ES2198320T3

ES2198320T3 - Procedimiento para la fabricacion de recipientes tubulares.

Info

Publication number: ES2198320T3
Application number: ES00940308T
Authority: ES
Inventors: Gerhard Keller
Original assignee: Automation Industrielle SA
Current assignee: Automation Industrielle SA
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2004-02-01
Anticipated expiration: 2020-06-02
Also published as: US6852267B1; PL194544B1; EP1226015A1; AU775363B2; DE19925695B4; PL354316A1; HU225205B1; ATE238897T1; WO2000074924A1; AU5528600A; BG106656A; PT1226015E; RU2239558C2; DE19925695A1; EP1226015B1; DE50002016D1; HUP0203516A2; BG64086B1; DK1226015T3

Abstract

Procedimiento para la fabricación de recipientes (23) mediante la fabricación por separado de una preforma (1), que comprende un cuello (4) con dimensiones definitivas y un cuerpo tubular (2), cuyas dimensiones son, en comparación con la forma definitiva prevista, más pequeñas, procediendo al calentamiento de la preforma (1), a la fijación de la preforma (1) en la zona del cuello sobre un cabezal de estirado (9b), a la introducción de la preforma (1) con el cabezal de estirado (9b) en el interior de un molde de soplado compuesto de varias piezas (16a, 16b) que se puede cerrar, al estirado axial de la preforma (1) mediante el cabezal de estirado (9b) y al ensanchamiento de la preforma (1) mediante el suministro de aire insuflado a su interior, al endurecimiento del recipiente que se está adaptando a las paredes del molde de soplado (16a; 16b), y a la apertura del molde de soplado y a la extracción del recipiente, caracterizado porque para la fabricación de un recipiente tubular (23) la preforma (1) está dotada en un de sus extremos de un cierre y en el otro extremo de un orificio de llenado abierto (3) con una brida exterior sobresaliente (6), y porque la preforma (1) y el cabezal de estirado (9b) están unidos con capacidad de giro relativo entre sí, llevándose a cabo el suministro de aire insuflado mediante una tobera de soplado (17) colocada de forma estanca en el extremo abierto del orificio de llenado (3), siendo la brida (6) sujetada mediante apriete en la tobera de soplado (17), y porque la parte terminal (19) no completamente soplada o estirada del recipiente acabado (23) es cortada o tronzada.

Description

Procedimiento para la fabricación de recipientes tubulares.

La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de recipientes mediante la fabricación por separado de una preforma con cuello, cuyas medidas son definitivas, y un cuerpo tubular, cuyas medidas son, en comparación con la forma definitiva prevista, más pequeñas, efectuar el calentamiento de la preforma, la fijación de la preforma en la zona del cuello sobre un cabezal de estirado, la introducción de la preforma con el cabezal de estirado en el interior de un molde de soplado compuesto, que se puede cerrar, proceder al estirado axial de la preforma mediante el cabezal de estirado y al ensanchamiento de la preforma mediante el suministro de aire insuflado a su interior, al endurecimiento del recipiente que se está amoldando a las paredes del molde de soplado, a la apertura del molde de soplado y a la extracción del recipiente, tal como se conoce por el documento USA-A-4 988 399.

Según dicho procedimiento conocido, en una sola operación se fabrican dos partes idénticas del recipiente partiendo por la mitad una forma intermedia producida a partir de una preforma abierta por ambos extremos, para conformar a continuación el recipiente acabado utilizando dichas dos partes y dotando cada recipiente de una base.

Por el documento DE 37 04 264 A1 se conoce la fabricación de un cuerpo hueco de plástico con un extremo abierto y otro extremo cerrado. En este caso, en una sola máquina se llevan a cabo dos técnicas totalmente distintas, como son la extrusión por un lado y el soplado o insuflado por otro lado, en lo cual se ha de tener en cuenta que la extrusión requiere bastante más tiempo que el soplado, lo cual repercute en la fabricación conjunta en una sola máquina. Mediante una tobera, accionando un dispositivo de extracción, se extrae continuamente un tubo flexible de la tobera que suministra el material plástico, quedando dicho tubo flexible ya algo ensanchado por el aire insuflado que se suministra. Solamente cuando las mitades del molde de soplado, que pueden ser aproximadas, se pueden cerrar, es decir cuando hay una distancia suficiente entre el dispositivo de extracción y la tobera, a través de la cual se lleva a cabo el suministro de material plástico y de aire insuflado, entonces tan solo se suministra aire insuflado para ensanchar el segmento de mango flexible extrusionado.

El objetivo de la invención es dar a conocer un procedimiento para la fabricación de recipientes tubulares con cierres que se pueden abrir y cerrar, mediante el cual se pueda fabricar de forma sencilla recipientes tubulares que pueden presentar una forma cualquiera, incluso con el orificio de salida cerrado.

Este problema se resuelve mediante un procedimiento que presenta las características indicadas en la reivindicación 1.

Realizaciones ventajosas de la invención se desprenden de las reivindicaciones dependientes.

A continuación, se describe la invención con más detalle por medio de ejemplos de realización con referencia a los dibujos. Éstos muestran:

En la figura 1, varias preformas, algunas de las cuales también están dotadas de una brida exterior,

en la figura 2, secciones transversales de preformas,

en la figura 3, el acoplamiento de una preforma a diferentes cabezales de estirado,

en la figura 4, el calentamiento de una preforma mediante calor radiante y aire caliente,

en la figura 5, la introducción de una preforma en un molde de soplado abierto por medio de un cabezal de estirado, y la aproximación de un soplador,

en la figura 6, el cierre del molde de soplado y la subsiguiente aproximación de una tobera de soplado al extremo abierto de la preforma,

en la figura 7, el embutido, estirado y presoplado de una preforma,

en la figura 8, el estirado y soplado de preformas con y sin brida,

en la figura 9, la desgasificación o la desaireación del recipiente acabado mientras permanece en el molde de soplado,

en la figura 10, la apertura del molde de soplado y el retiro de la tobera de soplado,

en la figura 11, dos formas de realización para la eliminación del extremo no completamente conformado de un recipiente tubular acabado, siendo posible, según una de las realizaciones, practicar una abertura en el cuello del tubo al tiempo que se procede a la eliminación de dicho extremo,

en la figura 12, la separación del recipiente acabado del cabezal de estirado, y

en la figura 13, la vista lateral, aparte de secciones transversales, de realizaciones de recipientes tubulares.

En la figura 1 se muestran tres preformas cada una de las cuales ha sido fabricada en un procedimiento separado. En la figura 1a, la preforma (1) presenta un cuerpo tubular (2) con un extremo abierto (3). En el otro extremo, el cuerpo tubular (2) presenta un cuello (4) que tiene las medidas requeridas para el recipiente acabado, las cuales pueden ser observadas por medio de la preforma de manera muy precisa y reproducible, lo cual tiene una gran importancia para los cierres. En la preforma mostrada en la figura 1a, el cuello (4) está cerrado y dotado de una rosca exterior (5), presentando su cuerpo tubular (2) una brida exterior en forma de anillo (6) en su extremo abierto (3). La preforma mostrada en la figura 1b corresponde a la mostrada en la figura 1a, pero presenta en el cuello (4) un orificio de salida central (7). La realización mostrada en la figura 1c corresponde a la de la figura 1a, estando el cuello (4) también cerrado, pero en este caso la preforma está dotada de una cánula cónica (8).

Según las realizaciones mostradas en la figura 2, las preformas (1) pueden tener una sección transversal anular u ovalada. Además, también pueden tener secciones angulares (no mostradas), por ejemplo triangulares o poligonales - preferentemente con cantos redondeados. Además, se puede haber dispuesto el mismo espesor de pared a través de toda la sección, o también distintos grosores. Por ejemplo, es posible fabricar un recipiente con una sección ovalada y un espesor de pared uniforme a partir de una preforma con una sección redonda y grosores de pared desiguales.

En la figura 3a se muestra una preforma (1), según la figura 1a, a la cual se puede acoplar una barra de tracción (9a) con un cabezal de estirado (9b), así como un soporte bipartido (11), el cual también puede servir para absorber los momentos de torsión durante una operación de atornillado. En dicha realización, el cabezal de estirado (9b) está dotado de una rosca interior (10) que corresponde a la rosca exterior (5) dispuesta en el cuello (4). El soporte (11) presenta una abertura central (12), (12'), que corresponde al diámetro exterior del cuerpo tubular (2) de la preforma (1). En la cara interior de las dos mitades del soporte (11'), (11'') está conformada una ranura anular (13) que sirve para recibir la brida (6) de la preforma (1). En las figuras 3b y 3c se muestran los acoplamientos posibles de una preforma (1) a un cabezal de estirado (9b), siendo, según la figura 3b, la preforma (1) inmovilizada y el cabezal de estirado (9b) dispuesto con capacidad de giro, y, según la figura 3c, el cabezal de estirado (9b) no está dispuesto de forma giratoria y la preforma (1) con el soporte (11) sí puede girar.

A continuación, cada preforma fijada en un cabezal de estirado (9b) es transportada hacia un dispositivo de calentamiento (14), que también puede ser una cámara de calentamiento (véanse las figuras 4a y 4b), la cual puede tener una forma cualquiera. Como fuente de calentamiento se puede aplicar, por ejemplo, el calor radiante (por ejemplo la radiación infrarroja), pero también se puede utilizar, por ejemplo, el aire caliente, el ultrasonido o las microondas, pudiéndose efectuar el calentamiento del cuerpo tubular (2) de una preforma (1), según se quiera, de manera uniforme o bien desigual a lo largo de la altura y del perímetro del mismo.

Fijada en el cabezal de estirado (9b), la preforma calentada (1) es introducida en el interior de un molde de soplado (16), en este caso bipartido (véase la figura 5), de manera que las dos mitades del molde de soplado (16'), (16'') en estado cerrado (véase la figura 6) facilitan que la brida (6) de la preforma (1) se apoya en el extremo exterior inferior del molde de soplado cerrado (16). Al extremo inferior abierto (5) de la preforma apoyada (1) se acopla, de forma estanca con respecto a la brida (6), una tobera de soplado (17 cuyo diámetro está, preferentemente, adaptado al diámetro del cuerpo tubular (2).

Tal como se desprende de la figura 6, el extremo superior interior del molde de soplado cerrado (16) está adaptado a la forma exterior del cabezal de estirado (9b), es decir, el cabezal de estirado (9b) constituye en su posición final superior una parte del molde de soplado (16).

En la figura 7 se muestra un momento del proceso de estirado-embutido llevado a cabo mediante el movimiento de subida del cabezal de estirado y mediante el suministro de aire comprimido (bajo presión de presoplado).

En la figura 8, ya se ha llevado a cabo el estirado de la barra de tracción (9a), la cual coloca el cabezal de estirado (9b) en su posición final superior donde éste forma una parte del molde de soplado (16), así como el ensanchamiento de la preforma hasta conseguir su forma definitiva, la cual es predeterminada por el molde de soplado (16a), mediante el suministro de aire soplado, preferentemente a una presión más elevada que la del presoplado. En la figura 8b se muestra un molde de soplado (16b) con una zona inferior (19), que se abre hacia fuera de forma cónica y que sirve para la fijación por apriete del extremo inferior abierto (3) de una preforma (1), incluso sin brida, mediante una tobera de soplado (17'), cuya forma exterior está conformada con la correspondiente conicidad, con tal de que, durante la tracción del cabezal de estirado (9b) en el sentido de la flecha, el extremo inferior abierto (3) de la preforma (1) quede, de manera fiable, fijamente sujetado.

En la figura 9 se muestra la desgasificación o la desaireación del recipiente en bruto acabado de conformar, lo cual se lleva a cabo a través de la tobera de soplado (17)(véanse las flechas), que permanece aproximada, hasta que se ha reducido la presión interior.

En la figura 10 se muestra la apertura del molde de soplado (16) y el retiro de la tobera de soplado (17), existiendo otra vez presión atmosférica en el interior del recipiente conformado (23) debido a la desgasificación precedente.

El recipiente acabado presenta en su extremo inferior una parte terminal (19), que no está completamente soplada o estirada y que no presenta las medidas definitivas que se desean para el recipiente acabado. Esta parte terminal ``inacabada'' (19) es seccionada por corte mediante una cuchilla (20) (véase la figura 11a) o mediante un rayo láser (21) (véase la figura 11b). Mediante este corte también se puede dar la longitud deseada al recipiente acabado (23). Mediante un rayo láser (21) y ayudándose de un espejo (22) también se puede, al tiempo que se corta la parte terminal (19), practicar un orificio de salida (7) en el cuello cerrado (4) (flecha discontinua), o realizar primero el orificio de salida (7) y luego cortar la parte terminal (19) (flecha continua). De forma análoga se puede practicar un orificio en una preforma (1) dotada de una cánula (8) (véase la figura 1d).

En el siguiente paso, el recipiente fabricado (23) es separado del cabezal de estirado (9b) mediante un giro relativo entre el cabezal de estirado (9b) y dicho recipiente (23), o mediante la apertura de las garras (14), estando dispuesto, para la absorción de los momentos de torsión, un soporte (11a) en forma de dos mordazas de sujeción que pueden ser aproximadas (véase la figura 12a), o un soporte (11b) en forma de una barra de sujeción introducida en el interior del recipiente (véase la figura 12b), evitando dichos soportes que el recipiente gire también.

En la figura 11 se muestran tres formas diferentes de recipientes tubulares (23), así como tres secciones transversales posibles. En la figura 11a se muestra un recipiente tubular con sección transversal circular, en la figura 11b un recipiente tubular abombado que presenta diferentes secciones transversales a lo largo de su altura, y en la figura 11c un recipiente con cantos redondeados que presenta una empuñadura empotrada a lo largo de su altura con una sección transversal angular. Con estos pocos ejemplos solamente se pretende mostrar que, mediante el nuevo procedimiento, se pueden fabricar recipientes y secciones transversales de cualquier forma, incluso utilizando rebordes, altorrelieves o bajorrelieves, empuñaduras empotradas, etc., lo cual amplia de forma extraordinaria su campo de aplicación comparado con los procedimientos tradicionales para la fabricación de recipientes tubulares.

Para llevar a cabo dicho procedimiento son adecuados materiales como, por ejemplo, PET = polietilentereftalato, PEN = polinaftalato de etileno, PEP = polipropileno, y mezclas de PET/PEN, siendo esta enumeración de materiales ni exhaustiva, ni excluyente.

Además, existe la posibilidad de introducir una o varias etiquetas en el molde de soplado abierto (16a,b) las cuales estarán, al final, fijamente unidas con el recipiente acabado (23), lo cual ahorraría, dado el caso, un proceso de etiquetado separado.

A continuación, se indica un ejemplo de realización concreto para la fabricación de un tubo de PET = polietilentereftalato con un diámetro de 50 mm y una longitud de 200 mm. Las preformas respectivas con un diámetro de 28 mm, un espesor de pared de 3 mm y una altura de 66 mm, con o sin rebordes, son calentadas a una temperatura entre 90 y 100ºC, concretamente sólo en aquellas zonas donde han de ser estiradas y sopladas. El estirado-embutido se lleva a cabo a una velocidad de 0,3 - 0,5 m/seg, observándose una presión de presoplado de 3 hasta 10 bar mediante el suministro de aire soplado a través de la tobera de soplado (17). A continuación, se lleva a cabo el moldeo de la preforma en las paredes del molde de soplado (16a), (16b) mediante un aumento de la presión de soplado de 30 hasta 40 bar. Al mismo tiempo se enfría el molde de soplado (16a), (16b) a aproximadamente 10ºC, correspondiendo el tiempo de enfriamiento al tiempo de acción de la presión de soplado de 30 hasta 40 bar. Ello dura aproximadamente entre 0,8 y

\hbox{1,2 seg.}

La desaireación del tubo acabado dura aproximadamente de 0,3 hasta 0,4 seg., consiguiéndose al final que el grosor de la pared del tubo acabado oscile entre 0,15 y 0,4 mm.

Claims

1. Procedimiento para la fabricación de recipientes (23) mediante la fabricación por separado de una preforma (1), que comprende un cuello (4) con dimensiones definitivas y un cuerpo tubular (2), cuyas dimensiones son, en comparación con la forma definitiva prevista, más pequeñas, procediendo al calentamiento de la preforma (1), a la fijación de la preforma (1) en la zona del cuello sobre un cabezal de estirado (9b), a la introducción de la preforma (1) con el cabezal de estirado (9b) en el interior de un molde de soplado compuesto de varias piezas (16a, 16b) que se puede cerrar, al estirado axial de la preforma (1) mediante el cabezal de estirado (9b) y al ensanchamiento de la preforma (1) mediante el suministro de aire insuflado a su interior, al endurecimiento del recipiente que se está adaptando a las paredes del molde de soplado (16a; 16b), y a la apertura del molde de soplado y a la extracción del recipiente, caracterizado porque para la fabricación de un recipiente tubular (23) la preforma (1) está dotada en un de sus extremos de un cierre y en el otro extremo de un orificio de llenado abierto (3) con una brida exterior sobresaliente (6), y porque la preforma (1) y el cabezal de estirado (9b) están unidos con capacidad de giro relativo entre sí, llevándose a cabo el suministro de aire insuflado mediante una tobera de soplado (17) colocada de forma estanca en el extremo abierto del orificio de llenado (3), siendo la brida (6) sujetada mediante apriete en la tobera de soplado (17), y porque la parte terminal (19) no completamente soplada o estirada del recipiente acabado (23) es cortada o tronzada.

2. Procedimiento para la fabricación de recipientes tubulares (23), según la reivindicación 1, caracterizado porque la preforma (1) presenta un orificio de salida (7) en el cuello (4).

3. Procedimiento para la fabricación de recipientes tubulares (23), según la reivindicación 2, caracterizado porque el orificio de salida (7) se realiza una vez acabada la conformación del recipiente.

4. Procedimiento para la fabricación de recipientes tubulares (23), según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la parte terminal (19) no completamente conformada es cortada con una cuchilla (20).

5. Procedimiento para la fabricación de recipientes tubulares (23), según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la parte terminal (19) no completamente conformada es cortada mediante rayos láser (21).

6. Procedimiento para la fabricación de recipientes tubulares (23), según las reivindicaciones 3 y 5, caracterizado porque la fabricación del orificio de salida (7) y el tronzado de la parte terminal (19) no completamente conformada se llevan a cabo en una sola operación mediante rayos láser (21) utilizando un espejo de desviación.

7. Procedimiento para la fabricación de recipientes tubulares (23), según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el cuello (4) puede ser fijado mediante una rosca exterior (5) en la rosca interior (10) del cabezal de estirado (9b).

8. Procedimiento para la fabricación de recipientes tubulares (23), según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el calentamiento de la preforma (1) se realiza de forma desigual a lo largo de su altura y/o de su perímetro.

9. Procedimiento para la fabricación de recipientes tubulares (23), según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el calentamiento de la preforma (1) se realiza mediante calor radiante y/o aire caliente y/o ultrasonidos y/o microondas.

10. Procedimiento para la fabricación de recipientes tubulares (23), según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el estirado axial se lleva a cabo mediante el suministro de aire en dos fases, por presoplado a una presión de 3 hasta 10 bar y, a continuación, con una presión de soplado incrementada de 30 hasta 40 bar.

11. Procedimiento para la fabricación de recipientes tubulares (23), según la reivindicación 10, caracterizado porque, tras alcanzar el cabezal de estirado (9b) su posición final, se aumenta la presión de aire en el molde de soplado (16a; 16b) a hasta 40 bar.

12. Procedimiento para la fabricación de recipientes tubulares (23), según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque se introduce una etiqueta en el molde de soplado abierto (16a; 16b).