ES2339973T3 - Unidades de moldeo por soplado y maquina de moldeo por soplado de paso varible. - Google Patents
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Abstract
Conjunto que comprende unas unidades de moldeo de materiales polímeros, estando estas unidades dispuestas unas a continuación de las otras en una fila móvil, comprendiendo cada una de dichas unidades de moldeo un molde, comprendiendo este molde dos piezas móviles una con respecto a la otra alrededor de un eje de articulación (60), interviniendo el desplazamiento de estas dos piezas (30a, 30b) una con respecto a la otra cuando tiene lugar la apertura y el cierre del molde, caracterizado porque el conjunto comprende unos rodillos (40) que cooperan con una leva (50), estando cada uno de dichos rodillos (40) unido por unas bielas (90) a los dos ejes de articulación (60) de unidades de moldeo contiguas, siendo la trayectoria descrita por los rodillos (40) contra la leva (50) y la trayectoria descrita por los ejes de articulación (60) llevadas a aproximarse una a la otra sobre una carrera predeterminada de las unidades de moldeo, de manera que la distancia entre los ejes de articulación (60) de la unidades de moldeo contiguas aumenta en esta carrera.
Description
Unidades de moldeo por soplado y máquina de
moldeo por soplado de paso variable.
La presente invención se refiere al campo
técnico de las máquinas de moldeo, de soplado o de estirado por
soplado.
En una máquina de soplado, el semielaborado de
recipiente es una preforma previamente inyectada.
Es conocido fabricar unos recipientes, en
particular unas botellas, en materiales termoplásticos tales como
el polietilentereftalato (PET) mediante estirado por soplado de
preformas dispuestas en el interior de un molde cuya cavidad de
moldeo tiene la forma del recipiente a obtener.
Para ello, unas preformas que tienen la forma de
un tubo cilíndrico cerrado por un extremo y cuyo otro extremo,
abierto, constituye el gollete de la botella a obtener, son
llevadas, en un puesto de acondicionamiento térmico, a una
temperatura tal que puedan ser deformadas.
A continuación, las preformas calientes son
transferidas a un molde constituido por dos semimoldes ensamblados
donde son estiradas y sopladas, siendo el soplado realizado por
medio de un fluido gaseoso a presión, en general
aire.
aire.
Las presiones utilizadas cuando tiene lugar el
soplado alcanzan frecuentemente 40 bars. Resulta de ello que cuando
tiene lugar la fabricación de una botella de un contenido de 1,5
litros que tiene una superficie proyectada de 250 cm^{2}
aproximadamente, una fuerza del orden de 9.800 decanewtons tiende a
separar los dos semimoldes unidos que constituyen el molde de
soplado.
El documento FR 2 793 722, que representa el
preámbulo de la reivindicación 1, del solicitante da a conocer un
ejemplo de máquina de soplado de tipo de carrusel que comprende un
mecanismo de cierre y de enclavamiento combinados de una unidad de
moldeo denominada "en portafolio".
La figura 1 adjunta ilustra esquemáticamente
esta técnica anterior.
Dos soportes de molde 1 están articulados a un
chasis 2, solidario de un rotor arrastrado en rotación alrededor de
un eje 3.
El rotor comprende varias unidades de moldeo
idénticas repartidas angularmente alrededor del eje 3 de
rotación.
En posición abierta, el molde está abierto
radialmente hacia el exterior y el semielaborado de recipiente
puede ser introducido entre los dos semimoldes o bien según el eje 4
del molde, o bien según una dirección orientada de forma
sustancialmente radial desde el exterior hacia el interior.
La apertura de la unidad de moldeo se obtiene
tirando de los soportes 1 radialmente hacia el interior del
carrusel.
Para ello, la unidad de moldeo comprende una
deslizadera 5 que desliza sobre el chasis 2 según una dirección
radial entre una posición retrasada de apertura y una posición
avanzada de cierre.
Cada unidad de moldeo está provista de dos
bieletas 6. Cada bieleta 6 une en articulación un soporte 1 a la
deslizadera 5.
En posición cerrada del los moldes, la
orientación de las bieletas 6 es sustancialmente perpendicular al
plano de junta de los dos semimoldes.
En posición cerrada de los moldes, la
orientación de las bieletas 6 es sustancialmente perpendicular a la
dirección radial de deslizamiento de la deslizadera 5.
La deslizadera 5 es desplazada entre sus
posiciones avanzada y retrocedida por un dispositivo que combina
por una parte un accionador 7 tal como un gato de doble efecto y por
otra parte un dispositivo de leva 8 y con seguidor de leva 9.
El accionador 7 está orientado radialmente con
respecto al rotor de la máquina. El pistón 10 del accionador 7 se
encuentra siempre a la misma distancia del eje de rotación del rotor
mientras que el cuerpo 11 del accionador 7 es susceptible de seguir
los movimientos radiales de la deslizadera 5.
La deslizadera 5 soporta el rodillo 9 montado en
rotación alrededor de un eje vertical y que coopera con la leva 8
fija dispuesta sobre una parte de la periferia del rotor.
La leva 8 está dispuesta radialmente en el
exterior con respecto al rodillo 9. La misma presenta así un tramo
central 12 circular cuyo eje está confundido con el del eje 3 del
rotor y que presenta un radio R1.
A cada lado del rotor, está prevista un tramo de
acoplamiento 13 y un tramo de desacoplamiento 14.
El tramo de acoplamiento 13 está situado antes
del tramo central 12 sobre la trayectoria del rotor, por tanto la
del rodillo 9.
El tramo de acoplamiento 13 permite llevar
radialmente el rodillo 9 hacia el interior desde un radio R2, que
es superior al radio R1 y que corresponde a la posición avanzada de
cierre de la deslizadera 5, hasta el radio R1 que corresponde a la
posición de apertura de la deslizadera 5.
En los párrafos siguientes de la descripción del
estado de la técnica, el accionador 7 citado será un gato de doble
efecto.
La leva 8 se extiende en total solamente sobre
un sector de aproximadamente 90º alrededor del eje 3 de rotación
del rotor.
Cuando la unidad de moldeo considerada no está
frente a la leva 8, el gato 7 es alimentado con fluido de tal
manera que la deslizadera 5 sea empujada hacia el exterior del
carrusel, provocando el apriete de los dos semimoldes uno contra el
otro.
Justo antes de que la unidad de soplado llegue
frente a la leva 8, se alimentan las dos cámaras del gato 7 bajo la
misma presión de fluido.
Así, cuando el rodillo 9 llega en contacto con
el tramo de acoplamiento 13 de la leva 8, el esfuerzo ejercido por
el gato 7 es suficientemente bajo para permitir que la leva 8 empuje
hacia el interior del carrusel la deslizadera 5 sin que ello
provoque una sacudida notable.
La compresión del aire contenido en la cámara
externa del gato 7 debe ser tal que el gato continúe ejerciendo un
cierto esfuerzo sobre la deslizadera 5, para aplicar el rodillo 9
sobre la leva 8 sin que rebote.
Cuando el rodillo 9 alcanza el tramo central 12
de la leva 8, la deslizadera 5 ha alcanzado su posición más
retrasada y la unidad de moldeo está completamente abierta.
Cuando el rodillo 9 aborda el tramo de
desacoplamiento 14 de la leva 8, el esfuerzo ejercido por el gato 7
debe ser mantenido suficiente para que la deslizadera 5 sea llevada
de nuevo radialmente hacia el exterior y que el movimiento de
cierre de la unidad de moldeo que de ello resulta se realice sin
esfuerzo excesivo, de manera fluida.
Cuando el rodillo 9 ha sobrepasado el final del
tramo de desacoplamiento 14, la unidad de moldeo se encuentra
entonces en posición de cierre y entonces es posible alimentar sólo
la cámara externa del gato 7 para evitar cualquier retroceso de
este gato 7.
La máquina descrita en el documento FR 2 793 722
es completamente satisfactoria pero adolece sin embargo de algunos
inconvenientes.
En primer lugar, los movimientos de la
deslizadera 5 que condicionan la fuerza de apriete de los moldes,
así como su apertura/cierre depende en particular de la presión de
trabajo en el gato 7. Es delicado controlar las presiones en cada
gato 7 en el curso de la rotación de las unidades de moldeo.
En segundo lugar, la configuración de la máquina
presentada en el documento FR 2 793 722, no es compacta.
El documento FR 2 825 659 describe un carrusel
de máquina de moldeo por inyección o por soplado tal como el
representado en la figura 2.
Cada semimolde 1', 1'' está articulado por medio
de una biela de unión 3a, 3b sobre una pieza 4a, 4b que está
montada pivotante alrededor de un eje 5a, 5b.
Las piezas pivotantes 4a, 4b son movidas en
rotación cada una por una biela de accionamiento 6a, 6b articulada
por sus extremos respectivamente a dicha pieza 4a, 4b y a un carro
de traslación.
Una traslación del carro provoca por medio de
las bielas 6a, 6b, el pivotamiento de las piezas 4a, 4b y así el
cierre o la apertura de los moldes por la acción de las bielas de
unión 3a, 3b sobre los semimoldes 1', 1'', siendo los ejes de
pivotamiento 20, 5a y 5b fijos con respecto al movimiento del carro
7.
Para accionar el carro, un vástago 21 de empuje
y de tracción articulado, por una parte a dicho carro, y por otra
parte, a una biela 22 que está montada de manera pivotante alrededor
de un eje 23 y que está provista de un rodillo de eje 23. El
rodillo está destinado a cooperar con una leva 24, para asegurar la
apertura y el cierre de los moldes.
La estructura descrita en el documento FR 2 825
659 no es compacta.
El solicitante se ha preocupado por resolver los
problemas mencionados previamente.
Con este fin, la invención se refiere, según un
primer aspecto, a un conjunto que comprende unas unidades de moldeo
de materiales polímeros.
Por unidad de moldeo, se designa tanto unas
unidades para el moldeado por inyección, como unas unidades de
soplado o de estirado por soplado.
Estas unidades están dispuestas unas a
continuación de las otras en una fila móvil, por ejemplo en circuito
sin fin, y en particular en una máquina de carrusel.
Cada una de dichas unidades de moldeo comprende
por lo menos un molde, comprendiendo este molde dos piezas móviles
una con respecto a la otra alrededor de un eje de articulación.
El desplazamiento de estas dos piezas de molde
una con respecto a la otra interviene cuando tiene lugar la
apertura y el cierre del molde.
El conjunto comprende unos rodillos que cooperan
con una leva, estando cada uno de dichos rodillos unido por unas
bielas a los dos ejes de articulación de unidades de moldeo
contiguas.
La trayectoria descrita por los rodillos contra
la leva y la trayectoria descrita por los ejes de articulación son
llevadas a aproximase una a la otra sobre una carrera predeterminada
de las unidades de moldeo, de manera que la distancia entre los
ejes de articulación de las unidades de moldeo contiguas aumenta en
esta carrera.
Se obtiene así un conjunto que comprende unas
unidades de moldeo de paso variable.
Según diversas formas de realización, el
conjunto presenta los caracteres siguientes, en caso necesario
combinados.
Los rodillos siguen una trayectoria que tiene un
radio de curvatura sustancialmente fijo, y son los ejes de
articulación de los moldes los que siguen una trayectoria que se
aproxima a la de los rodillos.
Los ejes de articulación siguen una trayectoria
que tiene un radio de curvatura sustancialmente fijo, y son los
rodillos los que siguen una trayectoria que se aproxima a la de los
ejes de articulación.
Las dos piezas móviles de las unidades de moldeo
son unos portamoldes, o forman cada una un semimolde, estando los
dos semimoldes articulados uno al otro alrededor de dicho eje de
articulación.
Cada portamolde o cada semimolde de una unidad
de moldeo está unido por una biela o una articulación a un
portamolde o un semimolde de una unidad de moldeo contigua.
La invención se refiere, según un segundo
aspecto, a una máquina de moldeo, de soplado, o de estirado por
soplado de recipientes de termoplásticos, en particular PET, PEN,
comprendiendo esta máquina por lo menos un conjunto tal como el
presentado anteriormente.
En una forma de realización particular, las
unidades de moldeo son unas unidades de soplado montadas móviles en
rotación alrededor de un eje de carrusel sustancialmente vertical,
comprendiendo cada una de dichas unidades de soplado dos soportes
de moldes sustancialmente idénticos, estando estos soportes montados
articulados uno al otro alrededor de un eje de articulación
sustancialmente vertical, cooperando los rodillos con una pista,
estando cada uno de dichos rodillos unido por unas bielas a los dos
ejes de articulación de unidades de moldeo contiguas, siendo la
trayectoria descrita por los rodillos contra la pista y la
trayectoria descrita por los ejes de articulación llevadas a
aproximarse una a la otra en una carrera predeterminada de las
unidades de moldeo, de manera que la distancia entre los ejes de
articulación de las unidades de moldeo contiguas aumenta en esta
carrera.
En una forma de realización, los rodillos siguen
una trayectoria sustancialmente circular de radio R1 con respecto
al eje del carrusel, siguiendo ejes de articulación una trayectoria
sustancialmente circular de radio R3 con respecto al eje del
carrusel.
Los rodillos o los ejes de articulación siguen,
para un valor de carrera angular predeterminado del carrusel, una
trayectoria de radio de curvatura R2 comprendido entre R1 y R3,
siendo este radio de curvatura en particular fijo.
En una forma de realización particular, los
radios de curvatura R1 y R2 están definidos por un camino de levas
provisto de un plano de simetría sustancialmente vertical.
Otros objetivos y ventajas de la invención se
pondrán más claramente de manifiesto a partir de la descripción
siguiente de modos de realización, descripción que será efectuada
haciendo referencia a los planos adjuntos, en los que:
- las figuras 1 y 2 son unas vistas de máquinas
propuestas en la técnica anterior;
- la figura 3 es un esquema de principio de una
máquina según la invención, provista de medios de separación de los
moldes y de apertura/cierre asimétricos de los moldes;
- la figura 4 es una vista del detalle de una
variante de realización.
Los soportes de molde 30a, 30b están
esquematizados en la figura 3. Estos soportes de molde están
destinados cada uno a soportar un semimolde (no representado).
En el modo de realización de la figura 3, los
soportes de molde presentan sustancialmente la forma de un semitubo
de manera que reciban unos moldes semicilíndricos.
Para cada unidad de molde, los dos soportes 30a,
30b están articulados entre una posición cerrada, y unas posiciones
de apertura.
En posición cerrada, los soportes 30a, 30b
definen un espacio interno sustancialmente cilíndrico de tal manera
que los semimoldes que soportan estén apoyados uno contra otro por
sus caras de plano de junta respectivas.
Cada unidad de moldeo (o de soplado, de estirado
por soplado) está unida a un rodillo 40 o patín de guiado.
El rodillo 40 coopera con un camino de levas 50,
o un raíl de guiado curvo.
Para cada unidad de moldeo, los soportes 30a,
30b o portamoldes están articulados entre sí, alrededor de un eje
60.
Cuando tiene lugar la rotación de unidades de
moldeo alrededor del eje 70 del carrusel, los ejes 60 de
articulación de los portamoldes 30a, 30b tienen una carrera
sustancialmente circular de radio R3 alrededor del eje central 70
del carrusel.
Cada soporte 30a, 30b de una primera unidad dada
de moldeo está unido por una biela articulada 80 al soporte más
próximo de una segunda unidad de moldeo contigua.
En una forma de realización, las bielas 80 están
reemplazadas por unos ejes de articulación que unen los soportes
inmediatamente próximos de las unidades de moldeo contiguas.
Cada eje de articulación 60 de los soportes 30a,
30b está unido a dos rodillos 40 o patines de guiado, por unas
bielas 90.
Cuando los rodillos 40 o patines de guiado
circulan contra una primera parte en arco de circulo de radio R1
del camino de levas 50, las unidades de moldeo están cerradas y
equidistantes con un paso predeterminado.
Cuando los rodillos 40 encuentran el tramo de
acoplamiento 100, siendo la posición radial del eje de articulación
60 sobre el radio R1 fija, y siendo las bielas 90 rígidas, las
unidades de moldeo se separan unas de otras.
Se obtiene así una variación del paso entre
unidades de moldeo.
Siguiendo los ejes de articulación 60 de los
soportes 30a, 30b una carrera circular de radio R1 y estando los
soportes 30a, 30b contiguos unidos por unas bielas rígidas 80, la
separación de las unidades de moldeo se obtiene simultáneamente con
una separación de los soportes 30a, 30b que permite la apertura de
los moldes.
Tal como aparece en la figura 3, la apertura de
los moldes es asimétrica. En efecto, mientras que uno de los
soportes de un molde que entra en la zona de apertura 110 está aún
retenido por una primera biela 80 a un molde no abierto, el otro
soporte está unido por una segunda biela 80 a un molde abierto
120.
Esta apertura asimétrica es ventajosa.
En los dispositivos de carrusel de soplado
utilizados actualmente, los dos semimoldes se abren de forma
sustancialmente simétrica a ambos lados del plano de junta, siendo
estos planos de junta sustancialmente radiales.
En estos dispositivos conocidos, los medios de
introducción de semielaborados y los medios de extracción de
botellas están dispuestos en forma de ruedas de transferencia
rotativas provistas de pinzas de asido soportadas por unos brazos
aproximadamente radiales. Cada pinza debe acompañar el molde en una
porción de su trayectoria rotativa, con como complemento:
- -
- un movimiento con componente radial para penetrar en el molde;
- -
- un movimiento con componente radial para salir del molde;
debiendo estos desplazamientos de pinzas ser
efectuados sin interferencia física con los bordes de los
semimoldes, del semielaborado y del recipiente.
Resulta de ello una disposición relativamente
compleja de los medios de introducción y de los medios de
extracción.
Para la utilización de una estructura tal como
la representada en la figura 3, es posible obtener una apertura
asimétrica de los moldes. Para una máquina de soplado, es posible
así reducir los tiempos de introducción del semielaborado y de
liberación de las botellas.
La estructura presentada en la figura 3 permite
además el empleo de medios de asido de estructura simplificada, tal
como la representada por ejemplo en el documento FR 2 881 678 del
solicitante.
Este documento FR 2 881 678 ha sido presentado
el 8 de febrero de 2005. Desde entonces, este documento no ha sido
publicado hasta el día de presentación de la presente solicitud de
patente francesa. La realización de moldes con apertura asimétrica
ha sido descrita en el documento FR 2 881 678 del 8 de febrero
también.
En la variante de realización de la figura 4,
las unidades portamoldes o soportes 30a, 30b están siempre unidos
entre sí por unas bielas 80.
Los ejes de articulación 60 ya no siguen una
carrera circular fija, sino un camino de levas análogo al
referenciado 50 en la figura 3. Los rodillos 40 siguen entonces un
trayecto circular de radio R1 fijo.
La invención ofrece numerosas ventajas.
Algunas de estas ventajas están indicadas a
continuación, no ilustrando su orden de enumeración necesariamente
su importancia relativa, que puede variar en función de las
aplicaciones previstas para la máquina.
En primer lugar, la compacidad de la máquina
está aumentada. Las unidades de moldeo sólo están separadas entre
sí en las zonas en las que esta separación es útil, es decir las
zonas de apertura y de cierre de los moldes.
En segundo lugar, siendo la apertura de los
moldes asimétrica, la separación de los moldes en las zonas de
apertura y de cierre es menos importante que en las máquinas
convencionales con ángulo de apertura agudo o de apertura simétrica
de los moldes.
En tercer lugar, siendo la apertura de los
moldes asimétrica, es posible emplear unos medios de asido de
semielaborado y de botellas que tienen una estructura más simple, y
unas velocidades de trabajo más importantes.
En cuarto lugar, los moldes pueden ser
desmontados independientemente unos de otros, para
mantenimiento.
En quinto lugar, se pueden evitar los medios de
enclavamiento convencionales de los moldes, en particular cuando la
presión interna en los moldes no es muy elevada. Como esta fase de
enclavamiento corresponde a una carrera angular del carrusel, da
como resultado una mayor productividad.
Claims (13)
1. Conjunto que comprende unas unidades de
moldeo de materiales polímeros, estando estas unidades dispuestas
unas a continuación de las otras en una fila móvil, comprendiendo
cada una de dichas unidades de moldeo un molde, comprendiendo este
molde dos piezas móviles una con respecto a la otra alrededor de un
eje de articulación (60), interviniendo el desplazamiento de estas
dos piezas (30a, 30b) una con respecto a la otra cuando tiene lugar
la apertura y el cierre del molde, caracterizado porque el
conjunto comprende unos rodillos (40) que cooperan con una leva
(50), estando cada uno de dichos rodillos (40) unido por unas bielas
(90) a los dos ejes de articulación (60) de unidades de moldeo
contiguas, siendo la trayectoria descrita por los rodillos (40)
contra la leva (50) y la trayectoria descrita por los ejes de
articulación (60) llevadas a aproximarse una a la otra sobre una
carrera predeterminada de las unidades de moldeo, de manera que la
distancia entre los ejes de articulación (60) de la unidades de
moldeo contiguas aumenta en esta carrera.
2. Conjunto según la reivindicación 1,
caracterizado porque los rodillos (40) siguen una trayectoria
que presenta un radio de curvatura sustancialmente fijo.
3. Conjunto según la reivindicación 1,
caracterizado porque los ejes de articulación (60) siguen una
trayectoria que presenta un radio de curvatura sustancialmente
fijo.
4. Conjunto según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las unidades de
moldeo forman parte de un carrusel.
5. Conjunto según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las dos piezas
móviles de las unidades de moldeo son unos portamoldes.
6. Conjunto según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las dos piezas
móviles de las unidades de moldeo comprenden cada una un semimolde,
estando los dos semimoldes articulados uno al otro alrededor de
dicho eje de articulación (60).
7. Conjunto según la reivindicación 5 ó 6,
caracterizado porque cada portamolde o cada semimolde de una
unidad de moldeo está unido por una biela o una articulación a un
portamolde o un semimolde de una unidad de moldeo contigua.
8. Máquina de moldeo, de soplado, o de estirado
por soplado de recipientes de termoplásticos, en particular PET,
comprendiendo esta máquina por lo menos un conjunto tal como el
presentado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
9. Máquina según la reivindicación 8,
caracterizada porque las unidades de moldeo son unas unidades
de soplado montadas móviles en rotación alrededor de un eje (70) de
carrusel sustancialmente vertical, comprendiendo cada una de dichas
unidades de soplado dos soportes de moldes (30a, 30b)
sustancialmente idénticos, estando estos soportes montados
articulados uno al otro alrededor de un eje de articulación (60)
sustancialmente vertical, cooperando los rodillos (40) con una
pista (50), estando cada uno de dichos rodillos (40) unido por unas
bielas (90) a los dos ejes de articulación (60) de unidades de
moldeo contiguas, siendo la trayectoria descrita por los rodillos
(40) contra la pista (50) y la trayectoria descrita por los ejes de
articulación (60) llevadas a aproximarse una a la otra sobre una
carrera predeterminada de las unidades de moldeo, de manera que la
distancia entre los ejes de articulación (60) de las unidades de
moldeo contiguas aumenta en esta carrera.
10. Máquina según la reivindicación 9,
caracterizada porque los rodillos (40) siguen una trayectoria
sustancialmente circular de radio R1 con respecto al eje (70) del
carrusel.
11. Máquina según la reivindicación 9,
caracterizada porque los ejes de articulación (60) siguen una
trayectoria sustancialmente circular de radio R3 con respecto al
eje (70) del carrusel.
12. Máquina según la reivindicación 11,
caracterizada porque los rodillos (40) o los ejes de
articulación (60) siguen, para un valor de carrera angular
predeterminado del carrusel, una trayectoria de radio de curvatura
R2 comprendido entre R1 y R3.
13. Máquina según la reivindicación 12,
caracterizada porque los radios de curvatura R1 y R2 están
definidos por un camino de levas (50) provisto de un plano de
simetría sustancialmente vertical.
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