MXPA06004000A - Dispositivo y proceso para el acondicionamiento de articulos de plastico - Google Patents

Abstract

Un dispositivo y proceso para el acondicionamiento de preformas de plástico (5) que consta de una torreta (6) de enfriamiento destacando caras provistas con muchos soportes (7) para el acondicionamiento de preformas (5), esta torreta gira alrededor de un eje (X) horizontal y lleva a cabo una travesía vertical entre la posición más alta debajo del brazo (3), que descarga las preformas del molde, y una posición mas baja cerca de la mesa para extraer las preformas (5) de la torreta (6). La estructura de la torreta consta de dos barras paralelas (18, 19) y varias placas (14) que unen a las cuales están fijadas las bases de los soportes (7).

Description

DISPOSITIVO Y PROCESO PARA EL ACONDICIONAMIENTO DE ARTÍCULOS DE PLÁSTICO CAMPO TÉCNICO La presente invención está relacionada con un dispositivo para acondicionar artículos de plástico de manera térmica. Más específicamente, está relacionada al uso en plantas de moldeo por inyección que producen muchos artículos de plástico simultáneamente, tales como "formas preliminares" (es decir, moldes de preforma, piezas brutas, piezas/productos sin acabar, piezas para trabajar), que se utilizan más adelante en plantas de moldeo por soplado para hacer recipientes, en especial botellas o botes de plástico. Esta invención también está relacionada con el proceso correspondiente de acondicionamiento.

HISTORIA DE LA TÉCNICA Desde hace tiempo se han utilizado materiales plásticos, tales como PET (polietileno tereftalato) para hacer recipientes. Esto es especialmente cierto para recipientes de comida, especialmente para bebidas. Aunque dichos recipientes pueden ser de varios tipos, de aquí en adelante se denominarán botellas, que en efecto son el tipo más popular. Se usan dos tipos principales de proceso de producción para botellas de plástico: ambos procesos involucran el hacer un producto intermedio, la llamada forma preliminar. El primer tipo de proceso es un proceso de un solo paso y consiste en maquinas de moldeo por inyección y soplado que forman una planta de un solo paso. El término "paso sencillo" es apropiado ya que la planta lleva a cabo el proceso de transformación completo del plástico de manera continuo y automático: desde el estado granular hasta los recipientes terminados, listos para usar. El segundo tipo de proceso es esencialmente el mismo que el primero excepto que es un proceso de "múltiples etapas": después del paso de moldeo por inyección, las formas preliminares se pre-enfrían a una temperatura específica y luego se almacenan en un almacén intermedio en donde se enfrían más hasta obtener la temperatura ambiente. El paso del proceso de moldeo por soplado se lleva a cabo más adelante, y obviamente, requiere que de antemano se calienten las formas preliminares de manera que la resina sea lo suficientemente suave para ser moldeada. El primer paso del proceso de producción de recipientes (es decir el moldeo por inyección para producir las preformas) utiliza moldes (especialmente, moldes compuestos-cada molde consta de dos medios moldes-que se abren y se cierren) con varias cavidades de inyección. Se inyecta la resina en un estado fundido en dichas cavidades y se mantiene dentro del molde cerrado para enfriarse durante un tiempo específico hasta que la preforma se haya solidificado lo suficiente para permitir su manejo sin riesgo de deformación. Ya que la preforma ocupa el molde durante el enfriamiento y la solidificación, es lógico que mientras mas largo sea el proceso de enfriamiento dentro del molde, más lento será el proceso de moldeado. De hecho, solamente se puede utilizar el molde en el siguiente ciclo después de que haya sido abierto y liberado de las preformas. Con el propósito de totalidad, se debería de mencionar que la etapa entera de moldeo por inyección consiste en el cierre de los moldes, la inyección de la resina en estado fundido en las cavidades del molde de inyección, el enfriamiento de la resina con el fin de solidificar la estructura de las preformas lo suficiente para permitir su manejo, el abrir los moles y la expulsión/extracción de las preformas. Esta etapa, que influye y limita directamente la productividad de la planta de producción de recipientes, es el llamado "cuello de botella" de la linea de producción y dura mas tiempo que los otros pasos que se llevan a cabo en la planta. Además, es muy difícil acortar el tiempo de esta etapa; y por lo tanto, mejorías en el proceso se han enfocado en acortar el tiempo de enfriamiento dentro de los moldes tanto como sea posible y completar una parte significativa del proceso de enfriamiento después de expulsar la preforma del molde. El incremento en la demanda de botellas de plástico, y de recipientes de plástico en general, y la necesidad de aumentar la productividad con tal de mantenerse competitiva, significan que tanto las maquinas de moldeo de paso sencillo como las de pasos múltiples, deberían minimizar el tiempo que se mantienen ocupados los moldes durante las operaciones de inyección y enfriamiento. Plantas de moldeo por inyección y soplado de estado de la técnica intentan cumplir con estos propósitos a través de la expulsión de las preformas en cuanto sea posible después del paso de inyección, terminando el enfriamiento en placas especiales de enfriamiento adaptadas con agarraderas y cavidades especiales. Los tipos conocidos de placas de enfriamiento pueden constar de medios para enfriar las preformas a base de enfriamiento forzado con fluidos de enfriamiento circulantes. Como ya se mencionó, se adapta la placa de enfriamiento con varias agarraderas, con la forma que normalmente complementa el contorno de las preformas; las agarraderas se mantienen en su posición y son enfriadas por medio de un sistema que circula un liquido de enfriamiento. La ventaja de usar dichas agarraderas es que se elimina prácticamente por completo la deformación de la estructura de las preformas durante el proceso de enfriamiento. Otro método utilizado para acelerar aun mas el ciclo de moldeo por inyección en plantas de inyección y soplado conocidas es el equipar la placa de enfriamiento con agarraderas de enfriamiento extras (por ejemplo, el doble o triple del número de cavidades en el molde de inyección). De esta manera, mientras se lleva a cabo un ciclo de moldeo por inyección en el molde, se enfrían en las agarraderas de la placa de enfriamiento las preformas producidas y expulsadas durante el (los) ciclo (s) previos. Así, al escoger el número de agarraderas apropiado, la etapa de enfriamiento puede extenderse aproximadamente dos o tres veces la duración del ciclo de moldeo por inyección en el molde. La Patente IT-PN2000A000006 describe una planta de moldeo por inyección del tipo que se describió arriba. Desgraciadamente, dicha planta es algo complicada de construir y manejar. Además, requiere de una gran cantidad de componentes que la hacen más costosa para construir y mantener.

OBJETIVOS DE LA INVENCIÓN El invento actual tiene como objetivo proporcionar un dispositivo para el acondicionamiento de artículos de plástico, tales como preformas o recipientes, que resuelve los problemas antes mencionados. El uso de dicho dispositivo será sencillo y confiable, ayudará a que la planta de moldeo por inyección alcance altos niveles de producción, y su manufactura, control y mantenimiento serán rentables. Otro objetivo del invento actual es el proporcionar un proceso que sea sencillo de implementar para el acondicionamiento de artículos plásticos, tales como preformas o recipientes, adecuados para líneas de producción de botellas de alta capacidad. Según un primer aspecto del invento, se logran estos objetivos por medio de un dispositivo de acondicionamiento para botellas de plástico que consta de una torreta con por lo menos una cara provista de una pluralidad de cavidades para el acondicionamiento de objetos adaptados para contener adentro dichos objetos, la torreta está fijada a una estructura de apoyo con un medio de motor adaptado para hacer que la torreta lleve a cabo movimientos espaciales, caracterizado por el hecho que dicha torreta tiene una estructura que consta de una primera barra en la forma paralelpipédica y una segunda barra paralela a la primera barra, y en la cual dichas primera y segunda barras están unidas recíprocamente en cada cara por una o mas placas sustancialmente rectangulares, con un grosor menor a aquel de dichas primera y segunda barras, las placas sustancialmente rectangulares están unidas a lados opuestos de la primera y segunda barra, respectivamente. Según otro aspecto del invento, los objetivos arriba mencionados se logran por medio de un proceso para el acondicionamiento de artículos de plástico usando el dispositivo como se describe en el cual varios artículos están moldeados en un molde apropiado que consta de varias cavidades de moldes en los cuales los artículos se quedan hasta que el plástico alcanza una consistencia específica y, luego, son expulsados mientras todavía estén mas calientes que la temperatura ambiente. Este proceso consta de los siguientes pasos: a) Transferir los artículos a una posición afuera del molde, b) Insertar los artículos en las cavidades correspondientes de la torreta, c) Enfriar los artículos hasta que alcancen una segunda temperatura predefinida, d) Hacer que la torreta gire alrededor de un eje sustancialmente horizontal y se traslade verticalmente a una posición mas baja, e) Remover los artículos de las cavidades por medio de medios de agarre provistos sobre una mesa de descarga. Se describen incorporaciones alternas preferidas del invento en las reivindicaciones dependientes. Se harán aparentes otros objetivos y ventajas del invento a través de la descripción detallada de la incorporación preferida del invento, presentada como ejemplos no limitantes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 muestra una vista lateral, esquemática de la planta según este invento durante una primera etapa de operación; La Figura 2 muestra una vista lateral en la dirección de la flecha "A" de la planta de la Fig. 1 ; La Figura 3 muestra una vista lateral, esquemática de la planta mostrada en la Fig. 1 durante una segunda etapa de operación; La Figura 4 muestra una vista latera en la dirección de la flecha "A" de la planta de la Fig. 3 ; La Figura 5 muestra una vista lateral, esquemática de la planta de la Fig. 1 durante una tercera etapa de operación; La Figura 6 muestra una vista lateral, esquemática de la planta de la Fig. 1 durante una cuarta etapa de operación; La Figura 7 muestra una vista lateral, esquemática de la planta de la Fig. 1 durante una quinta etapa de operación; La Figura 8 muestra una vista lateral, esquemática de la planta de la Fig. 1 durante una sexta etapa de operación; La Figura 9 muestra una vista lateral, esquemática de la planta de la Fig. 1 durante una séptima etapa de operación; La Figura 9a muestra una ampliación de un detalle de la Fig. 9; La Figura 10 muestra una vista lateral, esquemática de la plante de la Fig. 1 durante una octava etapa de operación; La Figura 10a muestra una ampliación de un detalle de la Fig. 10; La Figura 11 muestra una vista lateral, esquemática de la planta de la Fig. 1 durante una novena etapa de operación; La Figura lia muestra una ampliación de un detalle de la Fig. 11; La Figura 12 muestra una vista lateral, esquemática de la planta de la Fig. 1 durante una décima etapa de operación; La Figura 13 muestra una vista ampliada, axonométrica de parte de la planta según el invento actual; La Figura 13a muestra una ampliación de un detalle de la Fig. 13; La Figura 14 muestra una vista ampliada, axonométrica de parte de la planta según el invento actual; Las Figuras 15 a), b), c) y d) muestran vistas y secciones de otro detalle aumentado de la planta según el invento actual; Las Figuras 16 a), b), c) y d) muestran vistas y secciones de otro detalle aumentado de la planta según el invento actual; Las Figuras 17, 18, 19 y 20 muestran vistas de planos del diseño funcional del artículo de la Fig. 16 durante cuatro diferentes etapas de operación; La Figura 21 muestra un vista lateral aumentada de un detalle de la planta según el invento actual; La Figura 22 muestra una vista del plano del detalle de la Figura 21 ; Las Figuras 23, 24 y 25 muestran vistas seccionales de diferentes planos del detalle de la Figura 21.

DESCRIPCIÓN DE UNA INCORPORACIÓN PREFERIDA DE LA INVENCIÓN Las Figuras muestran el dispositivo según este invento para el moldeo y acondicionamiento de preformas. Dicho dispositivo consta de un molde por inyección del tipo de molde compuesto conocido -con dos medios moldes 1, 2 que se abren y se cierran- operados por medio de una prensa; cuando este mole se encuentra en la posición de molde cerrado, forma varias cavidades para moldeo por inyección, que no se muestran en detalle en las Figuras en donde se forman las preformas. El dispositivo incluye una estructura de soporte 4 que sostiene una parte para recolectar, sostener y transferir las preformas, específicamente un brazo 3. Este brazo puede moverse en la dirección de la flecha "C" y puede entrar en el espacio dejado por las dos mitades del molde abiertas 1, 2 al final de un ciclo de moldeo por inyección. El brazo 3 es capaz de alojar las preformas 5 que son liberadas de manera conocida -a través de un mecanismo de guillotina no mostrado en detalle en las Figuras- por el molde superior 1. Como se mencionó con anterioridad, esta operación se lleva a cabo cuando el brazo 3 entra en el espacio dejado cuando el molde compuesto 1, 2 abre; cuando el brazo se posiciona de manera apropiada, se liberan las preformas 5 del molde y se alojan en cajas específicas. El funcionamiento de estas cajas es interceptar las preformas 5 liberadas por el molde superior 1 con los medios adecuados de agarre colocados arriba del brazo 3; las preformas caen por gravedad, se recolectan de manera ordenada, y se arreglan verticalmente, es decir, con los cuellos hacia arriba. Luego, se transfieren arriba de la torreta giratoria 6 y, finalmente, se dejan caer por gravedad en los soportes adecuados 7. El sistema de agarre tipo guillotina que contiene el brazo 3 soporta las preformas cuando las transfiere del espacio entre el molde compuesto y su destino final en los soportes de la torreta de enfriamiento 6 y las libera por medio de una operación sencilla. El brazo 3 consta de alojamientos para las preformas arreglados en filas y espaciados de manera que estén alineados exactamente con las posiciones predeterminadas en los soportes de enfriamiento 7 de la toreeta 6. Así, cada fila de alojamientos en el brazo 3 se puede posicionar exactamente encima de la fila correspondiente de los soportes 7 de la torreta giratoria 6. En ciclos consecutivos, es capaz el brazo 3 de llenar todos los soportes 7 colocados en las caras de la torreta giratoria 6. Cada vez, el brazo descarga una carga de preformas 5 en un juego diferente de soportes 7 por medio de simplemente mover y posicionar el brazo 3 de manera apropiada encima de las caras específicas 6 0 6 de la torreta giratoria 6. El dispositivo de sujeción del brazo 3 consta de dos placas: una placa superior 40 y una placa inferior 41. Se usa la placa superior 40 para centrar el cuello y se caracteriza por un numero predeterminado de agujeros con un diámetro ligeramente mayor al diámetro del cuello de la preforma. La placa inferior 41 se mueve y es una guillotina verdadera; esta placa se caracteriza por un número de aperturas en forma de ranuras, con un ancho menor al diámetro del cuello de la preforma, terminando en un agujero, que mas bien tiene un diámetro mayor al cuello de la preforma. La segunda placa 41 puede deslizarse selectivamente en contra de la primera placa superior. Cada apertura en forma de ranura consta de una primera parte con una sección que permite el paso del cuerpo de la preforma, mas no el cuello, y una segunda parte con una sección que permite el paso de la preforma entera, incluyendo el anillo de diámetro grande colocado en la base del cuello de rosca. De preferencia, con el fin de facilitar la intercepción y el centrado de la preforma en caída, la parte superior de los agujeros en la placa superior 40 se ensancha hacia arriba en forma cónica truncada. Como se mencionó con anterioridad, el dispositivo de acondicionamiento según el invento consta de una torreta rotatoria 6 para el acondicionamiento de preformas; mas específicamente, se usa la torreta para bajar la temperatura de las preformas que deja la prensa de inyección hasta que el plástico tenga la consistencia que se considera adecuada para moverlas a las siguientes etapas del proceso de producción. La torreta 6 costa de un cuerpo en forma paralelepipédica provisto de dos caras opuestas 6', 6" de tamaño mayor. Se fija el mismo número de soportes de enfriamiento 7 a cada cara. Aunque la descripción se refiere a una versión del invento que tenga una torreta equipada con soportes en dos caras opuestas, también se puede, por ejemplo, equipar la torreta con soportes en solamente una cara o en mas de dos caras, tres o cuatro siempre y cuando esté dentro del alcance del invento. En este caso, la forma seccional de la torreta será la misma que la de la figura geométrica correspondiente. Estas soluciones pueden ser mas adecuadas para rendimientos por hora del molde o para otros tamaños de preformas. Cada preforma 5 esta alojada en una única cavidad o soporte 7. Los soportes tienen un tamaño exactamente igual al contorno externo de la preforma. Las Figuras 14 y 15 muestran una vista en detalle de una versión preferida de los soportes 7 según el invento. Lo ideal, pero no necesario, es que el soporte incluya medios para contener de lado las preformas 5. Por ejemplo, estos pueden ser superficies de contención o guías 10', 10 del anillo 9, que delimita la parte de rosca del cuello. Estas guías son adecuadas para controlar y/o rninimizar a través del contacto los movimientos radiales del extremo abierto de la preforma 5 a los cuales se deben las deformaciones termales tales como, por ejemplo aquellas que resultan de las operaciones previas de manejo. Están colocadas las guías 10 y 10 de forma simétrica en relación al plano meridiano del soporte y se extienden en dirección longitudinal del soporte. Se pueden considerar dentro del alcance del invento las guías que consisten de un componente único que contiene el extremo abierto de la preforma con un ángulo adecuado de tracción, o mas de dos componentes. Las guías 10' y 10" están formadas para definir, dentro del soporte, el lado que soporta las superficies en contra del cual descansa de lado el extremo abierto de la preforma 5, es decir, en dirección radial, siguiendo la deformación.

Los expertos en el campo podrán determinar la forma del interior del soporte y de las superficies que soportan el lado iniciando desde la geometría de la preforma; de manera alterna, podrán determinar todas las partes y adaptarlas unas a las otras. La(s) superficie(s) de soporte son de tal forma y tamaño que hay por lo menos una apertura radial mínima, o también un juego mínimo radial negativo, con un valor predeterminado entre la(s) superficie(s) y la sección seleccionada de la preforma. De manera alterna, la(s) superficie(s) interior(es) de contacto de las guías puede(n) ser sectores de la superficie cónica abocinada o troncada que abre hacia el exterior del soporte, que también toma en cuenta la reducción termal del diámetro, por ejemplo, el anillo 9 u otra superficie de contacto en el extremo abierto. La superficie que abre de las guías puede formar un abocinado grande que abre hacia afuera para recibir las preformas que se acomodan en el soporte.

Los arriba descritos dispositivos también pueden usarse para enderezar las preformas 5 que se han deformado cuando están calientes resultado de las operaciones automáticas de manejo previas, por ejemplo, mientras las transfieren del molde de inyección a los soportes de enfriamiento. En una segunda versión preferida del invento, las superficies de contención 10' y 10" están maquinadas del manguito exterior 44 en lugar del cuerpo interior 45. Es mas fácil hacer esta segunda versión y se puede colocar en un cuerpo interior existente sin superficies de contención 10' y 10"; además, esto puede lograr una operación de cambio de forma de preforma de manera sencilla, es decir, el cuerpo interior 45 puede alojar preformas con anillos de distintos diámetros después de cambiar el manguito exterior 44.

En el extremo de la superficie 31 del soporte, las dos guías 10' y 10 están cortadas transversalmente a lo largo de dos planos axiales y paralelos para formar dos pasillos 42, 43 al lado de las guías 10 y 10 . Después de colocar la preforma 5, estos pasillos definen una distancia "H" entre la superficie final 31 del soporte y el anillo 9 de la preforma. De manera alterna, el medio de contención de las preformas 5 en los soportes puede consistir de un sistema para vaciar el aire del área entre el fondo de los soportes y la tapa exterior de la preforma a través del canal 8. También es posible una combinación de los dos sistemas. Esto permite que la torreta 6 gire de tal manera que las preformas 5 en los soportes colocados en la cara 6' o 6" boca abajo en un momento específico, no caen de los soportes 7 gracias a la fuerza de gravedad y a la fuerza centrífuga generada por la rotación de la torreta. La rotación de la torreta 6 alrededor de la eje X horizontal, que está esencialmente ortogonal en la dirección "C", permite que las dos superficies opuestas 6 y 6" cambien de posición, de manera alterna haciendo que cada una vea hacia arriba o hacia abajo. En versiones ventajosas del invento, se pueden usar otras posiciones espaciales para el eje X de la torreta; estas están torcidas en relación a la dirección "C". Se lleva a cabo el enfriamiento por medio de métodos conocidos -por ejemplo, por medio de la circulación de agua fría alrededor de cada soporte a través de conductos 11, 12. También se pueden utilizar los soportes, usando métodos conocidos, para el acondicionamiento de preformas en términos mas generales. Cada una de las caras mas anchas de la torreta 6 está equipada con muchos soportes 7 arreglados de tal manera y número que puedan agruparse en muchos planes de distribuciones diferentes, que son geométricamente idénticos, que se pueden colocar en la misma cara a la vez. Las Figuras 13, 14, 21 y 22 muestran una vista detallada de cada cara cubierta con varias unidades similares 13: por ejemplo, en forma de placas rectangulares o cuadradas. Los soportes 7 se fijan a estas placas por medio de la inserción de una base 15 de forma apropiada en un agujero, hecho en la placa 14, que tenga una forma complementaria. Una segunda placa 17, de mayor grosor y una superficie igual, se acopla a la primera placa 14; esta segunda placa sirve para incrementar la fuerza estructural así como para alojar los conductos requeridos para transportar fluidos a los soportes. De preferencia, mas no necesariamente, se colocan de manera paralela una a la otra las filas de soportes 7 que conforman la distribución; están completamente ocupadas las caras de la torreta 6 con placas 14 colocadas una al lado de la otra y con soportes 7. Se colocan las placas 14, 17 una al lado de la otra en número adecuado para satisfacer los requerimientos de tamaño del diseño de la torreta de enfriamiento 6, también tomando en cuenta el tamaño de los soportes que está relacionado al diámetro de las preformas. De hecho, entre mas grandes las preformas, es menor el número de soportes que caben en cada cara 6', 6". Se definen las dimensiones de las placas 14, 17 basado en el número y/o diámetro de los sopores 7 que tienen que caber. Es deseable diseñar los componentes de la torreta giratoria 6 de forma modular; esto facilita y agiliza mucho el cambio de los soportes 7 para producir recipientes de plástico de diferentes tamaños. Además, el costo de hacer la torreta 6 es mas económico comparado con el que se requiere para hacer las torretas con tecnología de punta.

Otra ventaja en el arreglo según el invento es que las placas 14, 17 forman esencialmente un elemento para conectar y apoyar los soportes 7 de manera mecánica; además, son mas fáciles de hacer, puesto que no se les cruzan circuitos para proveer fluidos, aire o vacíos. Una ventaja en tener dos placas acopladas 14, 17 que forman las caras de la torreta 6 según el invento es que la placa superior 14 se puede reponer cuando llegue a ser necesario cambiar los soportes con el fin de hacer preformas de otra dimensión; obviamente, esto solamente es posible cuando se hacen preformas que entren en un rango específico de tamaños, significando que no es necesario cambiar el número de soportes en la cara de la torreta 6. Mas bien, si también es necesario cambiar el número de soportes con el fin de hacer preformas de dimensiones muy distintas, también se hace necesario cambiar la placa inferior 17, ya que difieren el número y tamaño de circuitos que se encuentran en esta placa. Una versión alternativa ventajosa según este invento incluye una placa 14 adicional; el único propósito de esta placa es tapar los agujeros que no son necesarios cuando se usan las placas 14, 17 de otro tamaño. Las placas 14, 17 están sostenidas en un extremo por medio de una barra 18 de forma paralelepipédica que, aparate de sostener las placas 14, 17, agrupa los conductos que se requieren para que los soportes 7 acondicionen las preformas. Estos son esencialmente conductos y colectores 30, 31 que proveen y evacúan el liquido de enfriamiento, los conductos del sistema neumático que succionan las preformas en los soportes y, opcionalmente, en versiones alternas del invento, soplan aire que ayuda a expulsar las preformas de los soportes que se lleva a cabo a la vez que la extracción mecánica, que se describirá mas adelante. De ser necesario, la barra 18 puede incluir otras características.

Con el fin de facilitar el cambio de las placas 14 cuando cambia el tamaño de los soportes, se pueden hacer unos agujeros 34, 35 en la barra 18; estos agujeros pueden ser más que los requeridos y se colocan en posiciones apropiadas alineadas con diferentes configuraciones de la placa 14. Cuando se configura la paca 14 para un tamaño específico de sopores, algunos de los agujeros 34, 35 se alinean con los conductos usados para transportar los fluidos, mientras que otros agujeros son innecesarios y, por lo tanto, se tapan con tapones no mostrados en las Figuras. Es lógico entonces que cuando las placas 14 se cambian de nuevo para usar soportes 7 de otros tamaños en la torreta 6, se tapan los agujeros que previamente se usaban, mientras que otros agujeros 34, 35 se destapan y se conectan a los circuitos de fluidos que proveen los soportes. Esta solución hace posible usar una sola barra 18 para una variedad muy amplia de dimensiones de soportes. Las placas 14, 17 están sostenidas en el segundo extremo por medio de una segunda barra 19, que también tiene una forma esencialmente paralelepipédica. De ser necesario, en versiones adicionales del invento, esta barra 19 puede también alojar los servicios de la torreta. La barra 18 también sirve para conectar estructuralmente el elemento de soporte 33 de la torreta, que también controla la rotación alrededor del eje X y los movimientos verticales. La torreta 6 es ligera porque su alma es hueca. La construcción es simplificada y modular, lo que hace fácil y rápido reponer los grupos 13 de soportes; esto no es el caso para torretas giratorias de tipo conocido, que se tienen que reponer en su totalidad cada vez que sea necesario cambiar los soportes de enfriamiento por cualquier motivo.

El dispositivo de moldeo por inyección según el invento también incluye medios de control, que no se describen en detalle, para operar la planta y llevar a cabo el proceso de moldeo por inyección. Dichos medios controlan el posicionamiento del brazo 3 cada vez que se descargan las preformas que se hacen en un ciclo de inyección; específicamente, el brazo se posiciona arriba de y alineado con los soportes que se vayan a ocupar en las caras exteriores 6', 6" de la torreta 6. De esta manera, las preformas que libera el brazo 3 por medio del mecanismo tipo guillotina caen por gravedad en los soportes 7 seleccionados en una cara externa 6 , 6 . La torreta giratoria 6 está equipada con medios de motor, que son de tipo conocido y no se muestran en detallen en las Figures, que controlan la rotación. La torreta giratoria 6 puede moverse hacia arriba y abajo de manera esencialmente vertical y controlada; los soportes colocados en las caras externas de la torreta, que deben recibir las preformas 5, deben acercarse lo mas posible a los soportes correspondientes del brazo 3 con el fin de asegurar un centrado y alojamiento precisos en las preformas 5. Cuando la torreta 6 se mueve hacia abajo, alejándose del brazo 3, esta puede girar libremente sobre el eje X sin interferir con el brazo 3 de arriba, o también simplemente con las preformas 5 saliendo hacia abajo, fuera del alcance del brazo 3. El dispositivo de moldeo según el invento actual consta de medios de extracción adecuados para liberar selectivamente las preformas 5 de los soportes 7 cuando el plástico haya alcanzado la temperatura predeterminada. En general, esta es la temperatura en la cual el plástico tiene una consistencia estructural que permite la transferencia de las preformas con seguridad a la siguiente etapa del proceso de producción; sin embargo, la temperatura se escoge en función del proceso de producción. Las Figuras 16 a la 20 muestran perspectivas detalladas de los medios de liberación de las preformas de los soportes. Estos consisten una estructura de soporte 20 que soporta una mesa 21, incluyendo un dispositivo para ajustar la altura del nivel de piso 22. Lo ideal es que este dispositivo esté equipado con un sistema de seguridad para emergencias o pérdidas de control, por ejemplo, si la torreta no se para a la altura correcta y sigue moviéndose hacia abajo. La mesa 21 sostiene en su lado superior una placa 23 con una serie de ranuras longitudinales 26 arregladas paralelas una a la otra; esencialmente, estas cubren la superficie útil entera de la placa 23. La placa está equipada con medios apropiados, tales como guías, no mostradas en detalle en las Figuras, que permiten que la placa se deslice en la dirección de las flechas "D" en ambas direcciones en relación con la mesa fija 21, que esta fijada al piso o simplemente a la estructura de la planta de moldeo. Un motor 24 -u otro medio similar de tipo neumático, hidráulico o eléctrico- mueve la placa 23 y la mantiene en cualquier posición intermedia durante el tiempo que se considere necesario para extraer las preformas. Lo ideal es que las ranuras son a través de ranuras en la placa 23 de manera que las preformas listas para su extracción de los soportes de la torreta, caigan por gravedad y pasen a través de la mesa 21. La mesa incluye una apertura apropiada en la parte central en donde se remueven las preformas de los soportes de las caras 6', 6 de la torreta 6 para dejarlas caer sobre una banda transportadora o dentro de un recipiente apropiado que es de tipo conocido y, en consecuencia, no mostrado en las Figuras. El grosor de la placa 23 en las orillas de las ranuras se escoge de manera que las orillas de la ranura en las secciones o dientes 29, 30 pueden engranarse con los anillos 9 de las preformas, colocándose en los huecos 42, 43 que están presentes entre la orilla exterior 31 de los soportes 7 y del anillo 9. Los dientes de extracción 29, 30 se pueden maquinar de la placa 23 o de las barras 32 o artículos de agarre semejantes de relleno fijados a la placa 23 con tornillos 36. Son también posibles otras soluciones que se consideran dentro del alcance de la invención. Se puede entender mejor la geometría de las ranuras 26 que se encuentran en la placa 23, que se muestra en perspectiva plana en la Figura 16a, a través de la Figura 17, que se refiere solamente a una porción de la placa 23, por ejemplo, una tercera parte o mitad, que ilustra de forma óptima la geometría entera de las ranuras. Los ejemplos que se presentan muestran un número de soportes en cada cara de la torreta de enfriamiento; este número es tres veces mayor al número de preformas enfriadas que se remueven de la torreta durante cada ciclo de descarga. Esto es igual a un número total de soportes en la torreta seis veces mayor al número de preformas producidas durante cada ciclo de moldeo. En esta versión específica, los anillos de las preformas 5 se muestran con unos círculos de línea delgada en las posiciones en donde la torreta de enfriamiento acerca las preformas a la placa de extracción 23, con la apertura hacia abajo. A lo largo, las ranuras 26 tienen varias secciones 29, 30 que crean constricciones en las ranuras 26 a distancias predeterminadas: las llamadas dientes. Además, las ranuras se encuentran como caracterización en muchas secciones 27, 28 con un ancho ligeramente mayor al diámetro del anillo de las preformas, intercaladas con las secciones angostas 29, 30, con el fin de que las preformas entren en las ranuras 26 de una sección adecuada para formar el plano común definido por todos los anillos 9 de las preformas 5, cuando estas estén agarradas por los soportes 7 de la cara 6 , 6" de la torreta 6 a tal nivel que las constricciones de las ranuras o dientes pueden agarrar los anillos 9. En dicho ejemplo, la placa 23 para extraer las preformas 5 de los soportes 7 se usa para extraer una preforma de cada grupo de tres preformas adyacentes durante cada ciclo de extracción. Así, la longitud de cada sección ancha 27, 28 permite el paso de un grupo de tres preformas colocadas una al lado de la ofra cuando la torreta baja sobre la placa 23. Cuando se mueve la placa 23 en la dirección de la flecha "D" por una sección igual a la distancia entre los ejes de las dos preformas adyacentes, los dientes 29, 30 entran en el espacio libre entre los anillos 9 y la superficie final 31 de los soportes y, así, encajan con los anillos 9 como se muestra en la Figura 9a. La Figura 8a muestra los dientes 29, 30 en la posición de no-engranada, y la Figura 10a muestra los dientes engranados listos para extraer las preformas. Cuando se levanta la torreta 6 y se mueve en dirección opuesta de la placa de extracción 23, los dientes 29, 30 sujetan varias preformas: especialmente, una de cada tres de las que están presentes en la cara de la torreta 6. Las ofras dos preformas de cada grupo se quedan en sus soportes para seguir el proceso de enfriamiento. Una vez que cada preforma 5 se libera completamente de su soporte, cae hacia abajo, pasando por las aperturas en la mesa 21. De nuevo se mueve la placa 23 una distancia igual a la distancia entre los centros de los dos soportes 7 para permitir el paso de grupos de tres preformas a través de los espacios 27, 28. Se repite el arriba mencionado ciclo cada vez que la torreta se baja hacia la placa de extracción y, cada vez que la placa 23 se mueve en la dirección de la flecha "D" la distancia requerida para hacer que los dientes 29, 30 se engranen con las preformas que han terminado el proceso de enfriamiento en los soportes. Se ilustran estos pasos en detalle en la Figura 17, que muesfra la posición de entrada de las preformas en la placa de extracción 23, y en la Figura 18, que muesfra la posición de la placa de extracción 23 cuando se agarran las preformas 18 de la fila a la izquierda con respecto a la posición mostrada en la Figura y todas las filas intercaladas con tres soportes de la primera. La Figura 19 muestra la posición de descarga de las preformas de la segunda fila después de la primera y de aquellas intercaladas con fres soportes, y la Figura 20 muesfra la posición de la tercera fila y de aquellas intercaladas con los tres soportes. Como alternativa a levantar la torreta 6, es posible también bajar la placa 23 para extraer las preformas 5 de los soportes 7, o de usar una combinación de los dos tipos de movimientos, es decir, bajar la placa y subir la torreta 6. Es posible usar el medio de extracción con las mesa 21 y la placa 23 en posiciones verticales o sesgadas sin salir del alcance de invento actual, en un área apropiada del molde en donde puede interactuar operacionalmente con la torreta 6. De nuevo, los movimientos de extracción ocurren a través del movimiento recíproco apartándose la torreta 6 y la mesa 21 y la placa 23. En esta versión, de ser necesario, medios de guía de las preformas podrían incluirse atrás de la placa 23; estos medios se quitarían de los soportes para facilitar la caída o se moverían a otro lugar. La placa puede ser arreglada para obrar en grupos de dos preformas durante cada ciclo de extracción de los soportes 7 sin alejarse del alcance del invento actual. Obviamente, esto resulta en ciclos de enfriamiento mas cortos en los soportes; la placa también puede actuar en grupos de cuatro preformas, que resulta en ciclos de enfriamiento mas largos. En seguida presentamos una descripción del proceso de producción de moldeo por inyección de preformas plásticas según el invento actual, haciendo referencia a las Figuras 1 a la 12 y de la 17 a la 20 que muestran de manera esquemática los pasos de moldeo secuenciales de las preformas 5 que se llevan a cabo usando el dispositivo de moldeo por inyección antes descrito según el invento actual. Las Figuras 1 y 2 muestran el primer paso en el cual las preformas 5, justo después de ser inyectadas dentro del molde, se liberan por medio de un molde superior de inyección 1 y caen por gravedad en el brazo 3. Aquí, se sostienen las preformas 5 porque la guillotina 40, 41, en su primera posición, permite que pase el cuerpo de la preforma pero no el cuello debido a la presencia del anillo 9, que tiene un diámetro mayor, véase la Figura 3, y un detalle aumentado en la Figura 3 a. La Figura 4 muestra el siguiente paso en el cual el brazo 3 se mueve arriba de la torreta giratoria 6, que tiene una de sus caras 6 , 6" en posición horizontal y el soporte abre hacia arriba, de manera que la geometría de la distribución del brazo 3 está exactamente encima de la distribución de los soportes, por ejemplo, tres en el ejemplo; sin embargo, son posibles ofras versiones dependiendo de la duración de los ciclos de moldeo y enfriamiento. Durante la transferencia, las preformas 5 están alojadas de lado tanto por la guillotina 40, 41 como por medio del centrado del cuello. En el paso mostrado en la Figura 5, se levanta la torreta 6 tan cerca sea posible al brazo 3. Luego, se liberan las preformas por medio de la operación de la guillotina 40, 41, estas caen por gravedad, y entran en los soportes 7 correspondientes. Cada operación de carga de las preformas del brazo 3 a la torreta 6 involucra el posicionamiento del brazo 3 en una posición predeterminada, dependiendo de la configuración de los soportes 7 que se vayan a llenar, con el fin de posicionar las preformas en el lugar correcto antes de liberarlas. En cuanto se recibe la carga de preformas durante un ciclo específico, se baja la torreta 6 y, así, se puede girar sobre su eje X inclusive antes de que el brazo 3 se haya movido de la posición de descargar encima de la torreta 6 a la posición de cargar entre el molde compuesto de inyección 1, 2. De esta manera, la operación y, así, el tiempo de trabajo de la torreta giratoria 6 es independiente del tiempo de trabajo del brazo 3. Entonces, se gira la torreta 6 180° alrededor de su eje X de manera que las preformas están posicionadas con el cuello hacia abajo. En el paso inicial de llenado de todos los soportes 7 de la torreta 6, la torreta no se baja hacia la placa de extracción 23; este paso puede considerarse un estado transeúnte inicial. Los grupos de los soportes se llenan en un orden predeterminado y se controlan por medio de los medios de control de la planta. Después de cada rotación de 180° de la torreta 6 sobre su eje X, se lleva a cabo el siguiente ciclo de recolección e inserción del siguiente grupo de preformas 5. Este proceso es idéntico en cada ciclo de manera que al final del paso inicial, todos los soportes 7 se han llenado con preformas 5 y, luego, empieza la operación de descarga de los grupos de preformas 5 entre una operación de carga y la siguiente. Luego, como se muestra en la Figura 7, se baja la torreta 6 de manera esencialmente vertical hasta que este cerca a la placa de extracción 23.

Obviamente, la torreta 6 también puede moverse en direcciones verticales e inclinadas dentro del alcance del invento actual. También es posible prever una versión en la cual la torreta 6 se mueve horizontalmente hacia el medio de descarga. La Figura 17 muestra las posiciones de las preformas 5 agarradas en los soportes de la cara de la torreta boca abajo, gracias al posicionamiento correcto de la placa de extracción 23. Luego, la placa 23 se desliza en el intervalo necesario para alinear los dientes 29, 30 con las preformas que se vayan a extraer, véanse las Figuras 8 y 9, que muestran el paso de inserción en los soportes. Las Figuras 10 y 11 muestran el paso de inserción de los dientes enfre el anillo 9 y los soportes 7. La Figuras 8a, 9a, 10a y lia muestran vistas detallas del proceso. Esto concierne a aquellas preformas que se cargaron primero en la torreta giratoria, es decir las preformas que estaban suficientemente frías como para ser descargadas. Cuando se levanta la torreta 6, los dientes 29, 30 agarran las preformas, véanse las Figuras 10 y 11, que caen por gravedad sobre el medio de colección, véase la Figura 12, que se encuentra bajo dicha torreta, estos medios son de tipo conocido y no se muesfran en las figuras. Entonces, la torreta 6 gira 180° de manera que los soportes ya liberados de las preformas se colocan con la apertura del soporte hacia arriba, dispuestos para recibir el siguiente grupo de preformas 5. Ahora, sigue el procedimiento a máxima velocidad, lo que significa que cada ciclo básico involucra una rotación de la torreta, una liberación de un grupo de preformas de la torreta con la misma conformación de distribución y cargado antes de los otros grupos en la torreta, y la carga de un nuevo grupo de preformas con la misma conformación de distribución en el brazo 3 de la torreta.

La solución descrita hace posible contener muchas preformas en un espacio muy pequeño que está equipado para enfriamiento efectivo. Se predetermina el total de las conformaciones diferentes disponibles en dos superficies 6', 6" basado en la duración total de la etapa de enfriamiento de las preformas 5 en la torreta 6. En esta versión ventajosa del invento, el vacío enfre los soportes de cada fila se elimina por medio de la inyección de aire a baja presión a fravés de los conductos 8 en los soportes con el fin de facilitar el proceso de extracción; esto se logra con medios conocidos que, en consecuencia, no se mostrarán en detalle aquí. Esto facilita y acelera la extracción de las preformas de los soportes. Es más costoso construir esta versión, que la versión sin los medios para remover el vacío en los soportes. El invento está adecuado para la optimización de ciclos individuales de trabajo y para incrementar la productividad total de la planta.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo para el acondicionamiento de preformas de plástico (5) que consta de una torreta (6) con por lo menos una cara (6', 6") provisto de una pluralidad de cavidades (7) para el acondicionamiento de preformas (5), las cavidades (7) están adaptadas para alojar en su interior dichas preformas (5), la torreta está fijada a una estructura de soporte con medios de motor adaptados para hacer que la torreta lleve a cabo movimientos espaciales, caracterizado por el hecho que dicha torreta (6) tiene una estructura que consta de una primera barra (18) de forma paralelepipédica, una segunda barra (19) paralela a la primera barra, uno o mas placas sustancialmente rectangulares (14, 17) caracterizado por que la una o mas placas sustancialmente rectangulares (14, 17) son intercambiables, tienen un grosor menor al de las citadas primera (18) y segunda (19) barra, están soportados en un extremo por la primera barra (18), en el segundo extremo por la segunda barra (19) y que consta de por lo menos una cara (6 , 6").

2. Un dispositivo conforme a la reivindicación 1, en el cual las preformas (5) definen un cuello y las cavidades de acondicionamiento (7) están provistas de medios (10 , 10") adecuados para alojar las preformas (5) con el cuello hacia abajo.

3. Un dispositivo conforme a la reivindicación 2, en el cual dichos movimientos espaciales constan de un primer movimiento de rotación alrededor de un eje (X) sustancialmente horizontal y un segundo movimiento de translación enfre una primera posición a la altura de los medios (3) para extraer las preformas del molde y una segunda posición cerca del dispositivo (23) para extraer las preformas (5) de las cavidades (7).

4. Una dispositivo conforme a la reivindicación 3, en el cual el eje de rotación (X) es horizontal y esencialmente ortogonal en una dirección (C) para alejar las preformas (5) del molde.

5. Un dispositivo conforme a la reivindicación 4, en el cual el dispositivo de extracción está colocado abajo de dicha segunda posición inferior de la torreta (6), y que está proporcionado con medios de agarre adecuados para la exfracción de las preformas de las cavidades (7) de la torreta (6).

6. Un dispositivo conforme a las reivindicaciones 1 ó 5, en el cual dichas placas (34, 17) son más que una y cada placa (14, 17) soporta varias cavidades.

7. Un dispositivo conforme a la reivindicación 6, en el cual la primera barra (18) aloja conductos adecuados para transportar fluidos de trabajo.

8. Un proceso para el acondicionamiento de preformas (5) de plástico usando el dispositivo como se reivindica en la Reivindicación 1, en el cual varias preformas se moldean en un molde adecuado que consta de varias cavidades de molde en donde las preformas quedan hasta que el plástico llega a una consistencia específica y, luego, son expulsadas cuando todavía están mas calientes que la temperatura ambiente, el proceso consta de los siguientes pasos: a) Transferir las preformas a un lugar fuera del molde, b) Insertar las preformas en las cavidades (7) correspondiente de la torreta (6), c) Enfriar las preformas (5) hasta que lleguen a una segunda temperatura predeterminada, d) Hacer que la torreta (6) gire alrededor de un eje sustancialmente horizontal caracterizado en que se proveen los pasos: e) Hacer que la torreta (6) se traslade verticalmente a una posición más baja, f) remover las preformas (5) de las cavidades (7) por medio de medios de agarre proporcionados en una mesa de descarga (23).

9. Un proceso conforme a la reivindicación 8, en que la torreta (6) está equipada con un número de cavidades que es un múltiplo de la pluralidad de cavidades de molde de inyección y en donde el paso de enfriamiento c) es un múltiplo del ciclo de inyección.

10. Un proceso conforme a la reivindicación 8, en que la extracción de las preformas (5) de las cavidades (7) se lleva a cabo por medio de agarrar, usando las constricciones del ancho de las ranuras provistas en la mesa de descarga adecuadas para la inserción en porciones específicas de las preformas.

11. Un proceso conforme a la reivindicación 9, en que las constricciones de ancho de las ranuras tienen la forma de dientes.

12. Un proceso conforme a la reivindicación 10, en que las preformas son preformas y los dientes se insertan enfre un anillo (9) colocado cerca al cuello de la preforma (5) y el exfremo del soporte (7) aloja dicha preforma.