ES2290874T3 - Dispositivo para ajustar el grosor del parison extruido en una maquina de moldeo por soplado. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para el ajuste del grosor del parisón extruido en un cabezal de extrusión en una máquina de moldeo por soplado, incluyendo un accionamiento que ajusta la abertura de una o más boquillas (10) provistas de un área de paso que se puede ajustar, caracterizado porque la conexión entre el accionamiento y las boquillas (10) se consigue a través de un árbol excéntrico (5), transportado por soportes (6) fijados sobre la estructura del cabezal, al cual están acopladas una o más varillas (7) cada una de dichas una o más varillas (7) estando acoplada a dicho árbol excéntrico (5) a través de un extremo de cabeza (7'') fijado a una parte excéntrica cilíndrica del árbol (5).

Description

Dispositivo para ajustar el grosor del parisón extruido en una máquina de moldeo por soplado.

La presente invención se refiere a máquinas para el moldeo por soplado de materiales termoplásticos y en particular a un dispositivo para ajustar el grosor del parisón extruido en un cabezal de extrusión preferiblemente del tipo de múltiples salidas que alimenta simultáneamente diversas cavidades de moldeo.

Es conocido que a fin de obtener frascos, botellas, recipientes y otros elementos huecos de material termoplástico se utiliza una máquina que proporciona un tubo extruido de plástico (denominado "parisón") que se encierra entonces en un molde y se sopla para obtener el producto deseado.

El material termoplástico fundido (denominado "masa fundida") que proviene del extrusor se convierte en un parisón mediante una boquilla en forma de anillo, que tiene un área de paso que se puede ajustar a través del movimiento relativo entre el elemento macho y el elemento hembra, es decir mediante el desplazamiento tanto de uno como del otro de dichos miembros.

De hecho, a fin de obtener el grosor deseado en partes diferentes del producto soplado (por ejemplo, en el cuello y en el cuerpo de una botella) es necesario ajustar el grosor del parisón cambiando el área de paso de la boquilla. Este ajuste tiene lugar a través de un accionamiento que controla el elemento móvil en la boquilla y un sensor de posición que proporciona una retroalimentación para el control de dicho accionamiento. En otras palabras, el perfil del parisón está programado para cada longitud que formará un producto, de modo que corresponda a las diversas partes del producto.

A fin de proporcionar una alta precisión del ajuste, el accionamiento preferiblemente consta de un motor eléctrico sin escobillas que acciona un husillo de bolas. Sin embargo un accionamiento de este tipo es caro y existe también el riesgo de que un fallo del sensor o del sistema de control conduzca a una rotura debido a un desplazamiento excesivo en el movimiento de la boquilla, si el motor no se para en el momento correcto. Con el propósito de limitar dichos riesgos, se tienen que proporcionar topes extremos mecánicos o sistemas redundantes para incrementar la fiabilidad del dispositivo, lo cual resulta en que se hace incluso más complicado y caro.

Una alternativa posible es utilizar un accionamiento hidráulico que tenga un desplazamiento bien definido y por lo tanto evite el riesgo de un desplazamiento excesivo. Pero este tipo de accionamiento es menos preciso y requiere la presencia de un circuito hidráulico dedicado, por lo que la máquina es todavía bastante complicada y caro.

Otra alternativa similar se expone en el documento US-A-3,218,672 que ilustra un aparato para la fabricación de cuerpos huecos en el cual el paso de la boquilla se ajusta de una manera no lineal mediante una leva que actúa sobre la boquilla a través de un cilindro hidráulico.

Desventajas adicionales aparecen cuando, a fin de incrementar la productividad del extrusor, se utilizan múltiples cabezales de extrusión que, a través de diversas boquillas, obtienen simultáneamente diversos parisones que son transportados por moldes que tienen diversas cavidades. La disposición convencional para ajustar estas boquillas múltiples consiste en disponer el accionamiento en la parte superior del cabezal extrusor y hacer que directamente accione todas las boquillas. Sin embargo, es posible que, debido a diversas razones, en una o más de las múltiples boquillas accionadas por el accionamiento exista una resistencia mayor al flujo de la masa fundida, lo cual resulta en una carga asimétrica en la conexión con el accionamiento que da lugar a otros tipos de problemas.

De hecho, debido a las desviaciones en la conexión causadas por dicha asimetría, existe la posibilidad de un movimiento que no sea uniforme entre todas las boquillas. En tal caso, los parisones obtenidos tendrán diferentes perfiles y por lo tanto los productos en las diversas cavidades del molde pueden tener diferentes pesos.

Una desventaja específica aparece también con el primer tipo de accionamiento descrito anteriormente en este documento, porque funciona adecuadamente sólo cuando está sometido a una carga axial mientras que con una carga que tenga un componente radial, causado por la asimetría, el funcionamiento no es suave y existe un desgaste rápido del husillo así como un riesgo de retención. Por otra parte no es económicamente factible utilizar un motor sin escobillas con una conexión de husillo para cada boquilla única.

Cuando se utiliza un cilindro hidráulico como accionamiento este problema no existe, pero el problema de la carga asimétrica se mantiene y puede ser resuelto únicamente conectando directamente un accionamiento a cada boquilla única. Sin embargo, incluso con este tipo más barato de accionamiento dicha disposición resulta económicamente no ventajosa e implica la presencia de un circuito hidráulico bastante complicado.

Por lo tanto, el objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo que supere las desventajas anteriormente mencionadas.

Este objeto se consigue por medio de un dispositivo el cual está definido por la combinación de las características de la reivindicación 1. Otras características ventajosas se exponen en las reivindicaciones subordinadas.

La principal ventaja de la conexión a través del árbol excéntrico y las varillas es que la gama de ajuste está implícitamente definida por el perfil excéntrico, por lo que es posible prescindir de cualquier componente adicional pensado para evitar posibles rupturas debidas a un desplazamiento excesivo o del circuito hidráulico (con respecto a un dispositivo con un accionamiento hidráulico). De hecho, de este modo se elimina el riesgo de rotura puesto que un posible accionamiento adicional del accionamiento resulta de cualquier modo en un movimiento de la boquilla dentro de la gama de ajuste pretendido.

Una segunda gran ventaja del presente dispositivo en el caso en el que se aplique a un cabezal extrusor múltiple es el hecho de que la posible asimetría de la carga es transferida a los soportes fijos del árbol, por lo que el dispositivo siempre puede funcionar bajo condiciones ideales.

Otra ventaja de este dispositivo es que todas las boquillas del cabezal se desplazan de forma sincronizada a través de un único accionamiento, sin riesgo alguno de un movimiento no uniforme y sin necesidad de múltiples accionamientos, gracias al hecho de que todas las varillas que desplazan las diferentes boquillas están rígidamente unidas al árbol que soporta un giro proporcional al movimiento del accionamiento.

Estas y otras ventajas y características del dispositivo según la presente invención se harán evidentes para aquellos expertos en la técnica a partir de la siguiente descripción detallada de una forma de realización de la misma, con referencia a los dibujos adjuntos en los cuales:

la figura 1 es una vista lateral de un dispositivo según la invención, montado en un cabezal de la técnica anterior;

la figura 2 es una vista frontal de dicho dispositivo; y

la figura 3 es una vista simplificada en planta desde arriba de dicho dispositivo.

Con referencia a dichas figuras, se observa que un dispositivo según la invención incluye un motor 1 con un reductor 2 que acciona para el giro una polea motriz 3. Para una fácil construcción de la máquina, el motor 1 completo con el reductor 2 y la polea 3 preferiblemente está dispuesto en el mismo plano y con su eje paralelo a un árbol excéntrico 5, transportado por dos soportes verticales 6 fijados sobre la estructura de la máquina, el cual es movido por una polea conducida 4 que recibe el movimiento de dicha polea 3 a través de una correa dentada 8 o similar. Dos varillas 7, una para cada boquilla, están acopladas al árbol 5 a través de extremos de cabeza 7' y el movimiento vertical de cada una de las varillas 7 resulta a su vez en un movimiento de la boquilla pertinente 10 a través de un par de columnas 9.

Más específicamente, el árbol excéntrico 5 tiene una sección transversal variable compuesta de muñones extremos de diámetro menor en los cuales el árbol es transportado por los soportes 6 y una parte central de mayor diámetro que en la práctica es un pasador de cigüeñal en el cual están montados los extremos 7' de las varillas 7. Preferiblemente, los dos diámetros anteriormente mencionados son interiormente tangentes de forma que la excentricidad "e" es igual a la mitad de su diferencia y los extremos de cabeza 7' pueden ser macizos puesto que es posible el montaje frontal del árbol.

En la posición ilustrada en la figura 1 el árbol 5 está a la mitad del desplazamiento, esto es, los centros de los dos diámetros están alineados a lo largo de un eje horizontal. A partir de esta posición, el giro del árbol 5 en un sentido o en el otro causa una abertura mayor o menor de las boquillas 10 a través del movimiento vertical sincronizado de las respectivas varillas 7 y las columnas 9. Cuando los dos diámetros del árbol 5 están alineados a lo largo de un eje vertical se ha alcanzado un extremo del desplazamiento y un giro adicional únicamente invierte el sentido del movimiento de la boquilla evitando de ese modo el riesgo de rotura. Además, puesto que las varillas 7 están acopladas al árbol 5 a través de los extremos 7', posibles cargas asimétricas sobre las diversas boquillas 10 son transferidas a los soportes 6 de dicho árbol 5.

Se observará que la pequeña excentricidad "e" del árbol 5 no afecta al movimiento suave de las varillas 7 y las columnas 9, puesto que su pequeña cantidad es despreciable con respecto a la longitud de dichos componentes que absorben fácilmente dicha excentricidad a través de una pequeña desviación (por ejemplo, "e" = 4 mm mientras que la boquilla está a 300 y 400 mm). Por esta razón es posible prescindir de una junta articulada entre las varillas 7 y el árbol 5, la cual de cualquier modo puede estar provista para aplicaciones específicas en las que no sea posible o deseable absorber la excentricidad a través de la desviación como ha sido mencionado anteriormente.

A partir de la descripción anterior está claro por lo tanto que utilizando el árbol excéntrico se obtiene un dispositivo más simple y más fiable, así como la distribución uniforme de la fuerza de empuje sobre todas las boquillas 10 y por consiguiente una distribución idéntica del perfil en todos los parisones, lo cual es la condición necesaria para evitar variaciones en el peso de los productos formados en las diversas cavidades del molde.

Está claro que la forma de realización anteriormente descrita e ilustrada del dispositivo según la invención es sólo un ejemplo susceptible de diversas modificaciones. En particular, se puede cambiar algo la forma, la disposición y el número de elementos que constituyen la cadena cinemática que transmite el movimiento según las necesidades constructivas específicas, por ejemplo, disponiendo los extremos de cabeza 7' exteriormente a los soportes 6 o a la polea accionada 4, o adoptando cualquier número de varillas 7 superior a 1, posiblemente accionando dos o más boquillas a tres de una única varillas etcétera.

Adicionalmente, el árbol 5 puede tener un perfil longitudinal diferente de aquél ilustrado anteriormente en este documento, por ejemplo dividiendo el diámetro mayor en múltiples longitudes en la dirección longitudinal de forma que se obtenga un pasador de cigüeñal separado en cada extremo de cabeza 7'. En otras palabras, los extremos de cabeza 7' están siempre fijados en una parte excéntrica cilíndrica del árbol 5 pero el número, el diámetro y la disposición de dichas partes excéntricas puede cambiar.

De forma similar, el motor 1 y las poleas 3, 4 con la correa 8 pueden ser reemplazados por otro tipo de accionamiento mecánicamente equivalente, tal como por ejemplo un accionamiento hidráulico o neumático directamente conectado al árbol 5.

Claims (5)

1. Dispositivo para el ajuste del grosor del parisón extruido en un cabezal de extrusión en una máquina de moldeo por soplado, incluyendo un accionamiento que ajusta la abertura de una o más boquillas (10) provistas de un área de paso que se puede ajustar, caracterizado porque la conexión entre el accionamiento y las boquillas (10) se consigue a través de un árbol excéntrico (5), transportado por soportes (6) fijados sobre la estructura del cabezal, al cual están acopladas una o más varillas (7) cada una de dichas una o más varillas (7) estando acoplada a dicho árbol excéntrico (5) a través de un extremo de cabeza (7') fijado a una parte excéntrica cilíndrica del árbol (5).

2. Dispositivo según la reivindicación 1 caracterizado porque el accionamiento consta de un motor (1) con un reductor (2) que acciona para el giro una polea motriz (3) conectada a través de una correa dentada (8) a una polea conducida (4) integral con el árbol excéntrico (5).

3. Dispositivo según la reivindicación 2 caracterizado porque el motor (1) completo con el reductor (2) y la polea motriz (3) está dispuesto sobre el mismo plano y con su eje paralelo al árbol excéntrico (5).

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el árbol excéntrico (5) tiene una sección transversal compuesta de muñones extremos de diámetro menor y una parte central de diámetro mayor.

5. Dispositivo según la reivindicación 4 caracterizado porque los dos diámetros menor y mayor del árbol (5) son interiormente tangentes y la por lo menos una varilla (7) está montada sobre dicho árbol (5) a través de un extremo macizo (7').