ES2261473T3 - Maquina de laminado-soplado que comprende un control perfeccionado del vastago de estiramiento. - Google Patents

Abstract

Máquina de fabricación de recipientes en material termoplástico por estirado y soplado de una preforma (10), del tipo que incluye el menos un vástago de estirado (20) que es controlado por deslizamiento en una corredera según su eje (An) por un accionador (34) de una posición escamoteada a una posición de laminado máximo para asegurar el laminado de la preforma (10) en el transcurso de la operación de soplado, caracterizada porque está dispuesta para que el accionador (34) pueda ser puesto en reposo durante el retorno del vástago de laminado (20) hacia su posición escamoteada, de manera que el retorno del vástago (20) sea asegurado por la presión de soplado que reina en el interior del recipiente en el transcurso de la fabricación y que actúa sobre el extremo de trabajo (46) del vástago (20).

Description

Máquina de laminado-soplado que comprende un control perfeccionado del vástago de estiramiento.

La invención se relaciona con el campo de las máquinas de fabricación de recipientes en material termoplástico por laminado y soplado de una preforma que es anteriormente realizada por moldeo por inyección.

Tales máquinas son particularmente utilizadas para fabricar recipientes, por ejemplo botellas en tereftalato de polietileno (PET).

Una máquina, tal, utiliza preformas particularmente tubulares que están cerradas en uno de sus extremos axiales y cuyo otro extremo axial es abierto y presenta ya la forma definitiva del cuello del recipiente final.

Cada preforma es calentada en un horno de condicionamiento térmico de manera que lleve los cuerpos de la preforma a una temperatura superior a la temperatura de transición vítrea del material termoplástico. La preforma así acondicionada es transferida hacia un molde de soplado en el cual está delimitada una cavidad con la forma del recipiente por obtener. La preforma está dispuesta en el molde de tal suerte que su extremo abierto desfasa al exterior del molde. Así, un dispositivo de soplado puede ser llevado al nivel del cuello de la preforma para inyectar el aire bajo presión en la preforma. Simultáneamente, un vástago de laminado es introducido axialmente en el interior de la preforma para apoyarse contra el extremo cerrado del fondo de la preforma. El vástago de laminado permite así controlar lo mejor posible la deformación axial de la preforma en el transcurso del soplado del recipiente.

La invención podrá por ejemplo ser puesta en práctica en una máquina de laminado soplado del tipo rotativo en el cual la máquina comprende varios puestos de soplado elevados en la periferia de un carrusel que es arrastrado de manera continua en rotación alrededor de su eje. Cada puesto de soplado comprende particularmente un molde de soplado, un dispositivo de estirado, como describe por ejemplo en el documento US 5,585,066.

Según una concepción conocida, el movimiento del vástago de laminado es controlado por un gato neumático que suministra la energía necesaria al desplazamiento del vástago pero la velocidad de laminado es regulada gracias a un dispositivo con rodillo y a una leva que permite sincronizar perfectamente la posición axial del vástago de laminado en función de la posición angular del puesto de soplado considerado alrededor del eje de rotación del carrusel.

Estos sistemas dan entera satisfacción en términos de funcionamiento del procedimiento de soplado. No obstante, ha surgido la necesidad de disminuir de manera importante el consumo global de energía de estas máquinas de soplado. Ahora bien, una de las fuentes de consumo de energía de las máquinas anteriormente conocida está constituida por los gatos de control del vástago de laminado de cada puesto de soplado que hay que alimentar en aire bajo presión a la vez para el descenso y para la elevación del vástago.

La invención tiene pues por objetivo proponer una solución particularmente simple y eficaz para controlar los desplazamientos del vástago de estirado.

En este objetivo, la invención propone una máquina de fabricación de recipientes en material termoplástico por laminado y soplado de una preforma, del tipo que comprende al menos un vástago de estirado que es puesto en marcha por deslizamiento según un eje por un accionador desde una posición escamoteada a una posición de laminado máximo para asegurar el laminado de la preforma en el transcurso de la operación de soplado, caracterizada porque está provista para que el accionador pueda ser puesto en reposo durante el retorno del vástago de laminado hacia su posición escamoteada, de manera que el retorno del vástago esté asegurado por la presión de soplado que reina en el interior del recipiente en el transcurso de la fabricación y que actúa sobre el extremo de trabajo del vástago.

Según otras características de la invención:

- la máquina comprende medios auxiliares para llevar el vástago hacia su posición de reposo en caso de no funcionamiento; la máquina comprende varios puestos de moldeo que son montados sobre un carrusel arrastrado en rotación de manera continua alrededor de su eje con respecto a un armazón de la máquina; cada puesto es suministrado de al menos un vástago de estirado; la máquina comprende una leva de seguridad que está unida al armazón, y cada vástago de laminado comprende un seguidor de leva de seguridad que es susceptible de cooperar con la leva de seguridad para traer de nuevo el vástago a su posición escamoteada si, de paso delante de la leva, el vástago correspondiente no ha recobrado anteriormente su posición escamoteada;

- el accionador es un gato a presión de fluido;

- el accionador es un gato neumático;

- el accionador comprende una cámara de presión que se alimenta de aire comprimido para controlar el vástago hacia su posición de laminado, y la dicha cámara está comunicada con el aire libre para permitir el retorno del vástago hacia su posición escamoteada;

- el accionador es un accionador de efecto simple, y

- la máquina comprende medios auxiliares de bloqueo del vástago en posición escamoteada.

Otras características y ventajas de la invención aparecerán con la lectura de la descripción detallada que sigue y con la vista de los dibujos anexos en los cuales las figuras 1 a 4 son vistas esquemáticas en corte axial que ilustran cuatro fases de funcionamiento de un puesto de soplado conforme a las enseñanzas de la invención.

Se ha representado sobre las figuras, de manera esquemática y parcial, una máquina de fabricación de recipientes en material termoplástico por laminado y soplado de una preforma 10 previamente realizada por moldeo por inyección.

Más particularmente, esta máquina es del tipo rotativo, es decir que comprende varios puestos de laminado-soplado montados sobre un carrusel 14. El carrusel 14 es arrastrado en rotación de manera continua alrededor de su eje A1.

Cada puesto de laminado soplado 12 comprende para lo esencial un molde de soplado 16, una tobera de soplado 18, un vástago de soplado 20 y medios de control 22 de los desplazamientos del vástago de laminado 20.

En el ejemplo ilustrado, el eje A1 de rotación del carrusel 14 es un eje vertical y cada puesto de estirado 12 está dispuesto según un eje An vertical, estando los ejes An dispuestos a intervalos regulares sobre un círculo alrededor del eje A1. Las preformas 10 son sopladas con su extremo abierto girado hacia arriba de manera que la tobera de soplado 18 y el vástago de estirado 20 están dispuestos más arriba del molde 16. De esta disposición se desprende la escogencia de las nociones de alto y de bajo que serán utilizadas en lo que sigue del texto pero que no deben ser interpretadas como limitaciones en el alcance de la invención.

Del hecho de esta disposición el vástago de laminado 20 de cada puesto 12 es luego llevado a ser desplazado verticalmente según el eje An que corresponde entre una y otra posición alta escamoteada y una posición baja de estirado máximo. Más precisamente, ya que cada puesto de soplado procede al soplado de un recipiente en cada giro del carrusel 14, los vástagos 20 efectúan un ir y venir entre su posición y bajan en cada giro del carrusel 14.

De manera conocida, los vástagos 20 están fijados en su extremo superior sobre un deslizador 24 que puede deslizarse verticalmente sobre un riel (no representado) montado sobre el carrusel 14. Del mismo modo, cada vástago 20 se extiende axialmente a través de la tobera del soplado 18 que corresponde de tal manera que su extremo inferior puede comprometerse axialmente en una preforma encerrado en una cavidad del moldeo 16. Los vástagos son por ejemplo cilíndricos de revolución del eje An, y presentan un extremo inferior 46 particularmente hemisférico destinado a apoyarse en el fondo de la preforma 10 para el estirado axialmente en el transcurso del soplado.

En el ejemplo ilustrado, la preforma 10 está comprometida en el moldeo 16 de tal manera que su cuello 26 desfase más arriba de la cara superior 28 del molde 16.

La tobera 18 es en este caso una tobera con campana 30 que es móvil axialmente entre una posición escamoteada alta (ilustrada en la figura 1) y una posición baja del soplado (ilustrada en las figuras 2 a 4) en la cual la campana 30 se apoya herméticamente sobre la cara superior 28 del molde 16, rodeando el cuello 26 de la preforma. En esta posición, el interior de la preforma y el interior de la tobera 18 forman una cámara cerrada en la cual es posible inyectar aire bajo presión que permite deformar la preforma para adherirla contra las paredes de la cavidad 32 del molde 16, con el fin de darle la forma del recipiente que se quiere fabricar.

El vástago 20, que atraviesa axialmente el interior de la tobera 18, puede deslizarse de manera hermética a través de una pared superior de la tobera 18. Una unión de hermeticidad 40 garantiza que, cuando la tobera está en posición de soplado, la hermeticidad del volumen de soplado es preservada a pesar de la posibilidad de deslizamiento del vástago con respecto a la tobera.

De manera conocida, el vástago de estirado 20 es accionado para acompañar la deformación de la preforma 10 impulsando el fondo de la preforma hacia el fondo de la cavidad del molde. Con este efecto, el puesto de soplado comprende un accionador que actúa sobre el deslizador 24 para hacerle deslizar axialmente hacia abajo. El accionador es por ejemplo un gato neumático 34 con efecto simple, que alimentado con aire bajo presión, fuerza el deslizador hacia abajo. Preferiblemente, la velocidad de estirado es controlada por una leva 36 que se extiende según una hélice alrededor del eje A1 del carrusel 14. La corredera 24 comprende un rodillo 38, que bajo la acción del gato 34 se adhiere a la leva 36, de tal manera que la posición instantánea del vástago 20 se encuentra perfectamente controlada en función de la posición angular instantánea del puesto de soplado 12 alrededor del eje A1. Así el gato 34 es controlado de manera muy simple "del todo o nada", pero el momento del inicio de estirado y la velocidad de estirado están perfectamente dominados.

Como se puede ver en la figura 1, el descenso del vástago de estirado se desenrolla generalmente al mismo tiempo que una operación de pre-soplado en el transcurso de la cual se inyecta en la preforma 10, gracias a la tobera 18, el aire de soplado bajo una primera presión moderada, por ejemplo 13 bars.

En el transcurso de una etapa ulterior, ilustrada en la figura 3, el aire inyectado en la preforma por la tobera 18 es del aire bajo alta presión, por ejemplo del orden de 40 bar, con el fin de que el material termoplástico domine perfectamente las formas de la cavidad 32. La fuerte presión es mantenida durante un periodo que puede alcanzar varios segundos con el fin de que el material termoplástico se refrigere y se solidifique al contacto de las paredes de la cavidad 32

Mientras que el material no alcance la forma definitiva del recipiente, es preferible mantener el vástago de estirado en posición baja para evitar toda excentración del fondo de la preforma con respecto al fondo de la cavidad 32. Por ello, es necesario dejar el gato neumático bajo presión.

Una vez que el material alcanza su forma definitiva bajo el efecto de la alta presión, es posible dejar remontar el vástago de estirado, esto incluso antes del final de la fase de refrigeración del material.

Según la invención, la elevación del vástago 20 no es controlada por el accionador. Al contrario, este último es dejado en reposo. En el caso del gato 34, su cámara de control está nada menos que puesta al aire libre

En aquel momento, el vástago 20, bajo el simple efecto de la presión de soplado que reina en el recipiente en el transcurso de la formación, tiende a volver hacia la posición escamoteada. En efecto, del hecho de la presencia de la unión de hermeticidad 40, sólo la parte inferior del vástago 20 está expuesta a la presión de soplado.

Si los efectos de la presión sobre las paredes verticales del vástago 20 se anulan entre ellos, el efecto de la presión sobre el extremo inferior 46 del vástago no está compensado. El vástago 20 es así entonces sometido a un esfuerzo axial dirigido hacia lo alto que es igual a la presión de soplado multiplicado por la superficie transversal del vástago en sección. Siguiendo los casos, este esfuerzo puede ser del orden de 50 a 150 daN, lo que es ampliamente suficiente para compensar el peso del vástago 20 y de su mecanismo de control, y para provocar así el retorno del vástago hacia su posición escamoteada.

Como se puede ver en la figura 4, es preferible prever una leva de seguridad 42 que es análoga a la leva de regulación pero que está configurada para forzar el retorno del vástago 20 hacia su posición escamoteada si el rodillo 38 entra en contacto. Preferiblemente, esta leva de seguridad 42 está posicionada de manera que no puede ser utilizada en caso de funcionamiento normal del dispositivo, el rodillo 38 no se pone en contacto con la leva 32, como se ilustra en la figura 4. Esto permite limitar el ruido de funcionamiento del dispositivo y de limitar el desgaste de la leva 42 y del rodillo 38.

La leva de seguridad 42 permite asegurarse de que el vástago 20 es liberado del molde 16 cuando se quiere eyectar el recipiente al final del moldeo mismo si, por ejemplo, a continuación del estallido de la preforma 10 en el transcurso del soplado, el aire bajo presión se libera del molde.

Preferencialmente, serán también previstos medios de bloqueo del vástago 20 en posición escamoteada.

La invención acaba de ser descrita en el caso en que el puesto de soplado está provisto de un molde 10 que no incluye más que una cavidad. Podrá también ser puesta en marcha en el caso de un puesto de soplado con doble cavidad que incluye dos vástagos de laminado controlados por el mismo accionador.

Igualmente, la invención podrá ser puesta en marcha en el marco de máquinas de soplado en las cuales la operación de laminado-soplado es efectuada con el cuello de la preforma orientado hacia abajo.

Claims (8)

1. Máquina de fabricación de recipientes en material termoplástico por estirado y soplado de una preforma (10), del tipo que incluye el menos un vástago de estirado (20) que es controlado por deslizamiento en una corredera según su eje (An) por un accionador (34) de una posición escamoteada a una posición de laminado máximo para asegurar el laminado de la preforma (10) en el transcurso de la operación de soplado, caracterizada porque está dispuesta para que el accionador (34) pueda ser puesto en reposo durante el retorno del vástago de laminado (20) hacia su posición escamoteada, de manera que el retorno del vástago (20) sea asegurado por la presión de soplado que reina en el interior del recipiente en el transcurso de la fabricación y que actúa sobre el extremo de trabajo (46) del vástago (20).

2. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende medios auxiliares (36, 38) para llevar el vástago hacia su posición de reposo en caso de no funcionamiento.

3. Máquina según la reivindicación 2, caracterizada porque comprende varios puestos de moldeo (12) que están elevados sobre un carrusel (14) arrastrado en rotación de manera continua alrededor de su eje (A1) con respecto a un armazón de la máquina, porque cada puesto (12) está provisto al menos de un vástago de laminado (20), porque la máquina incluye una leva de seguridad (36) que está unida al armazón, y por que cada vástago de laminado (20) comprende un seguidor de leva (38) que es susceptible de cooperar con la leva de seguridad (36) para llevar el vástago de laminado (20) hacia su posición escamoteada si, en el paso delante de la leva (36), el vástago (20) correspondiente no ha recobrado anteriormente su posición escamoteada.

4. Máquina según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el accionador (34) es un gato con presión de fluido.

5. Máquina según la reivindicación 4, caracterizada porque el accionador es un gato neumático.

6. Máquina según la reivindicación 5, caracterizada porque el accionador (34) comprende una cámara de presión que es alimentada en aire comprimido para controlar el vástago (20) hacia su posición de laminado, y porque la dicha cámara está comunicada al aire libre para permitir el retorno del vástago (20) hacia su posición escamoteada.

7. Máquina según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el accionador es un accionador de efecto simple.

8. Máquina según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende medios auxiliares de bloqueo del vástago (20) en posición escamoteada.