ES2264794T3 - Dispositivo de orientacion de preformas de botellas. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de orientación de preformas de botellas destinadas a pasar en una máquina sopladora, concebido para equipar una instalación de fabricación de botellas de materia plástica, especialmente en polietileno, comprendiendo por una parte un sistema móvil inclinado comprendiendo alvéolos (25) determinados para contener cada uno una preforma (1) en posición acostada, por otra parte una estructura plana de deslizamiento, inclinada igualmente, encima de la cual este sistema móvil se desplaza, dicha estructura plana está provista sobre todo su contorno de un capotado formando un receptáculo (21) fijo para las preformas, caracterizado porque las preformas comprenden un collarín (4) de un diámetro superior al de su cuerpo (3), dicha estructura plana está por otra parte provista, en su parte alta, de una hendidura oblonga (26) dispuesta debajo los alvéolos y practicada para provocar el basculeo de las preformas en posición vertical con el cuello (2) arriba, antes de hacerles caer sobre la rampainclinada (14) de alimentación de la máquina sopladora, dicha hendidura oblonga (26) presenta una primera anchura (L1) inferior al diámetro del collarín (4) pero superior al diámetro del cuerpo (3) de la preforma (1), de manera a dejar pasar el cuerpo de dicha preforma pero no el collarín, y una segunda anchura (L2) claramente superior al diámetro de dicho collarín permitiendo dejar pasar toda la preforma.

Description

Dispositivo de orientación de preformas de botellas.

La presente invención tiene por objeto un dispositivo de orientación de preformas de botellas destinadas a pasar en una máquina sopladora.

Se refiere al campo industrial y comercial de la fabricación y de la difusión de las botellas de materia plástica, especialmente de polietileno, destinadas a contener líquidos de numerosos tipos en particular bebidas tales como aguas minerales o sodas. (Ver p.e. el documento US-A-4130194).

Las botellas de materia sintética están fabricadas esencialmente de dos maneras diferentes:

- Por extrusión-soplado ("ciclo caliente"). La materia ablandada por calentamiento está puesta en forma en un molde, todo desarrollándose en una operación continua sobre una instalación única.

- Por inyección-soplado ("ciclo-frío").

El segundo procedimiento necesita dos intervenciones que pueden desarrolarse en lugares distintos. Primero una preforma de dimensión reducida está realizada por inyección, después enfriada y almacenada. La preforma está después calentada de nuevo y llevada a su forma definitiva por soplado en un molde apropiado.

La técnica según la invención se aplica a este segundo procedimiento y está destinada a alimentar las sopladoras de botellas funcionando según el sistema del "ciclo frío".

Las preformas 1 (figura 1) producidas por inyección sobre prensas tienen las características siguientes:

- el cuello 2 (que será el cuello de la botella) está definitivamente formado en el momento de la inyección.

- El cuerpo 3, que después de soplado será el cuerpo de la botella, se presenta en forma de un tubo a la extremidad opuesta del cuello, cuyo espesor es variable en función del peso de la botella a obtener.

- Comprenden un collarín 4, de un diámetro superior al del cuerpo 3, necesario para la operación de soplado de manera a mantener la preforma 1 en el molde durante la operación de transformación de la preforma en botella.

Además, el peso del cuerpo de la mayoría de las preformas 1 utilizadas actualmente es superior al peso del cuello 2 (collarín 4 incluido) lo que hace que con relación a un eje perpendicular al de la preforma y pasando por el collarín, la preforma se orientará naturalmente, por gravedad, con el cuello arriba.

La presente invención tiene por objeto asegurar la orientación de objetos tales como las preformas, y en particular unas preformas en polietileno (PET) cuyas características responden escrupulosamente a las características arriba mencionadas, lo que corresponde a la casi totalidad de las aplicaciones industriales.

Las máquinas sopladoras - o sopladoras - para botellas en polietileno llamadas "de ciclo frío", funcionan con un sistema de alimentación en preformas.

Estas preformas, para estar introducidas en la sopladora, deben organizarse a partir de granel generalmente constituido a la salida de las prensas de inyección fabricando las preformas.

Una operación particularmente delicada consiste, partiendo de preformas a granel, a orientarles correctamente para acumularlas sobre el dispositivo, en general un carril, alimentando la sopladora, esta última funcionando a una cadencia pudiendo alcanzar hasta 50.000 botellas/hora.

Sobre este carril las preformas están pues suspendidas por el collarín, el cuello arriba y tocándose unas con otras.

Los sistemas existentes a la fecha son mayoritariamente compuestos (figura 2):

- de una tolva 10 recibiendo las preformas a granel.

- de una cinta elevadora 11 con tapiz de listoncitos 12 permitiendo elevar las preformas en pequeños montones y verterlos en el sistema de orientación 13 de las preformas situado en altura (permite después de orientación liberarlos sobre una rampa haciendo oficio de acumulación).

- De una rampa inclinada o carril 14 que tiene dos funciones, la de generar una acumulación de preformas e igualmente, por su inclinación, crear empuje a la entrada de la sopladora 15 por la gravedad.

El sistema de orientación 13 está constituido de dos rodillos paralelos motorizados girando en sentido inverso uno con relación a otro e inclinados con relación al suelo en su longitud.

La distancia entre los rodillos, regulable para poder pasar diferentes tipos de preformas, está calculada para dejar pasar el cuerpo 3 de la preforma 1 pero no el collarín 4.

Las preformas están vertidas arriba de los rodillos por la banda elevadora 11, se deslizan en el interior de los dos rodillos y poco a poco por gravedad pasan en el espacio entre los rodillos y se encuentran suspendidas por el collarín.

La inclinación de los dos rodillos permite a las preformas orientadas desplazarse hacia el carril 14.

Al final de los rodillos, es indispensable tener un sistema, en general una rueda clasificadora, para devolver arriba las preformas mal orientadas o colocadas sobre las preformas ya orientadas.

La rueda clasificadora castiga fuertemente la cadencia porque cuando devuelve hacia arriba las preformas no posicionadas en los rodillos se llevan también preformas ya bien posicionadas y esto bloquea igualmente las preformas que están en curso de posicionamiento.

Para remediar este problema los rodillos alcanzan unas longitudes considerables.

La regularidad de la alimentación es muy mala a saber que se es incapaz de tener a la salida de rodillos un número constante de preformas bien orientadas.

Más importante es el número de preformas llevadas arriba de los rodillos, más hay a nivel de la rueda clasificadora preformas mal orientadas y más decae la cadencia. Es pues una dosificación difícil a obtener entre velocidad del tapiz elevador, inclinación de los rodillos y su longitud (más largo son mejor funciona el sistema).

La falta de regularidad obliga a alargar de manera importante el carril 14 a la salida de los rodillos con el fin de tener un tampón suficiente para no parar la alimentación en preformas de la sopladora 15. Además, el sistema no puede en ningún caso funcionar a velocidad variable.

El conjunto de estos disfuncionamientos necesita una rampa de alimentación (carril 14) cuya longitud se vuelve muy importante para las grandes cadencias, lo que tiene como resultado tener que colocar el sistema de orientación 13 a varios metros por encima del suelo haciendo cualquier intervención muy difícil en caso de bloqueo (lo que es desgraciadamente frecuente).

El volumen al suelo no está en relación con la función a asegurar y la implantación del sistema no presenta ninguna flexibilidad.

Finalmente, aunque el sistema funciona en su conjunto, es hoy una de las razones mayores de parada de producción por su mala regularidad y por el hecho de que se deja las preformas orientarse naturalmente sin forzar el proceso, lo que hace su orientación totalmente aleatoria.

El dispositivo según la presente invención tiene por objetivo remediar estos inconvenientes. Permite en efecto aumentar la regularidad y el rendimiento global de la línea no creando jamás falta de preformas en el carril 14 gracias en particular a la supresión de las paradas ligadas a los sistemas tradicionales.

Además, esta regularidad permite disminuir la zona tampón de alimentación de la sopladora y así reducir la longitud necesaria del carril inclinado y por consiguiente la altura total del sistema. Además de las ventajas en término de ergonomía, esto permite asegurar con mucha más precisión y fiabilidad la regulación de distanciamiento de los carriles sobre una corta distancia. Se evitará así un buen número de blocajes ligados a la imprecisión de esta regulación sobre carriles de grandes longitudes.

Esta altura está todavía reducida por el hecho de que, contrariamente a los sistemas de rodillos, la carga se realiza en el punto bajo del sistema y no en el punto alto lo que permite un acceso total.

La fiabilidad y sobre todo la regularidad del sistema están muy mejoradas debido a una orientación de las preformas en dos fases bien distintas, dejando la segunda fase una sola posibilidad; el basculeo de la preforma aislada hacia el carril de salida.

A la salida del sistema de orientación, la referencia en altura bajo collarín de las preformas orientadas es constante cualquiera que sea el tipo de preforma (cambio de utillaje). Esto hace más sencillo y por consiguiente más fiable la zona de unión con el carril 14 alimentando la máquina sopladora. En el caso de los sistemas tradicionales de rodillos, el reglaje de distanciamiento de éstos se traduce por una variación de la altura de salida de las preformas, lo que hace más complejo el sistema de unión con el carril y causa pues una gran proporción de los problemas de atascamiento.

Finalmente el volumen al suelo está reducido de manera importante y el mantenimiento es más fácil.

En ciertos casos, el concepto permite considerar la supresión del tapiz elevador, efectuándose la carga del sistema a la altura de la tolva.

Este dispositivo está constituido de un sistema móvil inclinado comprendiendo en su periferia unos alvéolos determinados para contener cada uno una preforma en posición acostada, girando este plató por encima de una estructura plana de deslizamiento igualmente inclinada provista sobre todo su contorno de un capotado y provista en su parte alta de una hendidura oblonga dispuesta debajo de los alvéolos y dispuesta para provocar el basculeo de las preformas en posición vertical con el cuello arriba, antes de hacerlas caer sobre la rampa inclinada de alimentación de la sopladora.

En los dibujos anexos, dados a título de ejemplo no limitativo de una forma de realización según la presente solicitud:

- la figura 1, ya mencionada, representa una preforma vista de lado,

- la figura 2, igualmente mencionada más arriba, es el esquema de una instalación de alimentación en preformas de una sopladora de botellas,

- la figura 3 es un esquema de principio mostrando la disposición de los componentes del sistema de orientación de preformas según la invención,

- la figura 4 es una vista por encima del sistema de orientación de las preformas y

- la figura 5 es una sección esquemática axial de este sistema.

El dispositivo, figuras 3 a 5, está concebido para la alimentación en preformas 1 de máquinas sopladoras destinadas a tratar preformas con collarín 4 que tienen un centro de gravedad situado debajo del collarín y cuyo diámetro del cuerpo 3 es inferior al de este último (figura 1).

Está constituido de un receptáculo 21 cilíndrico fijo cuyo fondo está constituido de una placa de deslizamiento 22 circular encima de la cual dos discos superpuestos giran en sentido inverso, un plató rotativo 23 y un disco superior 24 de diámetro más pequeño.

El borde del plató 23 sobrepasando el disco superior 24 está provisto de alvéolos 25 que corresponden a la longitud de la preforma 1. Estos alvéolos están dimensionados de manera a poder contener una preforma pero no dos. Su altura es inferior al diámetro del cuerpo 3 de la preforma.

La placa de deslizamiento 22 está provista de una hendidura oblonga 26 sobre un sector de arco de aproximadamente 90º. Esta hendidura tiene dos anchuras: una primera anchura L1 inferior al diámetro del collarín pero superior al diámetro del cuerpo 3 de la preforma de manera a dejar pasar el cuerpo de la preforma pero no el collarín, y una segunda anchura L2 bien superior al diámetro del collarín. Esta segunda anchura permite pues dejar pasar toda la preforma.

La placa de deslizamiento 22 circular está provista sobre todo su contorno de un capotado 27 a fin de que ninguna preforma pueda caer al exterior de los discos 23, 24.

El dispositivo entero está inclinado, estando la hendidura oblonga descrita arriba en la parte alta del sistema (ver figura 4).

Finalmente una guía 28 está colocada alrededor de la ranura oblonga para evitar cualquier remontada de preformas en esta zona.

El funcionamiento del sistema es el siguiente:

Las preformas 1 a granel están vertidas en el dispositivo en parte baja por un tapiz elevador 11 si el dispositivo debe estar situado en altura.

El reglaje del volumen de preforma en el receptáculo se realiza con una detección de nivel que permite accionar el medio de cargamento (11) si falta preformas o de pararlo si hay suficiente. A nivel de este punto bajo que consideramos como zona de carga, los alvéolos girando con el plató 23 se cargan de preformas, con al máximo una preforma por alvéolo 25 (algunos no están llenos, pero esto no perjudica para nada al buen funcionamiento del sistema). A este punto las preformas están pues arrastradas en rotación por los alvéolos y se deslizan sobre la placa 22. En este momento las preformas introducidas en los alvéolos están todas perfectamente alineadas en su longitud y están sea cuello delante, sea cuello atrás con relación a la rotación del plató.

Cuando estos alvéolos llegan en parte alta y al paso de la ranura oblonga 26, el cuerpo 3 de la preforma bascula (siempre por gravedad) en la ranura y la preforma se encuentra suspendida debajo del collarín 4 y empujada por el borde trasero del alvéolo 25. Que la preforma esté cuello delante o cuello atrás no cambia en nada el proceso de basculeo alrededor de un eje materializado físicamente por el collarín.

Llegado a nivel en que la ranura oblonga se hace más ancha (L2), el cuello de la preforma puede entonces liberarse y el collarín está recogido por unas guías situadas debajo de la placa de deslizamiento 22 fija.

El disco superior 24 girando en contra sentido permite asegurar una buena carga obligando las reformas por un movimiento de contracorriente a entrar mejor en los alvéolos.

El dispositivo está igualmente provisto de un sistema que puede ser una pistola de aire comprimido y que está situada delante de la ranura oblonga a fin de rechazar todas las preformas que no están correctamente posicionadas en los alvéolos. Este sistema puede igualmente ser totalmente mecánico en forma de rueda de aletas perpendicular al movimiento y que está regulada justo por encima de los alvéolos.

Comparados a los sistemas existentes descritos anteriormente, el dispositivo objeto de la invención presenta la ventaja de distinguir dos fases bien distintas:

- Una fase de preorientación que tiene por objetivo disponer las preformas en los alvéolos del plató rotativo, estando el porcentaje de llenado de estos alvéolos ampliamente favorecido por el "braceo" efectuado por el disco superior girando en contra sentido.

Es importante mencionar que el porcentaje de llenado de los alvéolos es independiente del nivel de carga del receptáculo 21 en preformas, el llenado de los alvéolos haciéndose por debajo del montón.

- Una fase final de orientación en la cual las preformas, posicionadas en su alvéolo, pasan por encima de la ranura oblonga y basculan en el carril 14 de salida.

- La eficacia de esta segunda fase está ligada al hecho de que las reformas posicionadas en los alvéolos están completamente aisladas de las otras, y no soportan ninguna tensión en el momento del basculeo.

Cualquier preforma introducida en un alvéolo solo puede bascular y estar correctamente liberada en los carriles situados debajo de la placa de deslizamiento.

El principio del plató de alvéolos permite además no seleccionar un objeto constituido de dos preformas encajadas en el caso de preformas presentando la particularidad de tener un cuerpo de diámetro exterior inferior al diámetro interior del cuello.

Si dos preformas (o más) están encajadas a fuerza, no podrán alojarse en los alvéolos. Serán pues recicladas en el receptáculo permanentemente pero no volverán a perturbar el funcionamiento general. Si estas preformas están solamente imbricadas, no estarán seleccionadas durante el primer paso, serán recicladas en el receptáculo y se desimbricarán probablemente durante el braceo.

Esta ventaja es mayor con relación a los sistemas tradicionales que pierden enormemente de eficacia en este tipo de situación. En efecto, las preformas así encajadas se deslizan de plano sobre los rodillos (el centro de gravedad del conjunto así constituido no permite que se levanten). Estando el diámetro de los collarines la mayor parte del tiempo muy cercano a la altura de los cuellos, la rueda clasificadora situada debajo de los rodillos no tiene ninguna posibilidad de rechazar este conjunto. Este intenta pues penetrar en el carril y se atasca inexorablemente.

El sistema está descrito bajo la forma de disco pero puede considerarse en forma de una cadena continua provista de alvéolos con una parte baja en la cual se hace la carga y una parte alta en la cual se hace la descarga.

El posicionamiento de diversos elementos constitutivos da al objeto de la invención un máximo de efectos útiles que no se habían obtenido hasta la fecha por dispositivos similares.

Claims (9)

1. Dispositivo de orientación de preformas de botellas destinadas a pasar en una máquina sopladora, concebido para equipar una instalación de fabricación de botellas de materia plástica, especialmente en polietileno, comprendiendo por una parte un sistema móvil inclinado comprendiendo alvéolos (25) determinados para contener cada uno una preforma (1) en posición acostada, por otra parte una estructura plana de deslizamiento, inclinada igualmente, encima de la cual este sistema móvil se desplaza, dicha estructura plana está provista sobre todo su contorno de un capotado formando un receptáculo (21) fijo para las preformas, caracterizado porque las preformas comprenden un collarín (4) de un diámetro superior al de su cuerpo (3), dicha estructura plana está por otra parte provista, en su parte alta, de una hendidura oblonga (26) dispuesta debajo los alvéolos y practicada para provocar el basculeo de las preformas en posición vertical con el cuello (2) arriba, antes de hacerles caer sobre la rampa inclinada (14) de alimentación de la máquina sopladora, dicha hendidura oblonga (26) presenta una primera anchura (L1) inferior al diámetro del collarín (4) pero superior al diámetro del cuerpo (3) de la preforma (1), de manera a dejar pasar el cuerpo de dicha preforma pero no el collarín, y una segunda anchura (L2) claramente superior al diámetro de dicho collarín permitiendo dejar pasar toda la preforma.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema móvil está constituido de un plató rotativo (23) inclinado comprendiendo en su periferia unos alvéolos y girando encima de la estructura plana, la cual está formada de una placa de deslizamiento (22) circular igualmente inclinada.

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque comprende, encima del plató rotativo (23), un disco superior (24) de diámetro inferior girando en sentido inverso de manera a asegurar un buen cargamento obligando las preformas (1), por un movimiento a contracorriente, a penetrar mejor en los alvéolos (25) del plató rotativo.

4. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la hendidura oblonga (26) se extiende sobre un sector de arco de aproximadamente 90º.

5. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque está constituido de una cadena continua provista de alvéolos (25) con una parte baja en la cual se hace la carga de las preformas (1) y una parte alta en la cual se hace la descarga.

6. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende una guía dispuesta alrededor de la hendidura oblonga (26) y dispuesta para evitar cualquier subida de las preformas en esta zona.

7. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende un sistema de detección a nivel del cargamento del receptáculo (21) permitiendo de accionar el medio de cargamento (11) si faltan preformas o de pararlo si hay suficientes.

8. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque está equipado de una pistola de aire comprimido situada antes de la hendidura oblonga (26) y dispuesta para rechazar todas las preformas que no estén correctamente posicionadas en los alvéolos (25).

9. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque está equipado de una rueda de aletas perpendicular al movimiento dispuesta encima de los alvéolos (25) y dispuesta para rechazar todas las preformas que no estén correctamente posicionadas en dichos alvéolos.