ES2264785T3 - Dispositivo para el moldeado por soplado de recipientes. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para el moldeado por soplado de recipientes (2), que presenta al menos dos estaciones de soplado (3) que están dispuestas sobre una rueda sopladora (25) para la transformación de preformas (1) termoplásticas en los recipientes (2), y en el que cada una de las estaciones de soplado (3) está provista de al menos dos segmentos de moldeado por soplado asegurados por soportes de molde (19, 20), y en el que, cuando la estación de soplado (3) está en un estado cerrado, los segmentos de moldeado por soplado están dispuestos a lo largo de un plano de separación (42) y fijados entre sí por al menos un elemento de bloqueo, caracterizado porque al menos un soporte de molde (19, 20) de al menos una estación de soplado (3) se extiende en al menos un estado de funcionamiento en una zona que se solapa con un plano de referencia, que está definido por un volumen reflejado en un plano medio (45) radial de un mismo soporte de molde (19, 20) de una estación de soplado (3) adyacente, que en el reflejo está dispuesta en un posicionamiento de abertura máxima (43, 44), en el que el plano medio (45) transcurre a través de un eje de rotación (47) de la rueda sopladora (25) y un eje de rotación (40) de los soportes de molde (19, 20).

Description

Dispositivo para el moldeado por soplado de recipientes.

La invención se refiere a un dispositivo para el moldeado por soplado de recipientes, que presenta al menos dos estaciones de soplado dispuestas sobre una rueda sopladora para la transformación de preformas termoplásticas en los recipientes, y en la que cada una de las estaciones de soplado está provista al menos de dos segmentos de moldeado por soplado asegurados por dos soportes de molde, así como en la que los segmentos de moldeado por soplado están dispuestos a lo largo de un plano de separación en un estado cerrado de la estación de soplado y están fijados relativamente entre sí por al menos un elemento de bloqueo.

En un moldeado de recipientes por efecto de presión de soplado de este tipo, se introducen preformas de un material termoplástico, por ejemplo preformas de PET (tereftalato de polietileno), en diferentes estaciones de mecanizado de una máquina de soplado. Una máquina sopladora de este tipo presenta típicamente un dispositivo de calefacción así como un dispositivo soplador, en cuya zona la preforma anteriormente templada es expandida por orientación biaxial hasta formar un recipiente. La expansión se realiza con ayuda de aire comprimido, que es introducido en la preforma que se va a expandir. En el documento DEOS4340291 se explica el desarrollo técnico con una expansión de este tipo de la preforma de una estación de soplado para la conformación del recipiente.

La estructura básica de una estación de soplado para el moldeado de recipientes se describe en el documento DEOS4212583. Posibilidades para el templado de las preformas se explican en el documento DEOS2352926.

Dentro del dispositivo para el moldeado por soplado, las preformas así como los recipientes soplados pueden ser transportados con ayuda de diferentes dispositivos de manejo. Ha dado buen resultado en particular el uso de mandriles de transporte, sobre los que se encajan las preformas. Las preformas sin embargo, también pueden ser manejadas con otros dispositivos de soporte. El uso de alicates para el manejo de preformas y el uso de mandriles expansibles, que se pueden introducir para la sujeción en una zona de la boca de la preforma, pertenecen asimismo a las construcciones disponibles.

El manejo ya explicado de las preformas se realiza por un lado con los llamados procesos de dos etapas, con los que las preformas son fabricadas en primer lugar en un proceso de fundición por inyección, a continuación almacenadas como producto intermedio y más tarde acondicionadas en cuanto a su temperatura e infladas hasta formar un recipiente. Por otra parte se realiza un uso con los llamados procesos de una etapa, con los que las preformas son adecuadamente templadas inmediatamente después de su fabricación por la técnica de moldeado por inyección y de una solidificación suficiente, y sopladas a continuación.

En cuanto a las estaciones de soplado usadas se conocen diferentes formas de realización. En estaciones de soplado que están dispuestas en ruedas de transporte rotatorias, con frecuencia los soportes del molde se pueden abatir en forma de libro. Sin embargo, también es posible utilizar soportes de molde relativamente desplazables entre sí o conducidos de otra forma. En estaciones de soplado fijas, que son adecuadas en particular para albergar varias cavidades para el moldeado de recipientes se usan típicamente placas dispuestas en paralelo entre sí como soportes de molde.

Por el documento DE19948474 se conoce proporcionar un dispositivo soplador compacto, de tal forma que estaciones de soplado adyacentes entre sí se dispongan de forma móvil entre sí de tal manera que sólo existan distancias entre estaciones de soplado adyacentes cuando sea necesaria una abertura de una de las estaciones de soplado implicadas. En un estado cerrado, por el contrario, las estaciones de soplado están dispuestas inmediatamente juntas entre sí y se apoyan entre sí.

En el documento WO-00/69614 se describen estaciones de soplado en las que segmentos de moldeado por soplado están asegurados de forma giratoria por un soporte de molde en forma de V y se hacen girar en el mismo sentido por un movimiento radial de un elemento de accionamiento. En un estado cerrado los segmentos de moldeado por soplado están apoyados de tal forma que es relativamente prescindible un bloqueo de los segmentos de moldeado por soplado entre sí.

Las crecientes exigencias continuas en la eficiencia de la máquina sopladora conducen a que se usen ruedas sopladoras con una cifra relativamente elevada de estaciones de soplado, y que las ruedas sopladoras roten relativamente rápido. La elevada cifra de las estaciones de soplado produce un gran diámetro de las ruedas sopladoras, y el elevado número de revoluciones producen intensas fuerzas de frenado y de aceleración a causa de la energía cinética de las masas movidas.

Para reducir estos efectos desventajosos ya se ha propuesto construir las ruedas sopladoras con una disposición compacta de estaciones de soplado. En el documento DEOS19948474 se describe una pluralidad de variantes de construcción. Hasta ahora no se había podido encontrar ninguna construcción que permita una compacidad mejorada de la rueda sopladora con construcción básica mecánica sencilla al mismo
tiempo.

Objetivo de la presente invención es construir un dispositivo del tipo mencionado al principio de tal forma que se consiga una construcción compacta de la máquina sopladora.

Esta invención se resuelve según la invención porque se extiende al menos un soporte de molde al menos de una estación de soplado en al menos un estado de funcionamiento en una zona que se solapa con al menos una zona de referencia que está definida por un volumen de un mismo soporte de molde de una estación sopladora adyacente reflejado en un plano medio radial, en el que el plano medio transcurre a través de un eje de rotación de la rueda sopladora y un eje de rotación de los soportes de molde.

Las estaciones de soplado conocidas están construidas de forma que se usan soportes de molde dispuestos de forma simétrica respecto al plano medio o brazos de soporte, que son controlados de forma simétrica y en el mismo sentido. Esto produce una distancia entre las estaciones de soplado que posibilita una apertura completa de las estaciones de soplado para cualquier posicionamiento de rotación de la rueda
sopladora.

Con la disposición de los soportes de molde propuesta según la invención se tiene en cuenta, por un lado que las preformas que se usan en la estación de soplado presenten un diámetro significativamente menor que las botellas que salen, además se tiene en cuenta que tanto las estaciones de soplado como los elementos de transferencia producen movimientos para la sujeción de las preformas o de las botellas durante la realización de los procesos de transferencia. Finalmente se tiene en cuenta asimismo que un proceso de transferencia no se realiza exactamente en una dirección radial de la rueda sopladora, sino que al menos surgen otros componentes de movimiento de forma superpuesta.

Por la disposición de los soportes de molde propuesta según la invención se realiza un posicionamiento correspondiente de los soportes de molde en cada caso de forma, que es posible el proceso intencionado de recepción o de entrega sin colisiones. En cambio se evitan una amplia apertura innecesaria de las estaciones de soplado o ángulos de abertura desfavorables de los soportes del molde.

En una disposición de las estaciones de soplado sobre una rueda sopladora giratoria pueden estar dispuestas por lo tanto significativamente más estaciones de soplado sobre un tamaño de rueda sopladora predeterminado o una cifra predeterminada de estaciones de soplado pueden posicionarse sobre una rueda sopladora claramente reducida. De aquí se producen ventajas cinemáticas significativas en cuanto a los momentos de torsión o momentos de inercia que
surgen.

Una disposición de las estaciones de soplado con poca distancia entre sí se apoya porque, soportes adyacentes entre sí se superponen en al menos un posicionamiento de abertura al menos de forma zonal.

Para la realización de un intercalado de contorno se propone que los soportes de molde adyacentes se solapen en la zona de las nervaduras que están dispuestas a niveles de altura relativamente diferentes entre sí.

Se puede realizar una adaptación a la cinemática de procesos de transferencia haciendo que los soportes de molde presenten ángulos de abertura relativamente diferentes respecto a un plano de separación.

Se proporciona una direccionabilidad mecánica sencilla dado que los soportes de molde están acoplados respecto al plano de separación y son posicionables en sentido contrario.

Otra optimización de los movimientos de los soportes de molde se puede realizar cuando los soportes de molde están dispuestos de forma posicionable independientemente entre sí respecto al plano de separación.

Otra adaptación a las direcciones del movimiento en la realización de procesos de transferencia se puede realizar haciendo que el plano de separación se disponga con un ángulo de inclinación respecto a un plano de referencia que transcurre de forma radial.

Una realización constructiva sencilla se apoya porque el plano de separación está dispuesto respecto al plano de referencia con un ángulo de inclinación constante.

Se proporciona otra posibilidad para la reducción de la distancia de la estación de soplado, cuando el ángulo de inclinación es variable en el tiempo.

Para la optimización de los procesos de transferencia se ha pensado asimismo que la estación de soplado esté dispuesta de forma pivotante.

En los dibujos están representados ejemplos de realización de la invención de forma esquemática. Muestran:

Fig. 1 Una representación en perspectiva de una estación de soplado para la fabricación de recipientes a partir de preformas.

Fig. 2. Una sección longitudinal a través de un molde de soplado, en el que una preforma es estirada y expandida,

Fig. 3. Un boceto para la ilustrar una construcción básica de un dispositivo para el moldeado por soplado de recipientes.

Fig. 4. Un trayecto de calefacción modificado con capacidad calefactora ampliada,

Fig. 5 Una representación esquemática de los brazos portantes de dos estaciones de soplado dispuestas una al lado de la otra con superposición parcial de los brazos portantes contiguos.

Fig. 6. Una representación esquemática de un plano de separación de una estación de soplado dispuesto en diagonal respecto a una dirección radial de la rueda sopladora y

Fig. 7. Una representación esquemática que ilustra una abertura asimétrica de los brazos portantes respecto a un plano de separación de la estación de
soplado.

La estructura principal de un dispositivo para la transformación de preformas (1) en recipientes (2) está representada en Fig. 1 y en Fig. 2.

El dispositivo para la formación del recipiente (2) está compuesto esencialmente de una estación de soplado (3), que está provista de un molde de soplado (4), en el que se puede colocar una preforma (1). La preforma (1) puede ser una pieza moldeada por inyección de tereftalato de polietileno. El molde de soplado (4) consta de bloques fijos (5,6) y de una pieza de fondo (7), que es posicionable por un mecanismo elevador (8) para permitir una colocación de la preforma (1) en el molde de soplado (4) y para permitir una extracción del recipiente (2) terminado. La preforma (1) puede estar sostenida en la zona de la estación de soplado (3) desde un mandril de transporte (9), que junto con la preforma (1) recorre una pluralidad de estaciones de tratamiento dentro del dispositivo. Sin embargo también es posible colocar la preforma (1), por ejemplo, por tenazas u otros dispositivos de manejo directamente en el molde de soplado (4).

Para permitir una conducción por aire comprimido está dispuesto un perno de unión (10) debajo del mandril de transporte (9), que introduce aire comprimido en la preforma (1) y al mismo tiempo efectúa una obturación respecto al mandril de transporte (9). Con una construcción modificada, sin embargo también es imaginable fundamentalmente usar conducciones fijas de aire comprimido.

Un estirado de la preforma (1) se realiza con ayuda de unas tenazas de estirado (11), que son posicionadas por un cilindro (12). Fundamentalmente también es imaginable sin embargo, realizar un posicionamiento mecánico de las tenazas de estirado (11) por segmentos de curvas, que son solicitados por rodillos de conexión. El uso de segmentos de curvas es particularmente adecuado cuando una pluralidad de estaciones de soplado (3) están dispuestas sobre una rueda sopladora giratoria. Un uso de cilindros (12) es adecuado cuando están previstas estaciones de soplado (3) dispuestas de forma fija.

En la forma de realización representada en Fig. 1 el sistema de estirado está conformado de forma que, se ha proporcionado una disposición en tándem de dos cilindros (12). Las tenazas de estirado (11) son conducidas en primer lugar antes del comienzo del propio proceso de estirado desde un cilindro primario (13) hasta la zona de un fondo (14) de la preforma (1). Durante el propio proceso de estirado, el cilindro primario (13) con las tenazas de estirado desplegadas junto con un carro (15) que soporta el cilindro primario (16) es posicionado por un cilindro secundario (16) o por un ajuste de curva. Se ha pensado en particular en colocar el cilindro secundario (16) ajustado en curva de forma que desde una polea guía (17) que se desliza a lo largo de una trayectoria en curva durante la transferencia del proceso de estirado se prefija una posición de estirado actual. El rodillo de conexión (17) es presionado por el cilindro secundario (16) contra la vía de conducción. El carro (15) se desliza a lo largo de dos elementos de conducción (18).

Después de un cierre de los bloques fijos (5, 6) dispuestos en la zona de soportes de molde (19, 20), se realiza relativamente un bloqueo de los soportes de molde (19, 20) entre sí con ayuda de un dispositivo de bloqueo(40).

Para la adaptación a diferentes formas de la sección de la boca (21) de la preforma (1) está previsto, según Fig. 2, el uso de inserciones roscadas (22) separadas en la zona del molde de soplado (4).

La Fig. 2 muestra además del recipiente soplado (2) también la preforma (1) representada con línea discontinua, y de forma esquemática una sopladura de recipiente en desarrollo (23).

La Fig. 3 muestra la estructura básica de una máquina sopladora, que está provista de un trayecto de calefacción (24) así como de una rueda sopladora (25) giratoria. Las preformas (1) son transportadas por ruedas de transferencia (27, 28, 29) a partir de una entrada de preforma (26) a la zona del trayecto de calefacción (24). A lo largo del trayecto de calefacción (24) están dispuestos radiadores eléctricos (30), así como ventiladores (31) para templar las preformas (1). Después de un temperado suficiente de las preformas (1), éstas son distribuidas a la rueda sopladora (25), en cuyo intervalo están dispuestas las estaciones de soplado (3). Los recipientes soplados terminados (2) son introducidos por otras ruedas distribuidoras a un trayecto de salida (32).

Para poder transformar una preforma (1) en un recipiente (2) de forma que el recipiente (2) presente características de material que garanticen una larga capacidad de uso de alimentos envasados dentro del recipiente (2), en particular de bebidas, se deben cumplir etapas de proceso especiales en el calentamiento y orientación de las preformas. Además se pueden conseguir efectos ventajosos por el cumplimiento de etapas de dimensionado especiales.

Se pueden usar diferentes plásticos como material termoplástico. Son aptos para el uso por ejemplo PET, PEN o PP.

La expansión de la preforma (1) durante el proceso de orientación se realiza por introducción de aire comprimido. La introducción de aire comprimido está subdividida en una fase de soplado previo, en la que se introduce gas, por ejemplo aire a presión, con un nivel de presión bajo, y a continuación en una fase principal de soplado, en la que se introduce gas con un nivel de presión mayor. Durante la fase de soplado previa se usa típicamente aire comprimido con una presión en el intervalo de 10 a 25 bar, y durante la fase principal de soplado con una presión en el intervalo de 25 a 40 bar.

A partir de la Fig. 3 se reconoce asimismo que el trayecto de calefacción (24) con la forma de realización representada está conformado por una pluralidad de elementos de transporte (33) rotatorios, que son conducidos en fila en forma de cadena y a lo largo de ruedas de desviación (34). En particular se ha pensado en tensar un contorno básicamente rectangular mediante la disposición en forma de cadena. En la forma de realización representada se usan una rueda única de desviación (34) dimensionada de forma relativamente grande en la zona de la extensión del recorrido de calefacción dirigida a la rueda de transferencia (29) y a una rueda de entrada (35); y en la zona de las desviaciones contiguas, dos ruedas de desviación (36) dimensionadas más pequeñas en relación. En principio se puede pensar sin embargo en cualquier otra conducción.

Para permitir una disposición lo más cercana posible de la rueda de transferencia (29) y de la rueda de entrada (35) se muestran entre sí, la disposición representada resulta particularmente adecuada, ya que en la zona de la correspondiente extensión del trayecto de calefacción (24) están posicionadas tres ruedas de desviación (34, 36), y respectivamente las ruedas de desviación (36) menores en la zona de la transferencia respecto a los recorridos lineales de los trayectos de calefacción (24), y la rueda de transferencia (34) mayor en el intervalo de transferencia inmediato respecto a la rueda de transferencia (29) y respecto a la rueda de entrada (35). Como alternativa al uso de elementos de transporte (33) en forma de cadena también es posible, por ejemplo, usar una rueda calefactora
giratoria.

Después de terminar un soplado de los recipientes (2), éstos son sacados por una rueda de extracción (37) de la zona de las estaciones de soplado (3) y transportados sobre la rueda de transferencia (28), y una rueda de salida (38) hacia la zona de salida (32).

En el trayecto de calefacción (24) modificado representado en Fig. 4 se pueden templar una pluralidad de preformas (1) por unidad de tiempo por el mayor número de radiadores eléctricos (30). Los ventiladores (31) conducen aquí aire refrigerante en la zona de canales de aire refrigerante (39), que dispensan el aire refrigerante a los radiadores eléctricos (30) dispuestos siempre de forma opuesta y por orificios de salida. Por la disposición de las direcciones de salida, se realiza una dirección de flujo para el aire refrigerante esencialmente en diagonal a una dirección de transporte de la preforma (1). Los canales de aire refrigerante (39) pueden proporcionar reflectores para la radiación en la zona de superficies opuestas a los radiadores eléctricos (30), asimismo también es posible realizar una refrigeración de los radiadores eléctricos (30) por el aire refrigerante emitido.

La Fig. 5 ilustra la disposición de soportes de molde (19, 20) conjuntamente en un estado abierto de la estación de soplado (3), que solapan los soportes de molde (19, 20) de forma zonal. Para permitir un solapamiento de este tipo en un estado abierto de las estaciones de soplado (3), los soportes de molde (19, 20) presentan nervaduras que están dispuestas a un nivel de altura diferente. Los soportes de molde (19, 20) están dispuestos de forma giratoria respecto al eje pivotante (40) de la estación de soplado (3). El giro puede ser controlado por una palanca de dirección (41).

Los soportes de molde (19) presentan ángulos de abertura (43, 44) respecto a un plano de separación (42) de la estación de soplado (3). Los ángulos de abertura (43, 44) son relativamente diferentes entre sí en un ejemplo de realización representado.

La Fig. 6 presenta una representación esquemática de otra variante de realización. Aquí está ilustrado que el plano de separación (42) está dispuesto en diagonal con un ángulo de inclinación (46) respecto a un plano de referencia (45) de la rueda sopladora (25), que discurre de forma radial. El plano de referencia (45) discurre en este caso por un eje de rotación (47) de la rueda sopladora (25) y por el eje de rotación (40) de los soportes de molde (19, 29) de la estación de soplado (3). Una disposición diagonal correspondiente al plano de separación (42) apoya asimismo ángulos de abertura reducidos (43, 44) de las estaciones de soplado (3). La disposición relativamente del plano de separación (42) respecto al plano de referencia (45) puede ser realizada de forma estática o cada vez sólo de forma dinámica para determinados períodos de tiempo. Una realización dinámica se puede conseguir por ejemplo por una disposición giratoria de las estaciones de soplado (3).

La Fig. 7 ilustra de nuevo la realización de ángulos de abertura (43, 44) diferentes entre sí. Los diferentes ángulos de abertura (43) pueden ser realizados por ejemplo, por un movimiento rápido aunque distinto en el mismo sentido de los soportes de molde (19, 20) respecto al plano de separación (42). En una realización de este tipo, los soportes de molde (19, 20) están acoplados conjuntamente de forma rígida con vistas a su control de movimiento. Sin embargo es asimismo imaginable de forma alternativa posicionar los soportes de molde (19, 20) independientes entre sí prever para cada soporte de molde, por ejemplo, un ajuste de curvas propio o un elemento de propulsión independiente.

Las variantes de realización descritas anteriormente pueden ser realizadas tanto de forma alternativa como en común. Un valor óptimo de una compacidad se consigue con una realización común de todas las variantes de realización.

Claims (10)

1. Dispositivo para el moldeado por soplado de recipientes (2), que presenta al menos dos estaciones de soplado (3) que están dispuestas sobre una rueda sopladora (25) para la transformación de preformas (1) termoplásticas en los recipientes (2), y en el que cada una de las estaciones de soplado (3) está provista de al menos dos segmentos de moldeado por soplado asegurados por soportes de molde (19, 20), y en el que, cuando la estación de soplado (3) está en un estado cerrado, los segmentos de moldeado por soplado están dispuestos a lo largo de un plano de separación (42) y fijados entre sí por al menos un elemento de bloqueo, caracterizado porque al menos un soporte de molde (19, 20) de al menos una estación de soplado (3) se extiende en al menos un estado de funcionamiento en una zona que se solapa con un plano de referencia, que está definido por un volumen reflejado en un plano medio (45) radial de un mismo soporte de molde (19, 20) de una estación de soplado (3) adyacente, que en el reflejo está dispuesta en un posicionamiento de abertura máxima (43, 44), en el que el plano medio (45) transcurre a través de un eje de rotación (47) de la rueda sopladora (25) y un eje de rotación (40) de los soportes de molde (19, 20).

2. Dispositivo según la reivindicación 1 caracterizado porque, soportes de molde (19, 20) adyacentes entre sí se solapan en al menos un posicionamiento de abertura al menos de forma zonal.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque, los soportes de molde adyacentes (19, 20) se solapan en la zona de nervaduras, que están dispuestas a niveles de altura diferentes entre sí.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque los soportes de molde (19, 20) presentan ángulos de abertura (43, 44) diferentes entre sí respecto a un plano de separación (42).

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque los soportes de molde (19, 20) están acoplados y pueden posicionarse en sentido contrario respecto al plano de separación (42).

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque los soportes de molde (19, 20) están dispuestos de forma que pueden posicionarse de forma independiente entre sí respecto al plano de separación (42).

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6 caracterizado porque, el plano de separación (42) está dispuesto con un ángulo de inclinación (46) respecto a un plano de referencia (45) que transcurre de forma radial.

8. Dispositivo según la reivindicación 7 caracterizado porque el plano de separación (42) está dispuesto respecto al plano de referencia (45) con un ángulo de inclinación constante (46).

9. Dispositivo según la reivindicación 7 caracterizado porque el ángulo de inclinación (46) es variable en el tiempo.

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la estación de soplado (3) está dispuesta de forma pivotante.