttività oraria di preforme di migliore qualità.

Le rivendicazioni dipendenti descrivono realizzazioni preferite dell’invenzione, formando parte integrante della presente descrizione.

Breve descrizione delle Figure

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce di una descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, di un apparato di inietto-compressione, illustrato a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle unite tavole di disegno in cui: la Fig. 1 rappresenta una vista schematica in pianta di un impianto di produzione di preforme in termoplastica in cui à ̈ incorporato il giunto rotante secondo l’invenzione;

la Fig.2 rappresenta una vista assonometrica parziale dell’impianto di Fig.1; la Fig.2a rappresenta una vista laterale parziale dell’impianto di Fig.1;

la Fig. 3 rappresenta una vista in sezione su un piano assiale di una parte dell’impianto di Fig.1 comprendente il giunto rotante secondo l’invenzione;

la Fig. 3a rappresenta una vista ingrandita in sezione del giunto rotante secondo l’invenzione ;

la Fig.3b rappresenta una vista assonometrica di un dettaglio ingrandito del giunto rotante della Fig.3a;

la Fig. 4 rappresenta una vista assonometrica di un elemento dell’impianto della Fig. 1;

la Fig.5 rappresenta una vista laterale in sezione dell’elemento della Fig.4;

La Fig. 6 rappresenta una vista assonometrica di un altro elemento dell’impianto della fig.1;

la Fig. 7a rappresenta una vista in sezione dell’elemento della Fig. 6 in una prima posizione operativa;

la Fig. 7b rappresenta una vista in sezione dell’elemento della Fig. 6 in una seconda posizione operativa;

le Figg. 8 e 9 rappresentano viste assonometriche di un altro elemento ingrandito dell’impianto della figura 2 in due posizioni operative diverse;

le Figg. 10 e 11 rappresentano viste assonometriche di un altro elemento ingrandito dell’impianto della figura 1 in due posizioni operative diverse;

le Figg. 12a, 12b, 13a, 13b rappresentano viste in sezione di un blocco di iniezione di materiale termoplastico incorporato nell’impianto della figura 1 in varie posizioni operative;

le Figg. 14, 15, 16, 17 rappresentano viste in sezione di un elemento dell’impianto della Fig.1 in differenti posizioni operative.

Gli stessi numeri e le stesse lettere di riferimento nelle figure identificano gli stessi elementi o componenti.

Descrizione in dettaglio di una forma di realizzazione preferita dell’invenzione Una variante preferita di un apparato di inietto-compressione di contenitori in resina termoplastica viene di seguito descritta con particolare riferimento alle figure di cui sopra.

La figura 1 rappresenta la vista in pianta di uno schema di impianto di iniettocompressione, di tipo rotativo, di contenitori in materiale termoplastico, tipicamente preforme in PET per la produzione di bottiglie o altri contenitori per uso alimentare o non.

In questo schema l’apparato per inietto-compressione à ̈ associato ad un dispositivo di raffreddamento 51 delle preforme, ad esempio con la presenza di una stella di trasferimento 50 delle preforme, provvista di pinze 4, da una giostra rotativa 2 al dispositivo di raffreddamento 51. Una tale configurazione à ̈ tipica di un impianto di produzione di contenitori del tipo bistadio. Un tecnico esperto del ramo apprezzerà che, senza uscire dall’ambito dell’invenzione, al posto del dispositivo di raffreddamento 51 delle preforme possa essere associata all’apparato di iniettocompressione una soffiatrice, con i relativi dispositivi accessori di tipo noto in questo settore della tecnica, quali ruote di trasferimento, di raffreddamento e/o condizionamento delle preforme, forni di riscaldo, ecc. Se necessario, nell’impianto possono essere inserite altre macchine che servono per esempio ad etichettare i contenitori e a riempirli con il prodotto destinato ad essi.

Inoltre à ̈ possibile disporre i vari componenti dell’impianto in una posizione relativa in pianta che li vede allineati oppure raggruppati con gli assi di rotazione che formano idealmente tra loro un triangolo o, più in generale, un poligono per adattarsi alle esigenze di occupazione dello spazio nel luogo dove viene installato l’impianto.

L’impianto della Fig. 1 comprende almeno un estrusore 1, di tipo noto, che ha la funzione di plastificare il polimero trasformandolo dallo stato solido granulare allo stato fluido, con l’apporto di energia fornita da appositi riscaldatori e dalla forze di attrito che si generano per l’azione della vite estrudente, producendo resina fusa.

L’impianto comprende anche la giostra rotativa 2 di stampaggio per iniettocompressione delle preforme che può ruotare intorno ad un asse verticale Y.

Tra l’estrusore 1 e la giostra rotativa 2 à ̈ previsto un dispositivo di distribuzione 3 della resina fusa prodotta dall’estrusore 1 fino a ciascuno stampo disposto sul perimetro esterno della giostra 2. Essendo l’apparato di inietto-compressione configurato come una giostra rotativa 2, la portata di resina fusa da fornire deve essere pressoché costante nel tempo, per cui à ̈ preferibilmente utilizzato un estrusore 1 in grado di generare una portata costante.

La giostra rotativa 2, con particolare riferimento alla Figura 2, comprende un disco inferiore 20 orizzontale ed un disco superiore 22 parallelo al disco inferiore. Entrambi i dischi 20 e 22 condividono il medesimo asse di rotazione Y, formando un insieme con forma ideale di tamburo. Lungo il perimetro del tamburo à ̈ disposta una pluralità di stampi 9’, 9†, 9’†di inietto-compressione aventi una forma sostanzialmente allungata e definente ciascuno un asse Y’ verticale (Fig. 4) di scorrimento dei semistampi parallelo all’asse di rotazione Y della giostra 2 e che può ruotare, ad esempio, in direzione della freccia F (Fig. 2) o se necessario in direzione opposta.

Il disco inferiore 20 e il disco superiore 22 sono uniti tra loro dai moduli di stampaggio 9 così da contribuire a formare la struttura portante della giostra 2 avente una elevata rigidezza e pertanto in grado di resistere ai carichi elevati che si generano nel corso del processo di inietto-compressione. Il numero di stampi di inietto-compressione à ̈ definito in fase di progettazione dell’apparato di iniettocompressione in base a criteri legati alla produttività che si intende raggiungere con l’impianto di produzione di preforme e/o di contenitori finiti.

Nella Figura 2, per ragioni di chiarezza di questa descrizione, sono rappresentati solamente due moduli di stampaggio 9, ciascun modulo 9 comprendente tre stampi 9’, 9’’, 9’’’ di inietto-compressione, ma à ̈ inteso che tutto il perimetro della giostra 2 à ̈ occupato da stampi 9’, 9†, 9’†, perfettamente uguali tra loro e suddivisi in un numero di moduli 9 di numero tre volte inferiore al numero degli stampi.

In particolare, la soluzione illustrata nella Figura 2 presenta una forma di realizzazione con moduli di stampaggio 9 con tre stampi 9’, 9†, 9’†, lungo la superficie periferica della giostra 2; tuttavia, senza uscire dall’ambito dell’invenzione, à ̈ possibile anche realizzare i moduli con un numero di stampi diverso da tre. Queste soluzioni non sono rappresentate nelle figure essendo facilmente comprensibili per una persona esperta del ramo.

Al centro della giostra 2, in corrispondenza del disco inferiore 20 à ̈ previsto il dispositivo di distribuzione 3 della resina fusa, rappresentato in maggior dettaglio nelle Figure 3, 3a e 3b. Il dispositivo di distribuzione 3 consente il trasferimento della resina fusa dal singolo condotto 10 di apporto dall’estrusore 1 fisso alla pluralità di moduli di stampaggio 9 rotanti insieme con la giostra 2.

Vantaggiosamente il dispositivo di distribuzione 3 Ã ̈ provvisto di un giunto rotante, oggetto della presente invenzione, comprendente:

- una struttura fissa 3’ provvista centralmente al suo interno di un elemento fisso longitudinale 23, che si estende lungo l’asse Y, in cui à ̈ predisposto un canale di passaggio 11 della resina fusa avente un diametro opportuno e compatibile con la necessaria portata di resina fusa, compreso tra 28 e 42 mm, preferibilmente pari a 32 mm;

- ed una struttura mobile 3’’ a sua volta comprendente:

- un primo elemento rotativo centrale 25, disposto nella parte superiore del dispositivo di distribuzione 3, al di sopra di detto elemento fisso longitudinale 23, e solidale al disco inferiore 20 della giostra 2;

- un secondo elemento rotativo centrale 102, sostanzialmente a forma di campana (Fig. 3b), disposto al di sotto del primo elemento rotativo 25 e solidale ad esso, e provvisto di una cavità centrale passante, di forma cilindrica, attraversata dalla porzione superiore dell’elemento fisso centrale 23.

Nel primo elemento rotativo 25 à ̈ predisposto un canale di passaggio 11’ della resina fusa, avente ad una sua prima estremità lo stesso diametro del canale di passaggio 11 e comunicante con quest’ultimo. I canali di passaggio 11 e 11’ sono disposti lungo l’asse Y della giostra 2; il canale di passaggio 11 essendo notevolmente più lungo del canale di passaggio 11’. Detto canale di passaggio 11’ à ̈, invece, provvisto ad una seconda estremità di una svasatura per la connessione ad una pluralità di canali laterali radiali 52, previsti sempre all’interno di detto primo elemento rotativo 25.

Poiché durante la rotazione della giostra rotativa 2 la resina fusa tende in parte, durante il passaggio della resina dal canale 11 al canale 11’, a fuoriuscire dall’intercapedine tra la struttura fissa 3’ e la struttura mobile 3’’, vantaggiosamente una tenuta a labirinto 24 assicura la tenuta della resina fusa tra detta struttura fissa 3’ e detta struttura mobile 3’’.

La tenuta a labirinto 24 si realizza nello spazio tra la superficie interna 101 della cavità passante cilindrica al centro del secondo elemento rotativo 102 (Fig. 3b), solidale con il primo elemento rotativo 25, e la superficie esterna dell’elemento fisso longitudinale 23. Sulla superficie interna 101 à ̈ vantaggiosamente prevista una scanalatura a spirale 103 a uno o più principi, per esempio due o quattro principi. La scanalatura a spirale 103 à ̈ una scanalatura elicoidale avente l’elica inclinata nel verso opposto a quello previsto per la rotazione degli elementi rotativi 25 e 102, e quindi di tutta la giostra 2, per cui nel moto relativo rotatorio delle spirali rispetto all’elemento fisso longitudinale 23 si crea un effetto di pompaggio che si oppone all’uscita della resina fusa in pressione dall’intercapedine tra struttura fissa 3’ e struttura mobile 3’’, respingendola verso l’alto e mantenendola all’interno dello stesso dispositivo di distribuzione 3.

In particolare tale elica inclinata à ̈ tale da opporsi con il suo moto di rotazione alla naturale direzione di uscita del flusso di plastica fusa nell’intercapedine. Ad esempio, nel caso di rotazione della struttura mobile 3†secondo la freccia F (Figura 2) la scanalatura a spirale 103 à ̈ un’elica sinistrorsa. In particolare l’intercapedine tra struttura fissa 3’ e struttura mobile 3’’ à ̈ di forma anulare, con sezione trasversale a forma di L, ed à ̈ delimitata da un lato dalla superficie inferiore del primo elemento rotativo 25 e dalla superficie superiore dell’elemento fisso longitudinale 23, e dall’altro lato dalla superficie interna 101 dell’elemento rotativo 102 e dalla superficie esterna dell’elemento fisso longitudinale 23.

Questo giunto rotante permette l’unione in rotazione relativa tra loro dell’elemento fisso longitudinale 23 con il primo elemento rotativo 25. Dall’altra parte l’elemento fisso 23 à ̈ fissato ad un elemento di sostegno 35 che fa da collegamento con la struttura dell’impianto. Tra la struttura mobile superiore 3’’, ruotante intorno all’asse Y, e la struttura fissa inferiore 3’ del dispositivo di distribuzione 3 à ̈ interposto un cuscinetto reggispinta 26.

La resina fusa, proveniente dal condotto di alimentazione 10 dell’estrusore 1, passa in successione nel canale di passaggio 11, nel canale di passaggio 11’ e nei canali laterali radiali 52. Detti canali laterali radiali 52 del primo elemento rotativo 25 sono a loro volta comunicanti con rispettivi condotti laterali 27 che collegano il primo elemento rotativo 25 ai rispettivi moduli di stampaggio 9.

Ciascun condotto laterale 27 à ̈ provvisto di un rispettivo canale centrale 27’, di diametro opportuno, adeguato all’alimentazione degli stampi 9’, 9’’, 9’’’ di iniettocompressione con la predeterminata dose di resina fusa. Internamente al dispositivo di distribuzione 3, lungo i vari condotti percorsi dalla resina fusa, sono vantaggiosamente disposte resistenze elettriche 38’, 38’’ e 38’’’ atte a mantenere ad una corretta temperatura la resina fusa, così che la stessa resina possa raggiungere gli stampi 9’, 9†, 9’’’ alla temperatura di progetto per lo stampaggio delle preforme.

Ogni canale centrale 27’ dei condotti laterali 27 à ̈ collegato ad un collettore 28 (Figure 12a, 12b, 13a, 13b), ricavato sul blocco di iniezione 29, che attraverso un circuito di canalizzazioni appropriate comunica con le rispettive cavità di stampaggio 41’, 41’’, 41’’’ disposte sul corrispondente modulo di stampaggio 9. Benché nel seguito in questa parte della descrizione venga fatto riferimento, per brevità, ad un solo modulo di stampaggio 9 provvisto di tre stampi 9’, 9’’, 9’’’ e, in dettaglio, ad un solo stampo 9’, à ̈ inteso che tutti gli stampi e tutti i moduli di stampaggio che sono compresi nella giostra rotativa 2 hanno le stesse caratteristiche funzionali e strutturali a meno che non venga specificato altrimenti. Nella variante di realizzazione qui descritta la pluralità di moduli di stampaggio 9 à ̈ di numero pari ad un terzo di quello delle cavità di stampaggio 41’, 41’’, 41’’’.

Il modulo di stampaggio 9 à ̈ ora descritto in maggior dettaglio con riferimento in particolare alle Figure 4 e 5. Il modulo di stampaggio 9 comprende un elemento di supporto, ad esempio nella forma di un telaio 21 di struttura molto massiccia e rigida, sostanzialmente a forma di C, che à ̈ fissato solidalmente nella sua parte superiore al disco superiore 22 e nella sua parte inferiore al disco inferiore 20. La sua rigidità permette di contrastare le forze di reazione prodotte dalle forze associate all’operazione di stampaggio per inietto-compressione. Dalla parte aperta del telaio 21, rivolta in direzione radiale verso l’esterno della giostra 2, sono fissati i tre stampi 9’, 9’’, 9’’’, uguali tra loro, costituenti il modulo 9.

Nello stampo 9’ si distinguono tre parti: la parte superiore 12, la parte centrale 13 e la parte inferiore 14.

Con parte superiore 12 viene convenzionalmente inteso qui, per motivi di miglior comprensione, la parte dello stampo 9’ che rimane collegata al telaio 21 del modulo 9 durante quelle operazioni di manutenzione corrente o di cambio formato della cavità di stampaggio 41’.

Con parte centrale 13 viene convenzionalmente intesa la parte dello stampo 9’ che à ̈ sostituibile con una operazione relativamente semplice e rapida quando deve essere sostituita per motivi di usura o di cambio formato delle preforme da produrre. La parte centrale 13, durante le correnti operazioni di stampaggio, rimane fissa e solidale in blocco alla parte superiore 12 e entrambi le parti 12 e 13 si muovono insieme lungo la direzione D (Figura 5) per chiudere e aprire la cavità di stampaggio 41’.

Con parte inferiore 14 viene convenzionalmente intesa la parte dello stampo 9’ fissata solidalmente al telaio 21, che non si muove durante le correnti operazioni di stampaggio, e sostituibile con una operazione relativamente semplice e rapida quando la cavità di stampaggio 41’ deve essere sostituita per motivi di usura oppure di cambio formato delle preforme da produrre.

La parte superiore 12 comprende un’asta longitudinale 55 scorrevole verticalmente in un foro-guida della parte superiore del telaio 21, e solidale alla sua estremità superiore con un pattino 53 che può scorrere nella direzione della freccia D lungo la guida 54 fissata solidalmente a detta parte superiore del telaio 21. L’asta 55 prevede anche una rotella 230, o elemento equivalente, che ha la funzione di una punteria in grado di seguire una superficie di camma, non illustrata, che controlla il movimento verticale delle parti superiore 12 e centrale 13 dello stampo 9’ nel corso dell’operazione di stampaggio.

Un cuneo 57 di blocco e sblocco dell’asta 55, comandato da un attuatore pneumatico 58, consente di tenere le parti superiore 12 e centrale 13 fisse in una posizione abbassata (Fig. 14), agendo su una ulteriore rotella 56 prevista sull’asta 55, quando si svolge lo stadio di stampaggio della preforma. Quando il cuneo 57 viene invece retratto dall’apposita sede nell’asta 55 sotto l’azione dell’attuatore pneumatico 58 (vedi posizione nelle Figure 5, 15, 16 e 17), esso consente lo scorrimento verticale delle parti superiore 12 e centrale 13 per svolgere altri stadi del ciclo di stampaggio, descritti più avanti.

La parte centrale 13 comprende (Figure 6, 7a, 7b):

- un attacco a baionetta 15 che serve all’unione con la parte superiore 12, in modo da consentire un attacco e un distacco rapido della parte centrale 13 dalla parte superiore 12, per esempio nelle operazioni di cambio formato delle preforme;

- una gabbia di guida di scorrimento costituita da quattro aste 16’, 16’’, 16’’’, 16<iv>, associate a rispettive molle di richiamo 200 e fissate nella parte superiore ad una prima piastra 18 e nella parte inferiore ad una struttura di base 18’’, la prima piastra 18 essendo provvista di un foro passante centrale 210 attraverso cui passa l’asta 55 connessa in corrispondenza della sua estremità inferiore all’attacco a baionetta 15 previsto all’interno della gabbia di guida, consentendo un movimento di scorrimento relativo tra l’attacco a baionetta 15 e la prima piastra 18;

- un cilindro pneumatico 19 avente una cavità interna, definente una camera pneumatica nella quale à ̈ alloggiato un pistone 49, detto cilindro 19 essendo fissato ad una estremità superiore all’attacco a baionetta 15, con interposta una eventuale prolunga 220, e provvisto ad una estremità inferiore di una parte piana, ad esempio nella forma di una seconda piastra 18’, preferibilmente coincidente con la stessa estremità inferiore piana dello stesso cilindro 19, scorrevole lungo le quattro aste 16’, 16’’, 16’’’, 16<iv>; dette molle di richiamo 200, elicoidali e coassiali a dette aste, essendo fissate ad una prima estremità alla prima piastra 18 e ad una seconda estremità alla seconda piastra 18’, solidale o facente parte del cilindro 19, che si può spostare parallelamente rispetto alla prima piastra 18;

- un punzone (“core†in inglese) 59, fissato in modo solidale al pistone 49, che costituisce un componente complementare della cavità di stampaggio 41’ a completamento dello stampo della preforma, delimitante la forma interna della preforma;

- camme 8’, 8’’, solidalmente fissate all’elemento di guida 59’ del punzone 59, esterno e coassiale a quest’ultimo;

- la struttura di base 18’’, a cui sono fissate le quattro aste 16’, 16’’, 16’’’, 16<iv>, comprende un sistema di due leve laterali (o bilancieri) 67’, 67’’, infulcrate su rispettivi perni 68’, 68’’ della struttura di base 18’’ e sulle quali sono fissate rispettive punterie 69’, 69’’ che seguono le camme 8’, 8’’; dette leve 67’, 67’’ comandano l’apertura e la chiusura di due semicollari 66’, 66’’ (Figura 7a e 7b) che costituiscono, quando sono chiusi (Figura 7a), un collare (“lip†in inglese) definente la figura in negativo che stampa la zona del collo della preforma, permettendo il completamento della chiusura della cavità di stampaggio 41’ al momento della fase di stampaggio della preforma.

Una molla 63, all’interno del cilindro 19, produce una leggera spinta sul punzone 59 per favorire un regolare riempimento, da parte della resina fusa, della cavità di stampaggio 41’ durante la prima fase di stampaggio. L’attacco a baionetta 15, visibile in maggior dettaglio con riferimento alle Figure 10 e 11, comprende un manicotto 60 disposto intorno ad una base d’innesto 61 con un vincolo che ne permette una rotazione angolare intorno all’asse Y’, ma à ̈ solidale nella direzione parallela all’asse Y’ con la base d’innesto 61. Il manicotto 60 à ̈ provvisto di denti 62’, 62’’, 62’’’ diretti verso l’interno della sua cavità, che sono conformati per inserirsi in corrispondenti scanalature longitudinali dell’asta 55 e per scorrere in una scanalatura anulare di tale asta 55 con una rotazione relativa tra asta 55 e manicotto 60 di circa 60° in direzione della freccia R. In tal modo à ̈ reso possibile un attacco e un distacco rapido della parte centrale 13 dalla parte superiore 12 dello stampo 9’ per eseguire operazioni di montaggio/smontaggio, manutenzione o cambio formato delle preforme.

La parte inferiore 14 dello stampo 9’ comprende la cavità di stampaggio 41’ e un secondo attacco a baionetta 64’ (Figure 8, 9), previsto sul telaio di supporto 21, che coopera con un corrispondente innesto 65 (Figure 6, 7a) disposto alla base della cavità 41’. In questo modo la rapidità di sostituzione della cavità 41’ à ̈ garantita quando deve essere effettuata la manutenzione o un cambio formato. E’ da notare che per garantire un cambio formato comprendente un maggior numero di lunghezze di preforme à ̈ previsto che l’asta 55 sia munita di almeno una prolunga che si può aggiungere o togliere per raggiungere la lunghezza necessaria. Alternativamente, oppure in combinazione, detta almeno una prolunga 220 può essere disposta tra l’attacco a baionetta 15 ed il cilindro 19 (Figure 6 e 7).

Quando avviene l’apertura della cavità 41’ la parte centrale 13 si allontana dalla parte inferiore 14 verso l’alto nella direzione indicata con D. Una volta che la prima piastra 18 va in battuta tramite il tampone 17, preferibilmente in gomma, sulla parte superiore del telaio 21 a forma di C, l’asta 55 viene ulteriormente sollevata tramite la superficie di camma agente sulla rotella 230, facendo muovere il punzone 59 e, quindi, le camme 8’, 8’’ verso l’alto in moto relativo rispetto alla piastra forata 18 che in quel momento rimane ferma insieme alla struttura di base 18’’, e quindi insieme ai fulcri 68’, 68’’ che mantengono le leve o bilancieri 67’, 67’’ alla stessa distanza predeterminata dalla piastra forata 18.

Il movimento relativo tra le camme 8’, 8’’ e le leve 67’, 67’’ fa separare i due semicollari 66’, 66’’ (Figura 7b) l’uno dall’altro grazie al fatto che le punterie 69’, 69’’ delle leve 67’, 67’’ seguono il profilo delle camme 8’, 8’’, liberando il collo della preforma che può essere estratta dal punzone 59 mediante l’utilizzo di appropriate pinze, previste sulla stella di trasferimento 50. Le molle di richiamo 201 (Fig. 7a) mantengono il contatto delle punterie 69’, 69†sulle camme 8’, 8†. La descrizione fatta per lo stampo 9’ si ripete in modo simile per gli stampi 9’’e 9’’’ del modulo di stampaggio 9 e viene omessa per ragioni brevità della descrizione.

Il blocco di iniezione 29 à ̈ descritto in maggior dettaglio con riferimento alle Figure 12a, 12b e 13a, 13b che rappresentano rispettivamente le fasi di carica della dose di resina e le fasi di riempimento della cavità di stampaggio 41’’ con la dose di resina per ogni ciclo di stampaggio. Benché sia fatto riferimento ad una cavità di stampaggio 41’’ à ̈ chiaro che il blocco 29 dispone di altre due cavità di stampaggio 41’ e 41’’’, perfettamente uguali alla cavità 41’’ con gli stessi componenti accessori descritti per la cavità 41’’ e che vengono riempite contemporaneamente.

La resina viene iniettata all’interno della cavità di stampaggio 41†per mezzo della spinta di un pistone 39 scorrevole all’interno del rispettivo iniettore dosatore 34 collegato con la camera calda 30. Il pistone 39 à ̈ azionato mediante un cilindro pneumatico 33 a sua volta comandato da una valvola non illustrata nelle figure. Dove à ̈ necessario, per le varie parti del blocco di iniezione 29 sono previsti opportuni mezzi di riscaldamento, per es. a fascia resistiva, per il mantenimento della resina alla temperatura di progetto.

Un ugello di iniezione 31 à ̈ posto superiormente alla camera calda 30 con un proprio asse verticale Y’ ed à ̈ anche riscaldato con una resistenza elettrica, ad esempio del tipo a fascia. Tale ugello di iniezione 31 consente il passaggio della dose di materiale fuso nella cavità di stampaggio 41’’ attraverso il foro 42. Preferibilmente detto foro 42 ha un diametro di 3-5 mm, preferibilmente 4 mm. La camera calda 30 à ̈ attraversata da un primo condotto 70 collegato al collettore 28 che riceve la resina da uno o più condotti laterali 27. Questo primo condotto 70 comunica con un secondo condotto 71, anch’esso interno alla camera calda 30 e collegante il serbatoio 72 dell’iniettore dosatore 34 con il condotto di iniezione 73 dell’ugello di iniezione 31. Il foro 42 à ̈ aperto o chiuso nel corso delle operazioni mediante un otturatore 32.

Vantaggiosamente à ̈ previsto, per ciascuna cavità di stampaggio 41’, 41’’, 41’’’ di ogni modulo 9, un meccanismo con un unico attuatore per l’operazione di riempimento della rispettiva cavità di stampaggio e l’operazione di riempimento del rispettivo dosatore 34. Tuttavia, in questa realizzazione, l’elettrovalvola che comanda i tre cilindri pneumatici 33 à ̈ unica, cosicché le tre cavità di stampaggio 41’, 41’’, 41’’’ di ciascun modulo 9 eseguono contemporaneamente lo stesso stadio di ciascun ciclo di lavoro. Il meccanismo che attua la commutazione tra la fase di riempimento del dosatore 34 e la fase di riempimento della cavità di stampaggio, può essere una valvola 36, ad esempio del tipo a spola o a saracinesca, capace di aprire o chiudere il passaggio della resina fusa dal condotto 70 verso il serbatoio 72 per il riempimento dell’iniettore dosatore 34. Detta valvola 36 à ̈ azionata mediante un dispositivo di attuazione 37, disposto in corrispondenza di una prima estremità della valvola 36. L’otturatore 32 à ̈ solidalmente collegato ad una seconda estremità della valvola 36, opposta alla prima estremità. Il dispositivo di attuazione 37, la valvola 36 e l’otturatore 32 sono disposti longitudinalmente e preferibilmente lungo uno stesso asse Y’.

Il dispositivo di attuazione 37 comprende due distinte camere cilindriche 74, 75 provviste di rispettivi pistoni 76, 77 tra loro solidali. La camera cilindrica inferiore 75 à ̈ provvista di due condotti 78, 79 di ingresso/uscita dell’aria compressa.

Sul fondo della camera cilindrica del cilindro pneumatico 33 dell’iniettore dosatore 34 à ̈ prevista una ghiera di regolazione a vite 44 della posizione del piattello di battuta 43 del pistone a doppio effetto 40 per regolare con precisione la grammatura della dose di resina fusa, anche al centesimo di grammo. La posizione di detto piattello di battuta 43 à ̈ impostabile singolarmente per una migliore calibratura delle preforme.

Il pistone a doppio effetto 40 del cilindro pneumatico 33 à ̈ azionato da una combinazione di pressioni e contropressioni generate dall’aria compressa immessa nelle due camere superiore 45 ed inferiore 46 e dalla resina fusa proveniente dall’estrusore 1 tramite il canale 70 della camera calda 30.

Nella fase di carica della resina nel dosatore, corrispondente ad una discesa del pistone 40 lungo la direzione indicata dalla freccia G, la pressione della resina fusa spinta dall’estrusore nel serbatoio 72 agisce sul pistone 39 e prevale rispetto alla combinazione delle pressioni dell’aria compressa immessa nella camera superiore 45, opportunamente regolata tra 10 a 40 bar, e nella camera inferiore 46, sempre collegata al circuito di aria preferibilmente a 40 bar.

Nella fase di iniezione della resina fusa corrispondente ad una salita del pistone 40 lungo la direzione indicata con G, agisce l’aria compressa ad alta pressione preferibilmente a 40 bar nella camera inferiore 46, proveniente dal raccordo di ingresso 48, mentre la camera superiore 45 dello stesso cilindro 33 à ̈ collegata tramite una valvola di comando al circuito di recupero dell’aria a bassa pressione (0 – 8 bar) mediante il raccordo di uscita 47.

Il movimento coordinato della valvola 36, dell’otturatore 32 e dell’iniettore dosatore 34, nonché la taratura del piattello di battuta 43, consente di dosare accuratamente la quantità di resina fusa necessaria da immettere nella cavità di stampaggio 41’’ dipendente dal progetto della preforma da produrre. Il movimento coordinato del blocco di iniezione viene attuato tramite l’utilizzo di elettrovalvole pilotate da sistemi programmabili.

In particolare, la valvola 36 viene aperta mediante il dispositivo di attuazione 37, lasciando aperto il condotto 70, quando il pistone 39 dell’iniettore dosatore 34 à ̈ in posizione avanzata, come rappresentato in Figura 12a. L’apertura della valvola 36, mediante un suo spostamento verso l’alto, determina la chiusura del foro 42 dell’ugello di iniezione 31 mediante l’otturatore 32 ed un arretramento del pistone a doppio effetto 40 dell’iniettore dosatore 34 sotto l’azione del fronte di resina fusa in pressione proveniente dalla camera calda 30 e che riempie il serbatoio 72.

Una volta raggiunto il piattello di battuta 43 da parte del pistone a doppio effetto 40, la fase di carica à ̈ completata e l’iniettore dosatore 34 à ̈ pronto per iniettare la dose nella cavità di stampaggio 41’’, non appena viene dato il rispettivo comando. La fase di iniezione prevede la chiusura della valvola 36, mediante un suo spostamento verso il basso determinato da dispositivo di attuazione 37, e la contemporanea apertura dell’otturatore 32 che si abbassa liberando la sezione di uscita dell’ugello 31 (Fig. 13a), ossia il foro 42, e il successivo movimento di iniezione dell’iniettore dosatore 34 mediante il pistone a doppio effetto 40 (Fig. 13b). Essendo la valvola 36 chiusa durante l’avanzamento del pistone 39 dell’iniettore dosatore 34, la resina fusa à ̈ costretta a passare attraverso il condotto 71 ed il condotto di iniezione 73 per giungere all’interno della cavità di stampaggio 41’’.

Ciascun condotto laterale 27 à ̈ provvisto di due snodi sferici 203 (Figura 3a) alle sue estremità, mediante i quali esso à ̈ collegato al collettore 28 da un lato e all’elemento rotativo 25 dall’altro lato in modo da consentire una compensazione degli spostamenti relativi tra il disco inferiore 20 e l’elemento rotativo 25 del dispositivo di distribuzione, dovuti principalmente alle dilatazioni termiche, tramite uno spostamento rotazionale. In una vista in pianta dall’alto (non illustrata) il condotto laterale 27 à ̈ disposto non propriamente allineato in direzione radiale rispetto all’asse di rotazione Y, ma invece à ̈ disposto lievemente fuori centro rispetto all’asse Y, ossia l’asse ideale del condotto 27 idealmente non interseca mai il centro di rotazione della giostra 2, ma la retta ideale che esso definisce passa a una distanza predefinita da questo centro. Questa disposizione (visibile in Figura 2) consente di tenere conto delle dilatazioni termiche del condotto laterale 27, sia in senso radiale che in senso verticale. Tale disposizione, come gia altrove spiegato, à ̈ la stessa per ogni condotto laterale 27 di ogni modulo di stampaggio 9 della giostra 2. In una variante alternativa, in ogni modulo di stampaggio 9 si possono prevedere tanti condotti laterali 27 quanti sono gli stampi previsti nel modulo.

Secondo una variante preferita della giostra rotativa 2, l’estrusore 1 ha funzione di pompa volumetrica che fornisce la portata di resina fusa richiesta ad una pressione di uscita preferibilmente compresa tra 50 bar e 200 bar. Tale pressione à ̈ sufficiente a movimentare la resina fusa all’interno di tutta la canalizzazione interna del dispositivo di distribuzione 3, del condotto laterale 27 di ciascun modulo di stampaggio 9, delle rispettive camere calde 30, considerando che dal singolo canale di passaggio 11 nel dispositivo di distribuzione 3 si arriva ad alimentare tre iniettori dosatori ad ogni ciclo di stampaggio in ciascun modulo di stampaggio 9.

Una temperatura di mantenimento preferita della resina fusa all’interno delle varie canalizzazioni à ̈ di 270 °C e viene garantita mediante resistenze elettriche controllate disposte nei punti dove à ̈ ritenuto necessario. A fronte di questa temperatura di lavoro della resina, preferibilmente, il dispositivo di distribuzione 3 à ̈ raffreddato ad acqua per mantenere la temperatura del cuscinetto reggispinta 26 a meno di 80°C. Inoltre, tutto il sistema di distribuzione della resina à ̈ preferibilmente rivestito esternamente con un materiale isolante per limitare le perdite di calore indesiderate e migliorare l’efficienza energetica di tutto l’impianto. La stella di trasferimento 50 trasferisce le preforme prodotte in sequenza dalla giostra rotativa 2 al dispositivo di raffreddamento 51 delle preforme, ove vengono raffreddate o condizionate termicamente, afferrandole mediante una pluralità di pinze 4 fissate sulla stella di trasferimento 50 (Figura 1).

Il processo di stampaggio comprende una successione di fasi che si svolgono contemporaneamente nelle tre cavità di stampaggio 41’, 41’’, 41’’’ del modulo 9. La prima fase, Fig. 14, à ̈ definita come fase di stampaggio della preforma durante la quale si effettua un movimento dell’asta 55 in direzione D verso il basso che comanda il punzone 59. Lo stampo 9’ à ̈ bloccato dal cuneo pneumatico 57 e l’aria ad alta pressione, dell’ordine dei 30-35 bar, à ̈ inserita nella camera di compensazione 94 del cilindro 19. La resina fusa all’interno della cavità 41’ à ̈ quindi soggetta alla pressione di mantenimento, che à ̈ dipendente dal rapporto delle aree tra la camera di compensazione 94 e il punzone 59. Si effettua il raffreddamento termico con acqua refrigerata che scorre nei condotti previsti all’uopo negli elementi dello stampo a contatto con la resina, ossia cavità 41’, punzone 59, semicollari 66’, 66’’. In questa fase si realizza anche il recupero del volume dovuto alla variazione di densità per effetto termico, mediante il movimento di abbassamento del punzone 59 provocato dall’aria ad alta pressione nella camera di compensazione 94. Tale camera di compensazione 94 viene infatti pressurizzata per permettere la fase di compressione in modo da compensare la contrazione della resina fusa nella cavità di stampaggio 41’ nel corso del raffreddamento della preforma.

Durante questa fase la valvola a spola 36 all’interno della camera calda 30 à ̈ aperta per permettere il riempimento del serbatoio 72 con la resina fusa.

La seconda fase, Fig. 15, definita come fase di apertura stampo, segue il ciclo di raffreddamento e mantenimento della preforma P. Per estrarre la preforma dalla cavità 41’ si sblocca lo stampo 9’, tramite l’arretramento del cuneo pneumatico 57 e si comanda il sollevamento dell’asta 55 lungo la direzione D. La corsa di apertura richiesta à ̈ sempre costante e, preferibilmente pari a 300-400 mm, ad esempio pari a 330 mm, e non à ̈ dipendente dal tipo di preforma stampata.

L’iniettore dosatore 34 contemporaneamente deve aver completato la sua carica per il ciclo successivo e la resina fusa al suo interno à ̈ mantenuta ad una contropressione di circa 10 bar per opera della spinta del cilindro pneumatico 33 che comanda l’iniettore. Alla fine di questa seconda fase, la prima piastra 18 va in contatto con la parte superiore del telaio 21: un successivo sollevamento dell’asta 55 si traduce in un comando di apertura dei semicollari 66’, 66’’.

La terza fase, Fig. 16, definita come prima fase di estrazione della preforma, prevede il distacco della preforma P dal punzone 59 con l’azionamento dei semicollari 66’, 66’’ che serrano il collo della preforma scollandola dal punzone 59 poche frazioni di secondo prima che, nella fase successiva, i semicollari 66’, 66’’ si distacchino uno dall’altro.

La quarta fase, Fig. 17, definita come seconda fase di estrazione della preforma, prevede il distacco dei semicollari 66’, 66’’ uno dall’altro e la caduta della preforma P nello spazio definito tra i bracci 90’, 90’’ chiusi della pinza 4 sottostante.

Queste operazioni di estrazione della preforma P prevedono la sincronizzazione, mediante mezzi elettromeccanici, del movimento di salita del punzone 59 con il movimento orizzontale di apertura dei semicollari 66’, 66’’. Così, nel momento in cui si libera la preforma P, viene assicurata sotto la preforma la presenza della pinza 4 (Figura 15). Successivamente lo spostamento della preforma P mediante la pinza 4 permette la richiusura della cavità 41’ tramite abbassamento dell’asta 55 nella fase successiva.

Nella quinta fase, definita come fase di chiusura stampo 9’ e riempimento della cavità stampante 41’ si completa la chiusura dello stampo 9’ tramite il movimento di abbassamento dell’asta 55 accompagnata dall'inserimento del punzone 59 e dalle riunione dei semicollari 66’, 6’’ che si accoppiano con il cono d'imbocco della cavità 41’. Completata la chiusura della cavità 41’, il cuneo pneumatico 57 si inserisce nella sua posizione di blocco dello stampo 9', imprimendo la forza di circa 2-3 t a seconda delle esigenze; questa forza viene regolata con la variazione della pressione dell’aria inserita all’interno dell’attuatore pneumatico 58.

Questa quinta fase corrisponde a quella illustrata in Fig.14 ma senza la presenza della resina fusa all’interno dello stampo.

Una volta assicurata la chiusura dello stampo 9’, viene aperto l’otturatore 32 dell’ugello 31 tramite il dispositivo di attuazione 37. Contemporaneamente all’apertura dell’otturatore 32 si ha la chiusura del condotto 70 mediante la valvola 36. Si opera quindi il riempimento della cavità stampante 41’ tramite lo svuotamento del serbatoio 72. La resina fusa che entra nella cavità 41’, spinta dal pistone a doppio effetto 40, imprime una spinta verso l’alto al punzone 59 che arretra poiché tenuto in posizione in questo istante da una molla di carico 63 (Fig. 7a) di forza limitata, pari a circa 200 N. Si completa il ciclo di stampaggio della preforma e segue la prima fase descritta sopra con l’ingresso dell’aria ad alta pressione nella camera di compensazione 94.

Il moto rotatorio delle varie ruote dell’impianto à ̈ tra loro sincronizzato mediante mezzi elettromeccanici, essendo necessaria una precisione di sincronizzazione elevatissima affinché le pinze 4 si trovino in posizione corretta di prelievo delle preforme P dagli stampi 9’, 9’’, 9’’’. La realizzazione principale prevede che l’estrazione delle preforme P con le pinze 4 dagli stampi avvenga sequenzialmente per ogni stampo in successione, mentre l’iniezione della resina fusa all’interno dello stampo avviene a gruppi di tre, essendo lo sfasamento temporale tra l’apertura della prima cavità di stampaggio di un modulo e l’apertura della terza cavità di stampaggio dello stesso modulo così piccola da essere trascurabile ai fini della permanenza maggiore o minore nello stampo e della solidificazione delle preforme.

In particolare, in corrispondenza di un settore circolare della giostra rotativa 2, ad esempio con angolo al centro di circa 60°, sono previsti mezzi di sollevamento ed abbassamento (non illustrati) delle aste 55 degli stampi 9’, 9’’, 9’’ che entrano in detto settore circolare durante la rotazione della giostra 2 rispetto all’asse Y. All’ingresso di detto settore circolare un’asta 55 dello stampo 9’ viene sollevata mediante la rotella o punteria 230 (Figura 4) che segue una superficie di camma di detti mezzi di sollevamento ed abbassamento dell’asta lungo la direzione D. Tale superficie di camma à ̈ configurata per controllare prima un movimento verticale verso l’alto dell’asta 55 all’ingresso di detto settore circolare, e poi un movimento verticale verso il basso dell’asta 55 all’uscita di detto settore circolare. La seconda fase di apertura dello stampo 9’ (Figura 15), la terza fase (Figura 16) e la quarta fase (Figura 17) di estrazione della preforma P dallo stampo 9’ vengono eseguite durante il passaggio dello stampo 9’ lungo l’arco di circonferenza delimitante il suddetto settore circolare.

Nella forma di realizzazione descritta, dove il modulo di stampaggio 9 à ̈ costituito da tre stampi 9', 9", 9"', ogni ciclo di stampaggio si applica ad un modulo e si stampano tre preforme contemporaneamente. Durante il passaggio del modulo di stampaggio 9 nel suddetto settore circolare tre pinze 4 della stella di trasferimento 50 (Figura 1) entreranno in successione nello spazio di apertura tra la parte centrale 13 e la parte inferiore 14 dei corrispondenti tre stampi 9’, 9’’, 9’’’ per afferrare rispettive preforme P e trasferirle successivamente al dispositivo di raffreddamento 51.

Tutte le fasi sono comandate da opportune camme, non tutte illustrate, progettate in modo da fare eseguire a tutti i componenti dello stampo i movimenti richiesti. Al termine delle operazioni di stampaggio à ̈ prevista la fase di raffreddamento delle preforme P mediante il dispositivo di raffreddamento 51.

In una variante preferita, ma non esclusiva, i moduli di stampaggio 9 sono in numero compreso tra 24 e 32, con un numero complessivo di stampi 9’, 9’’, 9’’’ compreso tra 72 e 96, essendo previsti tre stampi per ciascun modulo.

In Figura 1 l’estrusore 1, la giostra rotativa 2, la stella di trasferimento 50 e il dispositivo di raffreddamento 51 sono sostanzialmente disposti in pianta lungo un asse longitudinale. In alternativa tali componenti possono essere disposti in modo da definire in pianta una configurazione a forma di L oppure una configurazione a forma di Z. In ogni caso per poter eseguire la sostituzione della parte centrale 13 degli stampi, su almeno uno dei due lati liberi dei quattro lati della giostra rotativa 2, può agire il braccio 240 di un robot 250 per disaccoppiare gli attacchi a baionetta 15 dalle rispettive aste 55 degli stampi di un modulo di stampaggio 9. Per permettere questo disaccoppiamento à ̈ vantaggiosamente previsto, su almeno uno dei due lati liberi della giostra rotativa 2, un sistema di sollevamento delle aste 55, ad esempio di tipo pneumatico, configurato per sollevare insieme le tre aste 55 dei tre stampi previsti nel singolo modulo di stampaggio 9. Una volta sollevate le aste 55, e quindi aperti gli stampi sganciando la parte centrale 13 dalla parte inferiore 14 contenente la cavità di stampaggio, à ̈ possibile eseguire la sostituzione della parte centrale 13 con un’altra avente, ad esempio, una prolunga 220 di lunghezza diversa.

Gli elementi e le caratteristiche illustrate nelle diverse forme di realizzazione preferite dell’invenzione possono essere combinate senza peraltro uscire dall’ambito di protezione della presente domanda.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Giunto rotante per un trasferimento di plastica fusa da almeno un estrusore ad una pluralità di stampi di una macchina rotativa di stampaggio di preforme, il giunto comprendente - una struttura fissa (3’) provvista al suo interno di un elemento fisso longitudinale (23) definente un asse longitudinale (Y), - ed una struttura mobile (3’’) che può ruotare attorno a detto asse longitudinale (Y) ed atta ad essere fissata solidalmente alla macchina rotativa, in cui à ̈ previsto un primo canale di passaggio (11) all’interno di detto elemento fisso longitudinale (23), in cui à ̈ previsto un secondo canale di passaggio (11’) all’interno di detta struttura mobile (3’’) e coassiale a detto primo canale di passaggio (11), detto secondo canale di passaggio (11’) essendo comunicante ad una sua prima estremità con detto primo canale di passaggio (11), ed essendo comunicante ad una sua seconda estremità con una pluralità di canali laterali radiali (52) previsti all’interno di detta struttura mobile (3’’), in cui à ̈ prevista un’intercapedine tra la struttura fissa (3’) e la struttura mobile (3’’) in cui à ̈ disposta una tenuta a labirinto (24) per assicurare la tenuta della plastica fusa tra detta struttura fissa (3’) e detta struttura mobile (3’’).
2. 2. Giunto rotante secondo la rivendicazione 1, in cui detta struttura mobile (3’’) comprende - un primo elemento rotativo (25), disposto al di sopra di detto elemento fisso longitudinale (23) ed atto ad essere fissato solidalmente alla macchina rotativa, - e un secondo elemento rotativo (102) disposto al di sotto del primo elemento rotativo (25) e solidale ad esso, e disposto coassialmente all’esterno dell’elemento fisso longitudinale (23), in cui detto secondo canale di passaggio (11’) e detta pluralità di canali laterali radiali (52) sono all’interno di detto primo elemento rotativo (25).
3. 3. Giunto rotante secondo la rivendicazione 2, in cui la tenuta a labirinto (24) à ̈ definita nello spazio tra una superficie interna (101) di una cavità centrale passante cilindrica del secondo elemento rotativo (102), all’interno della quale à ̈ alloggiata una prima estremità dell’elemento fisso longitudinale (23), ed una superficie esterna di detto elemento fisso longitudinale (23).
4. 4. Giunto rotante secondo la rivendicazione 3, in cui à ̈ prevista una scanalatura a spirale (103) a uno o più principi su detta superficie interna (101).
5. 5. Giunto rotante secondo la rivendicazione 4, in cui detta scanalatura a spirale (103) à ̈ elicoidale ed ha un’elica inclinata in modo da opporsi con il suo moto di rotazione alla naturale direzione di uscita del flusso di plastica fusa nell’intercapedine.
6. 6. Giunto rotante secondo la rivendicazione 3, in cui detta intercapedine à ̈ di forma anulare, con sezione trasversale a forma di L, ed à ̈ delimitata da un lato da una superficie inferiore del primo elemento rotativo (25) e da una superficie superiore dell’elemento fisso longitudinale (23), e dall’altro lato dalla superficie interna (101) del secondo elemento rotativo (102) e da una superficie esterna dell’elemento fisso longitudinale (23).
7. 7. Giunto rotante secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui tra la struttura mobile (3’’) e la struttura fissa (3’) à ̈ interposto un cuscinetto reggispinta (26).
8. 8. Giunto rotante secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui sono previste resistenze elettriche (38’, 38’’, 38’’’) atte a mantenere all’interno del giunto rotante una temperatura di fusione della plastica.
9. 9. Giunto rotante secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto secondo elemento rotativo centrale (102) ha una forma sostanzialmente a campana.
10. 10. Giunto rotante secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il secondo canale di passaggio (11’) ha alla sua prima estremità lo stesso diametro del primo canale di passaggio (11).
11. 11. Giunto rotante secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo canale di passaggio (11) à ̈ notevolmente più lungo del secondo canale di passaggio (11’).
12. 12. Giunto rotante secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo canale di passaggio (11) à ̈ atto ad essere collegato, in corrispondenza dell’estremità opposta a quella comunicante con il secondo canale di passaggio (11’), ad un condotto (10) di apporto di plastica fusa proveniente dall’almeno un estrusore.
13. 13. Giunto rotante secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i canali laterali radiali (52) sono atti ad essere collegati a rispettivi condotti laterali (27) che collegano il primo elemento rotativo (25) a rispettivi moduli di stampaggio (9) della macchina rotativa di stampaggio di preforme.