PT821641E

PT821641E - Dispositivo para fabricar recipientes de um material termoplastico por meio de sopro ou estiramento-sopro

Info

Publication number: PT821641E
Application number: PT96913595T
Authority: PT
Inventors: Paul La Barre; Dominique Briere; Leon Coisy; Pascal Santais
Original assignee: Sidel Sa
Priority date: 1995-04-19
Filing date: 1996-04-16
Publication date: 2001-01-31
Also published as: GR3034540T3; AU5652996A; USRE39769E1; EP0821641B1; HK1010513A1; DE69609605T2; MX9708042A; FR2733176A1; CN1182384A; CA2218397C; EP0821641A1; JPH11504580A; ATE195094T1; WO1996033059A1; JP3500153B2; CN1061586C; AU707275B2; BR9604899A; CA2218397A1; ES2149470T3

Description

DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO PARA FABRICAR RECIPIENTES DE UM MATERIAL TERMOPLÁSTICO POR MEIO DE SOPRO OU ESTIRAMENTO-SOPRO" A invenção refere-se a aperfeiçoamentos introduzidos nos dispositivos que permitem fabricar recipientes, nomeadamente garrafas, de um material termoplástico por meio de sopro ou estiramento-sopro, a partir de uma pré-forma previamente aquecida, incluindo o referido dispositivo pelo menos um molde constituído por .dois meios-moldes apoiados por, respectivamente, dois porta-moldes móveis um relativamente ao outro. É vulgar que os meios-moldes sejam fixados aos respectivos porta-moldes de forma amovível para que os referidos meios-moldes possam ser substituídos ou trocados, em caso de danos e/ou desgaste e sobretudo em caso de fabricação de recipientes com formas e/ou dimensões diferentes, sem que seja necessário substituir o conjunto do dispositivo de moldagem.

Todavia, uma tal disposição está ainda longe de satisfazer totalmente os utilizadores. Com efeito, cada meio-molde é pesado (por exemplo, da ordem dos 25 a 30 kg para um molde feito de aço): os meios de fixação devem estar em condições de suportar este peso e compreendem cavilhas e/ou aparafusamentos numerosos; por outro lado, a manipulação de cada meio-molde deverá ser efectuada por várias pessoas e/ou com a ajuda de roldanas, para o que é necessária uma instalação apropriada sobre o dispositivo de fabricação. Cada meio-molde está equipado com meios de circulação de um ou vários fluidos para o arrefecimento e/ou o aquecimento das paredes do cunho: a substituição de cada meio-molde é acompanhada da desmontagem e -1-

fluidos depois da remontagem das ligações para os correspondentes, operações que necessitam de tempo. É necessário igualmente acrescentar uma consideração de ordem económica referente à própria constituição de cada meio-molde. 0 cunho que serve para moldagem sob pressão do recipiente definitivo deve apresentar um estado da superfície perfeitamente polido, ao qual, por outro lado, o material termoplástico quente não deve aderir: torna-se, portanto, necessário que o cunho seja constituído por um material metálico apropriado (por exemplo, aço inoxidável), que pode, no entanto, ser diferente conforme o material termoplástico empregado. Tendo em conta a estrutura monobloco do meio-molde, todo o meio-molde deve ser constituído por este material metálico apropriado, material nobre e portanto caro, e dado que a parte posterior dos meios-moldes apenas se destina a desempenhar uma função de resistência mecânica, conferindo rigidez e indeformabilidade ao molde, poderá perfeitamente servir um material menos nobre e portanto mais barato. A invenção tem essencialmente por objecto remediar na medida do possível os inconvenientes dos dispositivos de fabricação conhecidos actualmente e propor um dispositivo aperfeiçoado que permita uma mudança rápida e simples dos cunhos de moldagem para facilitar a adaptação do dispositivo a fabricações de recipientes diversos, e em que a estrutura aperfeiçoada seja finalmente menos dispendiosa que a dos dispositivos actuais, conservando no entanto as mesmas qualidades de resistência e de indeformabilidade.

Para estes fins, um dispositivo de fabricação de recipientes de material termoplástico, idêntico ao mencionado no preâmbulo e que é descrito no documento FR-A-2646802, caracteriza-se essencialmente, estando de acordo com a invenção, por cada meio-molde compreender um porta-casquilhos apoiado pelo porta-moldes respectivo e um casquilho (coquilha) munido de um meio-cunho do recipiente a obter e que se pode -2- \

L-Cj fixar de maneira amovível no seu porta-casquilhos por meios de fixação rápida, ficando o casquilho (coquilha) e o porta-casquilhos conformados de maneira complementar para ficarem em contacto mútuo pelo menos parcial com condução térmica, ao passo que as condutas e ligações para a circulação de fluido de arrefecimento e/ou de aquecimento, e eventualmente os órgãos guia dos meios-moldes para o fecho do molde, bem como os meios de compensação de pressão para manter o fecho do molde estanque durante a operação de sopro, estão previstos exclusivamente no porta-casquilhos.

Graças a esta disposição, separam-se a parte do meio-molde correspondente ao cunho, que pode ser economicamente fabricada de um material apropriado e relativamente caro, e a parte posterior do meio-molde, que assegura a rigidez e a resistência mecânica e que pode ser fabricada de um material menos nobre e menos caro (por exemplo, liga de alumínio vulgar).Além disso, como é mais leve, esta parte posterior apresenta uma menor inércia, o que contribui para facilitar os movimentos de rotação dos meios moldes. Além disso e sobretudo, a mudança de cunho para a fabricação de recipientes de formas diferentes apenas necessita da mudança do casquilho (coquilha), que tem um peso bastante inferior (por exemplo, da ordem dos 10 kg) ao do meio-molde completo e que se torna portanto manipulável directamente pelo homem: a instalação de manutenção (que se mantém todavia necessária para tratar outras peças e, nomeadamente, os porta-casquilhos do dispositivo) pode no entanto ser simplificada, e sobretudo o procedimento de substituição dos casquilhos torna-se mais rápido. Torna-se, por outro lado, muito mais rápido, uma vez que já não há necessidade de desmontar e depois voltar a montar as ligações dos fluidos, que se mantêm permanentemente ligadas aos porta-casquilhos.

Pode-se também prever uma normalização dos porta-casquilhos, que são de origem equipados com um conjunto de condutas de fluidos, entre as quais se seleccionam as que são -3- u úteis para uma determinada fabricação com um determinado cunho. Assim, é possível criar circuitos independentes que permitem realizar em cada porta-casquilhos e no próprio casquilho zonas com regulações de temperaturas diferenciadas. Daqui resulta ainda uma possibilidade de redução do custo de fabrico dos porta-casquilhos que acompanha a respectiva produção normalizada em maior número.

De preferência, as faces que funcionam, em conjunto em contacto com o casquilho e o porta-casquilhos são sensivelmente semi-cilindros de revolução com um eixo sensivelmente paralelo ao eixo do cunho do recipiente que se deseja fabricar; torna-se assim mais fácil concretizar faces cooperando em contacto mútuo que assegurem uma transferência térmica tão próxima quanto possível da de uma estrutura monobloco, o que pode, por outro lado, ser obtido prevendo que o casquilho e o porta-casquihos fiquem em contacto total de condução térmica. Todavia, é preciso notar aqui que estas disposições de acordo com a invenção oferecem também a possibilidade de fazer com que, quando isto for considerado desejável, o casquilho e o porta-casquilhos fiquem em contacto parcial de condução térmica, reservando zonas de limitação da condução térmica, o que constitui ainda um outro meio para criar, ao nível da parede do cunho, zonas com regulações de temperatura diferenciadas. É desejável, para permitir uma montagem rápida e portanto fácil do casquilho no porta-casquilhos, mantendo um posicionamento relativo dos casquilhos um com o outro, que as faces que cooperam em conjunto em contacto com condução térmica do casquilho e do porta-casquilhos sejam providas de meios de posicionamento axial mútuo; de preferência, os referidos meios de posicionamento axial mútuo compreendem um sistema de nervura(s) e garganta(s) funcionando em conjunto e estendendo-se circunferencialmente, o que, em combinação com a configuração pré-citada em semicilindro das referidas faces cooperantes do casquilho e do porta-casquilhos, permite uma -4- montagem muito simples, com um posicionamento muito preciso do casquilho, recorrendo a meios de fixação simplificados.

Assim, com vantagem, os meios de fixação rápida do casquilho sobre o porta-casquilhos estão previstos nas suas faces de união respectivas. No caso de faces cooperantes em semicilindro, os referidos meios de fixação estão situados nos respectivos bordos do casquilho e do semicasquilho, que são paralelos ao eixo do cunho; é então desejável que os meios de fixação rápida compreendam, por um lado, pelo menos uma espera para posicionamento da face de união do casquilho relativamente à face de união do porta-casquilhos e, por outro lado, os meios de fixação rápida por parafusos na face de união do porta-casquilhos com a superfície de vedação a estender-se sobre a face de união do casquilho, graças ao que a colocação e o bloqueio do casquilho no porta-casquilhos são obtidos por deslizamento curvilíneo do casquilho, guiado pelo sistema nervura(s)/garganta(s), na cavidade constituída pelo porta-casquilhos. Em particular, no caso dos porta-moldes serem articulados de forma rotativa um relativamente ao outro para constituir um molde do "porta folhas" ou «pasta», prevê-se para simplificar a montagem e a desmontagem que a referida espera esteja situada do lado da articulação dos porta-moldes e que os meios de fixação rápida por parafusos estejam situados do lado oposto.

Para fixar as ideias, pode-se indicar que num dispositivo de moldagem típico com a disposição de acordo com a invenção, o tempo de substituição de um par de casquilhos é da ordem dos 8 minutos, enquanto que o tempo da substituição de um par de meios-moldes num dispositivo anterior é da ordem dos 20 minutos, com a utilização de um material de manutenção apropriado. A invenção será melhor entendida com a leitura da descrição pormenorizada que se segue de uma forma de realização preferida, dada apenas a título de exemplo

V

ilustrativo. Nesta descrição, referimo-nos aos desenhos anexos, nos quais: - a figura 1 é uma vista esquemática superior de uma parte de um dispositivo de moldagem disposto de acordo com a invenção; - a figura 2 é uma vista de frente de um meio-molde em duas peças do dispositivo da figura 1; e - a figura 3 é uma vista inferior do meio-molde da figura 2.

Referindo-nos em primeiro lugar à figura 1, nela está representada uma parte de um dispositivo de fabricação de recipientes, nomeadamente de garrafas, feitas de material termoplástico, por exemplo, polietilenoteraftalato PET, polietilenoneaftalato PEN ou outro, bem como as suas ligas ou misturas, por meio de sopro ou estiramento-sopro de uma pré-forma previamente aquecida.

Este dispositivo inclui pelo menos um molde 1 constituído por dois meios-moldes 2 apoiados, respectivamente, por dois porta-moldes 3 móveis um relativamente ao outro. No exemplo representado, os dois porta-moldes 3 são constituídos na forma de duas estruturas envolventes montadas de maneira a rodarem num eixo de rotação comum 4, de tal maneira que os dois meios-moldes se possam afastar um do outro rodando (estrutura dita em forma de "porta-folhas" ou de «pasta»). 0 movimento dos porta-moldes na abertura e no fecho pode ser assegurado, de uma maneira clássica, por um sistema de braços de tracção articulados em 5 nos porta-moldes respectivos à distância do eixo 4 destes.

Meios de fixação por parafusos, designados no seu conjunto por 6, asseguram a fixação dos dois meios-moldes em posição de fecho e de moldagem. -6- VΓ u

De acordo com a invenção, cada meio-molde é constituído sob a forma de dois subconjuntos, a saber, um casquilho 7 munido de um meio-cunho 8 do recipiente a fabricar e um porta-casquilho 9, que apoia o casquilho 7 e que está ele próprio fixado no porta-moldes 2 correspondente.

Pode considerar-se que cada porta-casquilho 9 corresponde exteriormente, na forma e nas dimensões, ao porta-moldes das estruturas anteriores e pode portanto ser fixado ao respectivo porta-moldes 3 da mesma maneira, por exemplo, por meio de cavilhas 10, podendo as furações e as aberturas de rosca serem em número e em disposição idênticas às dos arranjos anteriores.

Como é visível na figura 3, cada porta-casquilho possui condutas interiores 11 e ligações 12 necessárias para a circulação de pelo menos um fluido de arrefecimento ou de aquecimento da parede do cunho. Estas condutas e ligações podem estar previstas num número qualquer e serem, por exemplo, independentes umas das outras, de maneira a deixar em seguida toda a latitude, por sua ligação exterior apropriada, para constituir circuitos de configurações diferentes e/ou independentes segundo o tipo de recipientes a fabricar e o tipo de material empregado. É desta maneira possível normalizar em certa medida o fabrico dos porta-casquilhos 9 e reduzir o seu preço de custo.

Em virtude do cunho 8 estar fisicamente separado do porta-casquilho 9, pode fabricar-se este de um material menos nobre, por exemplo, liga de alumínio vulgar, mesmo quando o casquilho é fabricado de aço, o que permite também economizar no seu custo; além disso, o porta-casquilho 9 assim fabricado é menos pesado que um porta-casquilho de aço, o que diminui de maneira desejável a sua inércia e influi favoravelmente no funcionamento dinâmico do molde. -7- t p Lc,

Cada casquilho 7 apresenta um meio-cunho 8 do recipiente final embebido na sua face de união 13. A face externa 14 de cada casquilho 7 tem a forma geral de um semicilindro de revolução, cujo eixo é sensivelmente paralelo ao eixo do cunho 8 do recipiente; na prática, o cunho é coaxial com o semicilindro. O casquilho 7 repousa numa cavidade 15 de forma complementar feita no porta-casquilho 9. As formas do casquilho e do porta-casquilho são perfeitamente adaptadas e o seu contacto é tão estreito quanto possível. Pode-se assim prever que as faces encostadas 14 e 15 do casquilho 7 e do porta-casquilho 9 fiquem na sua totalidade em contacto de condução térmica, de maneira que a transferência térmica de uma para a outra seja tão boa quanto possível e se aproxime do melhor da de um meio-molde monobloco.

Todavia, é igualmente desejável que as duas faces encostadas 14 e 15 estejam apenas parcialmente em contacto de condução térmica, com reserva de zonas de limitação da condução térmica; fica-se assim em condições de efectuar regulações de temperatura diferenciadas ao nível da parede do cunho. Para que o cunho 8 apresente o acabamento polido exigido e o material termoplástico quente não adira à sua superfície, os casquilhos são realizados num material apropriado, por exemplo, aço inoxidável. A conservação de uma adequação perfeita das formas das partes em contacto do porta-casquilho 9 e do casquilho 7 necessita de uma escolha de materiais que apresentem coeficientes de dilatação térmica sensivelmente idênticos.

No exemplo representado na figura 2, o recipiente a fabricar possui um fundo de forma complexa (fundo petaloide) e os imperativos de desmoldagem do recipiente após a sua formação conduzem à previsão de um fundo de molde 25 separado distinto dos meios-moldes 2, que inclua o cunho do fundo do recipiente. Deve referir-se aqui que a figura 3 é uma vista inferior do meio-molde da figura 2, não estando representado o fundo do molde 25. -8-

V

0 posicionamento axial mútuo do porta-casquilho 9 e do casquilho 7 é obtido por um conjunto de elementos cooperantes nervura(s)/garganta(s) encaixados um no outro. Como é mostrado na figura 3, o casquilho 7 tem duas gargantas 17 embebidas circunferencialmente na sua face exterior 14 a uma distância axial uma da outra; também, a face em cavidade 15 do porta-caquilho 9 apresenta duas nervuras 18, que encaixam sem folga nas duas gargantas 17 respectivas. Uma vez o casquilho 7 colocado no porta-casquilho 9, não pode deslocar-se axialmente relativamente a este, podendo apenas deslizar por rotação em torno do seu eixo na cavidade 15.

Para bloquear totalmente o casquilho no porta-casquilho, estão previstos meios de fixação rápida ao nivel da face de união 13 do casquilho e da face de união 18 do porta- casquilho. Para este efeito, estão previstos alojamentos respectivos 19 e 20 abertos nos bordos em frente das referidas faces de união 13 e 18, respectivamente. Os fundos dos alojamentos 19 do casquilho 7 constituem apoios planos, nos quais podem apoiar-se os órgãos de bloqueio do porta-casquilho 9. Estes órgãos de bloqueio podem ser feitos de várias maneiras bem conhecidas dos técnicos na matéria. No exemplo representado na figura 2, trata-se de placas salientes 21 com uma abertura alongada 22 e retidas por um parafuso 23 fixado ao fundo do alojamento 20 correspondente da face de união 18 do porta-casquilho 9; esta disposição oferece a vantagem do casquilho ficar liberto, desde que as placas 21 sejam desbloqueadas e empurradas para o exterior, sem que seja necessário desmontar totalmente os parafusos 23. Não obstante este facto, o bloqueio do casquilho no porta-casquilho poderá ser obtido igualmente com a ajuda de um parafuso de cabeça grande sobrepondo-se à parte plana dos alojamentos 19 ou então com a ajuda de parafusos de cabeça excêntrica e de aparafusamento rápido.

Deve notar-se que, na prática, os dois órgãos de bloqueio 21 situados do lado adjacente ao eixo de rotação 4, no caso de -9- um molde em forma de "pasta", não tem de ser accionados e podem assim constituir simples esperas (com a possibilidade de regulação da posição destas esperas) sob as quais as partes planas dos alojamentos 19 respectivos são conduzidas quando o casquilho é introduzido no porta-casquilho, fazendo-as deslizar com rotação deste. De resto, tendo em conta a posição destes dois órgãos de bloqueio 21 situados no fundo do molde aberto, o seu acesso torna-se difícil e a sua desmontagem alongaria sem utilidade o processo de substituição do casquilho 7.

Finalmente, cada porta-casquilho 9 é disposto da mesma maneira que o meio-molde anterior, do qual retoma os elementos necessários ao funcionamento correcto do dispositivo de moldagem e nomeadamente os meios de fixação 10 no porta-moldes correspondente 3, os dedos 24 (e os respectivos alojamentos no outro porta-casquilho), que servem de guia para o fecho do molde, a face posterior equipada com uma câmara e com uma junta tórica para a compensação de pressão (não representada nos desenhos), . . . É portanto possível substituir numa instalação pré-existente os meios-moldes monobloco tradicionais por meios-moldes bi-elementares de acordo com a invenção. Como é evidente e como resulta já do que atrás se diz, a invenção não se limita a estes dois modos de aplicação e de realização, que foram mais especialmente considerados; abraça, pelo contrário, todas as variantes.

Lisboa, 19 de Outubro de 2000

O AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para fabricar recipientes, nomeadamente garrafas, de material termoplástico por sopro ou estiramento-sopro duma pré-forma previamente aquecida, possuindo o referido dispositivo pelo menos um molde (1) constituído por dois meios-moldes (2) suportados por, respectivamente, dois porta-moldes (3) móveis um relativamente ao outro, caracterizado por cada meio-molde (2) compreender um porta-casquilho (9) suportado pelo porta-molde (3) respectivo e um casquilho (7), que inclui um meio-cunho (8) do recipiente a obter e que pode fixar-se de forma amovível ao seu porta-casquilho (9) por meio de fixação rápida (19-23), estando o casquilho (7) e o porta-casquilho (9) conformados de forma complementar para estarem em contacto mútuo de condução térmica pelo menos parcial, enquanto que as condutas e ligações de circulação de fluidos de arrefecimento e/ou de aquecimento (11, 12) estão previstas exclusivamente no porta-casquilho.
2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as faces cooperantes (14, 15) do casquilho (7) e do porta-casquilho (9) estarem em contacto total de condução térmica.
3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as faces cooperantes (14, 15) do casquilho (7) e do porta-casquilho (9) estarem em contacto parcial de condução térmica, reservando zonas de limitação da condução térmica.
4. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por as faces cooperantes (14, 15) mutuamente em contacto do casquilho (7) e do porta-casquilho (9) serem sensivelmente semi-cilíndricas da -1- Γ LCj revolução com um eixo sensivelmente paralelo ao eixo do cunho (8) do recipiente a fabricar.
5. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado por as faces cooperantes (14, 15) em contacto mútuo do casquilho e o do porta-casquilho serem providas de meios (16, 17) de posicionamento axial mútuo.
6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por os meios de posicionamento axial mútuo compreenderem um sistema de nervura(s) (16) e de garganta(s) (17) cooperantes, que se estendem circunferencialmente.
7. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado por os meios (19-23) de fixação rápida do casquilho (7) no porta-casquilho (9) estarem previstos nas suas faces de união respectivas (13, 18).
8. Dispositivo de acordo com as reivindicações 4 e 7, caracterizado por os meios (19-23) de fixação rápida do casquilho e do porta-casquilho estarem situados nos seus respectivos bordos paralelos ao eixo do cunho.
9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por os meios (19, 23) de fixação rápida compreenderem, por um lado, pelo menos uma espera de posicionamento da face de união do casquilho relativamente à face de união do porta-casquilho e, por outro lado, meios de fixação rápida por parafusos ‘(23) na face de união (18) do porta-casquilho (9) com a superfície de fecho (21) estendendo-se sobre a face de união (19) do casquilho.
10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, no qual os porta-moldes são articulados de forma rotativa um relativamente ao outro para constituir um molde do tipo «pasta», caracterizado por ao menos uma espera estar situada do lado da articulação (4) dos porta-moldes (3) e -2- por os meios de fixação rápida por parafusos estarem situados do lado oposto.
11. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado por o porta-casquilho (9) ser também provido de órgãos (24) para guiar os meios-moldes para o fecho do molde.
12. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado por pelo menos um dos porta-casquilhos estar equipado com meios de compensação de pressão apropriados para manter o fecho estanque do molde durante a operação de sopro.
13. Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado por os porta-casquilhos (9) estarem equipados com um conjunto de condutas de fluidos, graças ao que é possível criar circuitos apropriados para uma determinada fabricação com um determinado cunho. Lisboa, 19 de Outubro de 2000 0 AGENTE OFICIAI. DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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