УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ПЛАСТМАССОВЫХ ПРЕДМЕТОВ И СПОСОБ ИХ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ
DEVICE TO CONDITION PLASTIC ARTICLES AND METHOD OF ITS CONDITIONING

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Это изобретение относится к устройству для термического кондиционирования пластмассовых предметов. Более конкретно, оно относится к устройству для использования в установках для литья под давлением, предназначенных для одновременного производства множества пластмассовых предметов, таких как «преформы» (т.е. черновые формы, заготовки, детали/ изделия, незавершенные изготовлением, обрабатываемые изделия), которые позднее должны применяться в установках для выдувного формования с целью изготовления контейнеров, в частности бутылок или банок. Это изобретение также относится к соответствующему способу кондиционирования.
ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Пластмассовые материалы, такие как полиэтилентерефталат (ПЭТ), в течение некоторого времени и по настоящий момент времени используются для изготовления контейнеров. Это утверждение особенно справедливо в отношении контейнеров для содержания в них пищевых продуктов, особенно напитков. Хотя указанные контейнеры могут иметь различные типы, здесь далее они будут относиться, вообще, к бутылкам, которые оказались получившими наибольшее распространение среди населения.
Для изготовления пластмассовых бутылок используются два основных способа их производства; оба метода включают в себя изготовление промежуточного изделия, так называемой «преформы». Способ первого типа является одноступенчатым процессом, и при его реализации применяются литьевые машины и устройства для выдувного формования, которые образуют одноступенчатую установку. Термин «одноступенчатый» является соответствующим, поскольку установка выполняет полный процесс трансформирования пластмассы непрерывным автоматическим способом: от состояния таблетки до контейнеров, завершенных изготовлением и готовых к использованию.
Способ второго типа, по существу, является тем же самым, что и первый, за исключением того, что он является «многоступенчатым» процессом: после этапа формования литьем под давлением полученные преформы предварительно охлаждаются до конкретной температуры, а затем содержатся на месте промежуточного хранения для дальнейшего охлаждения до тех пор, пока они не достигнут комнатной температуры. Этот процесс выдувного формования выполняется позднее и, очевидно, требует предварительного нагревания преформ таким образом, что синтетическая смола становится достаточно мягкой для формования.
На первой стадии производственного процесса по изготовлению контейнеров (т.е. при формовании литьем под давлением с целью применения преформ) используются формы (в частности, пресс-формы с разъемными матрицами, каждая из которых состоит из двух половин, которые раскрываются и закрываются) со множеством полостей форм для литья под давлением. Синтетическая смола в расплавленном состоянии инжектируется в указанные полости и остается в закрытой форме для охлаждения в течение конкретного количества времени до тех пор, пока не затвердеет до такого состояния, которое будет достаточным для того, чтобы позволять безопасное обращение с ней без деформирования. Поскольку преформа занимает форму во время охлаждения и отверждения, отсюда следует, что чем дольше по времени преформа охлаждается внутри формы, тем медленнее осуществляется процесс формования. И действительно, форма может быть применена только при следующем цикле после того, как она будет открыта и освобождена от преформ.
Ради завершенности, следует отметить, что полный этап формования посредством литья под давлением включает в себя закрытие форм, инжектирование синтетической смолы в расплавленном состоянии в полости для формования литьем под давлением, охлаждение синтетической смолы для отверждения конструкции преформ до состояния, достаточного для обращения с ними, открытие форм и извлечение/ удаление преформ. Этот этап, который непосредственно влияет на производительность установки для производства контейнеров и ограничивает ее, является так называемым «узким местом» производственной линии и длится по времени дольше, чем другие рабочие операции, выполняемые установкой. Кроме того, весьма трудным является сокращение этого этапа по времени; таким образом, усовершенствования процесса должны фокусироваться на сокращении времени охлаждения внутри формы в той степени, насколько это возможно, и на завершении значительной части охлаждения после извлечения преформ из формы.
Возросшая потребность в использовании пластмассовых бутылок и вообще пластмассовых контейнеров и потребность в увеличении продуктивности при сохранении конкурентоспособности означают, что как установки для одноступенчатого формования, так и установки для многоступенчатого формования должны сводить к минимуму количество времени, в течение которого формы остаются занятыми во время рабочих операций литья под давлением и охлаждения.
При существующем уровне техники в области создания установок для формования литьем под давлением и выдувного формования это пытаются осуществлять посредством насколько возможно быстрого извлечения преформ после выполнения рабочей операции литья под давлением и завершения охлаждения на специальных пластинах для охлаждения, установленных со специальными держателями или полостями. При известных типах пластины для охлаждения могут содержать средство для принудительного охлаждения преформ посредством применения циркулирующих охлаждающих текучих сред.
Как уже было отмечено, пластина для охлаждения устанавливается с рядом держателей, имеющих такую форму, которая обычно дополняет контур преформ; держатели фиксируются на их штатном месте и охлаждаются с помощью системы, в которой циркулирует жидкость для охлаждения. Преимущество применения указанных держателей состоит в том, что деформирование конструкции преформ почти полностью устраняется во время выполнения рабочей операции охлаждения.
Другое средство, используемое для ускорения с дополнительным выравниванием цикла формования литьем под давлением в известных установках для выполнения формования литьем под давлением и выдувного формования, представляет собой установленную пластину для охлаждения с держателями для сверхохлаждения (например, имеется удвоенное или утроенное количество полостей для формования литьем под давлением). При этом способе при выполнении цикла формования литьем под давлением преформы, изготовленные и извлеченные во время предшествующего(щих) цикла(лов), охлаждаются в держателях пластины для охлаждения. Таким образом, посредством выбора соответствующего количества держателей рабочая операция охлаждения может осуществляться приблизительно двукратно или трехкратно по времени по сравнению с длительностью цикла формования литьем под давлением. В патенте Италии IT-PN2000A000006 описана установка вышеуказанного типа для формования литьем под давлением.
К сожалению, указанная установка является в некоторой степени сложной при ее изготовлении и при управлении ее эксплуатацией.
ЗАДАЧИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей этого изобретения является разработка устройства для кондиционирования пластмассовых предметов, таких как преформы или контейнеры, которое решает вышеупомянутые проблемы. Указанное устройство должно быть эффективным в применении и надежным в использовании, должно помогать установке для формования литьем под давлением достигать высоких уровней производительности и должно быть эффективным по стоимости при изготовлении, при регулярном использовании и в случае осуществления его технического обслуживания.
Другая задача этого изобретения заключается в том, чтобы обеспечивать разработку простого в реализации способа кондиционирования пластмассовых предметов, таких как преформы или контейнеры, который является пригодным для его осуществления в производственных линиях изготовления бутылок большой емкости.
В соответствии с первым аспектом реализации изобретения эти задачи достигаются посредством использования устройства для кондиционирования пластмассовых предметов, содержащего револьверную головку, имеющую, по меньшей мере, одну грань, предусмотренную со множеством полостей для кондиционирования предметов, приспособленных для удерживания внутри их указанных предметов, револьверная головка зафиксирована на опорной конструкции с двигательным устройством, приспособленным для того, чтобы заставлять револьверную головку совершать пространственные перемещения, отличающегося тем, что указанная револьверная головка имеет конструкцию, содержащую первую полосу, которая имеет форму параллелепипеда, и вторую полосу, которая является параллельной первой полосе, при этом указанные первая и вторая полосы взаимно соединены друг с другом на каждой грани одной или большим количеством прямоугольных пластин, имеющих толщину, которая по величине меньше, чем толщины указанных первой и второй полос, при этом, по существу, прямоугольные пластины соответственно прикреплены к противоположным концевым участкам первой и второй полос.
В соответствии с другим аспектом реализации изобретения вышеупомянутые задачи достигаются посредством разработки способа кондиционирования пластмассовых предметов, при котором используется такое устройство, как описанное выше, при этом несколько предметов формуются в соответствующей форме, содержащей несколько полостей для формования, в которых предметы остаются до тех пор, пока пластмасса не достигнет конкретно обусловленной консистенции, после чего они извлекаются в тот момент времени, когда их температура все еще больше комнатной температуры, и этот способ содержит следующие стадии:
(а) транспортирование предметов на место, находящееся снаружи формы;
(b) встраивание предметов в соответствующие полости револьверной головки;
(c) охлаждение предметов до тех пор, пока они не достигнут второй заданной температуры;
(d) осуществление поворота револьверной головки вокруг, по существу, горизонтальной оси и передвижение ее вертикально до нижнего положения;
(e) удаление предметов из полостей посредством применения захватных приспособлений, предусмотренных на столе для разгрузки.
Предпочтительные альтернативные варианты воплощения изобретения будут описаны в зависимых пунктах формулы. Другие задачи и преимущества будут легко очевидными при ознакомлении с более подробным описанием предпочтительного воплощения изобретения, представленного посредством примеров, не ограничивающих объем изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СОПРОВОДИТЕЛЬНЫХ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 схематически показан боковой вид установки, выполненной в соответствии с этим изобретением, при осуществлении первой рабочей операции.
На фиг.2 схематически показан боковой вид установки, взятый в направлении стрелки «А» на чертеже фиг.1, иллюстрирующем установку.
На фиг.3 схематически показан боковой вид установки, изображенной на чертеже фиг.1, при осуществлении второй рабочей операции.
На фиг.4 схематически показан боковой вид установки, взятый в направлении стрелки «А» на чертеже фиг.3, иллюстрирующем установку.
На фиг.5 схематически показан боковой вид установки, изображенной на чертеже фиг.1, при осуществлении третьей рабочей операции.
На фиг.6 схематически показан боковой вид установки, изображенной на чертеже фиг.1, при осуществлении четвертой рабочей операции.
На фиг.7 схематически показан боковой вид установки, изображенной на чертеже фиг.1, при осуществлении пятой рабочей операции.
На фиг.8 схематически показан боковой вид установки, изображенной на чертеже фиг.1, при осуществлении шестой рабочей операции.
На фиг.8а показан узел «В» чертежа, изображенного на фиг.8, в увеличенном масштабе.
На фиг.9 схематически показан боковой вид установки, изображенной на чертеже фиг.1, при осуществлении седьмой рабочей операции.
На фиг.9а показан узел «А» чертежа, изображенного на фиг.9, в увеличенном масштабе.
На фиг.10 схематически показан боковой вид установки, изображенной на чертеже фиг.1, при осуществлении восьмой рабочей операции.
На фиг.10а показан узел «В», изображенный на фиг.10, в увеличенном масштабе.
На фиг.11 схематически показан боковой вид установки, изображенной на чертеже фиг.1, при осуществлении девятой рабочей операции.
На фиг.11а показан узел «А», изображенный на фиг.11, в увеличенном масштабе.
На фиг.12 схематически показан боковой вид установки, изображенной на чертеже фиг.1, при осуществлении десятой рабочей операции.
На фиг.13 показана в увеличенном масштабе аксонометрическая проекция части установки, выполненной в соответствии с этим изобретением.
На фиг.13а показан узел «А», изображенный на фиг.13, в увеличенном масштабе.
На фиг.14 показана в увеличенном масштабе аксонометрическая проекция части установки, выполненной в соответствии с этим изобретением.
На фиг.15а), 15b), 15 с) и 15d) показаны виды и сечения другой увеличенной в масштабе части установки, выполненной в соответствии с этим изобретением.
На фиг.16а), 16b), 16 с) и 16d) показаны виды и сечения другой увеличенной в масштабе части установки, выполненной в соответствии с этим изобретением.
На фиг.17, 18, 19 и 20 показаны виды сверху на предмет, показанный на чертеже фиг.16, в процессе его производства при выполнении четырех различных рабочих операций.
На фиг.21 показан в увеличенном масштабе боковой вид части установки, выполненной в соответствии с этим изобретением.
На фиг.22 показан вид сверху на часть установки, показанную на чертеже фиг.21.
На фиг.23, 24 и 25 показаны сечения в различных плоскостях части установки, изображенной на фиг.21.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На чертежах показано устройство, выполненное в соответствии с изобретением, для формования и кондиционирования преформ. Указанное устройство содержит форму для литья под давлением известного разъемного типа, имеющую две формовочные половины 1 и 2, которые раскрываются и закрываются, функционируя с помощью пресса; когда эта форма находится в закрытом положении для выполнения формования, она образует множество полостей для формования литьем под давлением, которые подробно не показываются на чертежах, которыми иллюстрируется формование преформ. Устройство включает в себя опорную конструкцию 4, которая поддерживает деталь, предназначенную для сбора, удерживания и передачи преформ, а именно: деталь, названную консолью 3. Эта консоль может передвигаться в направлении стрелки «С» и может перемещаться в пространство, освобождаемое двумя раскрытыми половинами 1, 2 формы в конце выполнения цикла формования литьем под давлением. Консоль 3 способна содержать в себе преформы 5, которые освобождаются известным способом с помощью гильотинного механизма, не показанного на чертежах, с применением верхней части формы 1. Как уже упоминалось ранее, эта рабочая операция выполняется в том случае, когда консоль 3 движется в пространстве слева при раскрытых разъемных половинах 1, 2 формы; когда консоль занимает свое соответствующее положение, преформы 5 освобождаются от формы и содержатся в специальных кожухах. Функциональное назначение этих кожухов заключается в перехвате преформ 5, освобожденных верхней половиной 1 формы, посредством захватных устройств, установленных над консолью 3; преформы, падающие под действием силы тяжести, собираются в упорядоченном положении и располагаются вертикально, т.е. с горловиной, обращенной вверх. Затем они транспортируются наверх поворотной револьверной головки 6 и, наконец, им позволяют падать под действием силы тяжести в соответствующие держатели 7.
Гильотинная захватная система, содержащаяся в консоли 3, поддерживает преформы, когда они передаются из пространства, находящегося между половинами разъемной формы, на их места в держателях револьверной головки 6 для охлаждения, и освобождает их посредством выполнения простой рабочей операции. Консоль 3 содержит кожухи для преформ, расположенные рядами таким образом, что они сопряжены точно с заданными положениями держателей 7 для охлаждения на револьверной головке 6. Таким образом, каждый ряд кожухов консоли 3 может располагаться точно над верхней частью соответствующего ряда держателей 7 поворотной револьверной головки 6. При последовательно выполняемых циклах консоль 3 способна заполнять все держатели 7, установленные на гранях поворотной револьверной головки 6. Каждый раз консоль разгружает груз, состоящий из преформ 5, в различные наборы держателей 7 простым перемещением и соответствующим расположением консоли 3 сверху над конкретной гранью 6' или 6" поворотной револьверной головки 6. Зажимное устройство консоли 3 состоит из двух половин: верхней пластины 40 и нижней пластины 41. Верхняя пластина 40 используется для центрирования горловины и выполнена с заданным количеством отверстий, имеющих диаметр, по своей величине не намного меньший, чем диаметр горловины преформы. Нижняя пластина 41 перемещается и действительно является гильотиной; эта пластина выполнена с рядом щелевидных отверстий, имеющих ширину, которая по своей величине меньше, чем диаметр горловины преформы, заканчиваясь отверстием, которое наоборот имеет диаметр, величина которого больше, чем размер горловины преформы. Вторая пластина 41 может избирательно скользить по и напротив верхней части первой пластины. Каждое из щелевидных отверстий состоит из первого участка с секцией, которая позволяет пропускание корпуса преформы, но не горловины, и из второго участка с секцией, которая позволяет пропускание всей преформы, включая кольцо с увеличенным диаметром, расположенное у основания горловины с нарезкой. Предпочтительно, для облегчения перехвата и центрирования падающей преформы верхний участок отверстий верхней пластины 40 является расширяющимся вверх и имеет форму усеченного конуса.
Как уже отмечалось ранее, устройство для кондиционирования, выполненное в соответствии с изобретением, содержит поворотную револьверную головку 6 для кондиционирования преформ; более конкретно, револьверная головка используется для понижения температуры преформ, которые не покидают пресс для литья под давлением до тех пор, пока пластмасса не получает консистенцию, которая будет считаться адекватной для перехода к следующим стадиям производственного процесса. Револьверная головка 6 состоит из корпуса, выполненного по форме параллелепипеда, установленного с двумя противоположно размещенными гранями 6' и 6" увеличенного размера. К каждой грани прикреплено одно и то же количество держателей 7 для охлаждения. Хотя это описание относится к варианту воплощения изобретения, при котором имеется револьверная головка, оборудованная держателями на двух противоположных гранях, револьверная головка также может быть оборудованной только с одной гранью или с большим их количеством, чем две, например, с тремя или с четырьмя гранями, что не будет выходить за пределы объема изобретения. В этом случае секционированная форма револьверной головки будет согласовываться с одной из соответствующих геометрических фигур. Эти технические решения могут оказаться более пригодными для других часовых производительностей формования или для других размеров преформ.
Каждая преформа 5 содержится в одиночной полости или на одиночном держателе 7. Размеры держателей выбираются такими, что они полностью являются согласованными с наружным контуром. На фиг.14 и 15 подробно иллюстрирован предпочтительный вариант выполнения держателей в соответствии с изобретением. Не обязательно, но в идеальном случае держатель включает в себя средства для побочного содержания преформ 5. Например, они могут быть выполнены в виде поверхностей для содержания или в виде направляющих 10', 10" кольца 9, которое ограничивает участок горловины, снабженный резьбой. Эти направляющие являются пригодными для контролирования и/или сведения к минимуму посредством контакта и радиальных перемещений открытого концевого участка преформы 5 термических деформаций, которыми он характерен, такими, как, например, те, которые получаются в результате предшествующих рабочих операций манипулирования с преформами. Направляющие 10', 10" располагаются симметрично относительно средней плоскости держателя и проходят в продольном направлении по держателю. Без выхода за пределы объема изобретения направляющие могут состоять из одиночной детали, которая включает в себя открытый концевой участок преформы, расположенный под углом, удобным для обертывания, или они могут состоять из деталей, количество которых больше, чем две.
Направляющие 10', 10" спрофилированы по форме для определения внутри держателя боковых опорных поверхностей, напротив которых открытый концевой участок преформы 5 покоится на боковых дорожках, т.е. он ориентируется в радиальном направлении при отслеживании его деформирования.
Специалисты в данной области техники должны иметь возможность определения формы внутри держателя и боковых поддерживающих поверхностей исходя из геометрии преформ; при альтернативе, они должны иметь возможность определения всех деталей для приспосабливания их друг к другу. Опорная(ные) поверхность(ти) профилируется(ются) по форме и подбирается(ются) по размерам таким образом, что, по меньшей мере, имеется минимальное радиальное отверстие или также отрицательный радиальный допуск с заданной величиной между поверхностью(тями) и выбранной опорной секцией преформы.
В альтернативном случае, внутренняя(ние) контактная(ные) поверхность(ти) направляющих может(гут) быть секторами поверхности, идущей на раструб, или поверностью(тями) усеченного(ных) конуса(сов), которая(ые) открыта(ты) в наружную сторону держателя, также для принятия во внимание величины термического уменьшения диаметра, например, кольца 9 или другой контактной поверхности открытого конечного участка.
Открытая поверхность направляющих может образовывать большой раструб, который открывается в сторону приема преформ, подлежащих установке внутри держателя.
Устройства, описанные выше, могут также использоваться для выпрямления преформ 5, деформированных во время их нагретого состояния при предшествующих автоматически выполняемых рабочих операциях манипулирования с ними, например, в то время, когда они передаются из формы для литья под давлением к держателям для охлаждения.
При втором предпочтительном варианте воплощения изобретения поверхности 10', 10" для содержания механически обрабатываются от наружной втулки 44 вместо выполнения этой обработки от внутреннего корпуса 45. Этот второй вариант воплощения изобретения более легко осуществлять, и возможна установка на существующий внутренний корпус без поверхностей 10', 10" для содержания; более того, это может оказывать помощь в простом выполнении рабочей операции изменения формы преформ, т.е. внутренний, корпус 45 может содержать преформы с кольцами различных диаметров после замены наружной втулки 44.
У конечной поверхности 31 держателя две направляющие 10', 10" являются разрезанными боковыми дорожками вдоль двух осевых и параллельных плоскостей для образования двух проходов 42, 43 позади направляющих 10', 10". После установки преформы 5 эти проходы определяют величину расстояния «Н» между конечной поверхностью 31 держателя и кольцом 9 преформы.
При альтернативном случае, средство для содержания преформ 5 в держателях может состоять из системы для засасывания через канал 8 воздуха из области, находящейся между нижними частями держателей и наружной крышкой преформы. Совокупность двух систем является также возможной. Это позволяет револьверной головке 6 поворачиваться таким образом, что преформы 5 в держателях устанавливаются на грань 6' или грань 6", и преформы не выпадают из держателей 7 благодаря наличию как силы тяжести, так и центробежного усилия, создаваемого вращением револьверной головки. Вращение револьверной головки 6 вокруг горизонтальной оси «X», которая, по существу, является ортогональной по отношению к направлению «С», позволяет обмениваться положением двум противоположно размещенным граням 6', 6" с чередованием, заставляя каждую грань становиться обращенной вверх или вниз. При предпочтительных вариантах воплощения изобретения, другие пространственные положения могут использоваться для оси «X» револьверной головки, и они являются скошенными по отношению к направлению «С».
Охлаждение выполняется посредством известных способов, например, с помощью циркуляции холодной воды вокруг каждого держателя через каналы 11, 12. Держатели также могут эксплуатироваться с применением известного средства для кондиционирования преформ в более общих границах.
Каждая из расширенных граней револьверной головки 6 оборудована множеством держателей 7, расположенных таким образом и в таком количестве, что они могут группироваться при размещении со множеством отдельных распределений, которые являются геометрически подобными, и таким образом, что они могут располагаться на одной и той же грани одновременно. На фиг.13, 14, 21 и 22 подробно показан вид на каждую грань, покрытую несколькими продольными блоками: например, в форме прямоугольных или квадратных пластин. Держатели 7 прикреплены к этим пластинам посредством встраивания соответственно спрофилированного основания 15 в конкретное отверстие, выполненное в пластине 14, имеющей дополняющую форму. Вторая пластина 17 с равной поверхностью и с увеличенной толщиной соединена с первой пластиной 14; эта вторая пластина предназначена для увеличения конструкционной прочности позади корпуса при требующихся каналах для передачи текучих сред к держателям.
Предпочтительно, но необязательно, ряды держателей 7 при установке их на своем штатном месте являются размещенными параллельно друг другу; вся поверхность граней револьверной головки 6 является занятой пластинами 14, размещенными побочно относительно друг друга, и держателями 7.
Пластины 14 и 17 являются расположенными побочно друг другу в количестве, которое адекватно для того, чтобы удовлетворять проектировочным требованиям, предъявляемым к выбору их размеров при проектировании револьверной головки 6 для охлаждения, и для того, чтобы также учитывать размер держателей, который связан с величиной диаметра преформ. В действительности, чем больше преформы, тем меньше количество держателей, установленных на каждой грани 6', 6". Размеры пластин 14 и 17 определяются на основе учета количества и/или диаметра держателей, подлежащих установке. Желательно проектирование деталей револьверной головки 6 модульным способом: это упрощает и ускоряет замену держателей 7 для производства пластмассовых контейнеров различного размера. Кроме того, стоимость изготовления револьверной головки 6 становится меньшей, чем та, которая существует у револьверных головок, известных из предшествующего уровня техники в данной области.
Другое преимущество устройства, изготовленного в соответствии с изобретением, заключается в том, что пластины 14 и 17, по существу, образуют элемент для соединения и механического опирания держателей 7; в дополнение к этому, они изготавливаются более легким способом, поскольку они не пересекаются каналами для передачи текучих сред, воздуха или вакуумированных сред. Преимущество, создаваемое наличием двух соединительных пластин 14 и 17, образующих грани револьверной головки 6 в соответствии с реализацией изобретения, заключается в том, что верхняя пластина 14 может заменяться такой же пластиной, когда становится необходимой замена держателей с преформами другого размера; очевидно, это возможно только в том случае, когда изготавливаются преформы, которые попадают в заданный диапазон изменения их размеров, а это значит, что отсутствует необходимость изменения количества держателей на грани револьверной головки 6. Вместо этого, если существует также необходимость изменения количества держателей для изготовления преформ совершенно разных размеров, нижняя пластина 17 должна также заменяться, поскольку каналы снабжения, проложенные в этой пластине, отличаются по количеству и размерам.
Преимущественный альтернативный вариант реализации этого изобретения включает в себя применение дополнительной пластины 14'; единственное целевое назначение этой пластины заключается в плотном перекрытии тех отверстий, которые не являются необходимыми для их использования в том случае, когда применяются пластины 14 и 17 другого размера.
Пластины 14 и 17 поддерживаются у одного их концевого участка брусом 18 в форме параллелепипеда, который помимо поддержания пластин 14 и 17 группирует воедино каналы, требующиеся для держателей 7 с целью осуществления кондиционирования преформ. По существу, они являются каналами и коллекторами 30, 31, которые подают и удаляют охлажденную текучую среду, и каналами пневматической системы, которая засасывает преформы в держатели, и избирательно при альтернативных вариантах реализации изобретения она нагнетает воздух для того, чтобы облегчать извлечение преформ из держателей, что осуществляется одновременно с их механическим извлечением, которое здесь далее будет описано. При необходимости брус 18 может обладать другими свойствами. Для того, чтобы облегчать замену пластин 14 при изменении размеров держателей, в брусе 18 может выполняться множество отверстий 34, 35, которых может быть больше того, чем требуется, и они могут располагаться в соответствующих местах при сопряжении с различными конфигурациями пластины 14. Когда устанавливаются пластины 14 для держателей различных размеров, некоторые отверстия 34, 35 сопрягаются с каналами, применяемыми для передачи текучих сред, тогда как другие отверстия не являются необходимыми, и, следовательно, они должны заглушаться пробками, которые на чертежах не показаны. Отсюда следует, что в том случае, когда вновь заменяются пластины 14 для использования держателей 7 других размеров на револьверной головке 6, отверстия, которые ранее были использованы, теперь должны заглушаться, тогда как другие отверстия 34, 35 должны освобождаться от пробок и сообщаться с каналами для передачи текучих сред, которыми снабжаются держатели. Это техническое решение делает возможным применение единого бруса 18 для весьма обширного по своим пределам диапазона изменения размеров держателей.
Пластины 14 и 17 поддерживаются у другого их концевого участка вторым брусом 19, который по своей форме, по существу, также является параллелепипедом. При необходимости в случае дополнительных вариантов реализации изобретения этот брус 19 также может включать в себя средства обслуживания револьверной головки. Брус 18 также предназначен для конструкционного подключения опорного элемента 33 револьверной головки, который также контролирует вращение вокруг оси «X» и вертикальные перемещения.
Револьверная головка 6 обладает легковесностью, поскольку ее средняя часть является пустотелой. Конструкция упрощена и выполнена модульной, что обеспечивает легкость и быстроту замены групп 13 держателей; это не представляет собой тот случай использования поворотных револьверных головок известного типа, при котором каждый раз следует осуществлять по какой-либо причине полную замену держателей для охлаждения.
Устройство для формования преформ посредством литья под давлением в соответствии с изобретением также включает в себя средства управления, которые подробно здесь не описаны и предназначаются для функционирования установки и выполнения формования посредством литья под давлением. Указанные средства контролируют расположение консоли 3 каждый раз при выгрузке преформ, изготавливаемых при осуществлении цикла литья под давлением; в частности, консоль располагается над держателями и сопрягается по своему местоположению с ними для того, чтобы занимать место на наружных гранях 6', 6" револьверной головки 6. Таким способом преформы, освобожденные консолью 3 с помощью гильотинного механизма, падают под действием собственной силы тяжести в выбранные держатели на наружной грани 6' или 6".
Револьверная головка 6 оборудована двигательным средством известного типа, которое на чертежах детально не показано и которое контролирует поворот.
Револьверная головка 6 может подниматься или опускаться, по существу, вертикально при наличии управления этими перемещениями: держатели, установленные на наружных гранях револьверной головки, которые должны получать преформы 5, должны как можно ближе подходить к соответствующим держателям консоли 3 для того, чтобы обеспечивать гарантирование точного центрирования и содержания преформ 5. Когда револьверная головка 6 передвигается вниз от консоли 3, она свободно может вращаться вокруг оси «X» без помех со стороны вверху находящейся консоли 3 или просто обращаться с преформами 5, выступающими вниз от пути движения консоли 3.
Устройство для формования, выполненное в соответствии с изобретением, также включает в себя средство для извлечения, пригодное для избирательного освобождения преформ 5 от держателей 7, когда пластмасса достигает заданной величины своей температуры. Вообще, она является температурой, при которой пластмасса имеет конструкционную консистенцию, которая позволяет преформы безопасно включать в следующий этап производственного процесса; однако, температура выбирается в функциональной зависимости от производственного процесса.
На фиг.16-20 подробно показаны средства для освобождения преформ от держателей. Они состоят из опорной конструкции 20, которая поддерживает стол 21, включающий в себя устройство для регулирования высоты его от наземного уровня 22. В идеальном случае, это устройство оборудовано системой обеспечения безопасности для учета аварийных ситуаций или средством для выключения двигателя, например, срабатывающим в том случае, если револьверная головка не остановилась при правильно выбранной высоте и продолжает перемещаться вниз. Стол 21 поддерживает на своей верхней поверхности пластину 23 с рядом продольных прорезей 26, из которых все располагаются параллельно друг другу; по существу, они покрывают всю полезно используемую поверхность пластины 23. Пластина оборудована соответствующим средством, таким как направляющие, которые не показаны детально на чертежах и которые предназначены для того, чтобы позволять пластине скользить в направлении стрелок "D" в обоих направлениях относительно зафиксированного стола 21, который закреплен на грунте или просто присоединен к конструкции установки для формования. Двигатель 24 или другое аналогичное средство пневматического, гидравлического или электрического типа перемещает пластину 23 и поддерживает ее в любом промежуточном положении в течение отрезка времени, который оказывается необходимым для извлечения преформ.
В идеальном случае прорези в пластине 23 являются выполненными сквозными таким образом, что преформы взаимодействуют с ними для извлечения их из держателей револьверной головки, падают вниз под действием собственной силы тяжести и пропускаются через стол 21. Стол имеет соответствующее отверстие в центральной части, где преформы удаляются из держателей граней 6', 6" револьверной головки 6 для их падения на конвейерную ленту или в соответствующий контейнер, имеющий известный тип и, соответственно, не показанный на чертежах. Толщина пластины 23 у кромки прорезей выбрана по величине такой, что кромки прорези на секциях или зубцы 29, 30 могут механически обрабатываться, начиная от пластины 23 или от брусьев 32, или от им подобных заполняющих предметов, прикрепленных к пластине 23 посредством винтов 36. Другие технические решения также могут применяться в пределах объема изобретения.
Геометрия прорезей 26, выполненных в пластине 23, которая показана при виде сверху на фиг.16а, может быть лучше понятной при рассмотрении чертежа, изображенного на фиг.17, который относится только к участку пластины 23, например, только к ее трети или половине, при оптимальной иллюстрации всей геометрии прорезей. Данный пример показывает количество держателей на каждой грани револьверной головки; это количество в три раза больше, чем количество охлаждаемых преформ, которые удаляются от револьверной головки во время каждого цикла разгрузки. Это количество равно суммарному количеству держателей на револьверной головке, которое в шесть раз больше того количества преформ, которые изготавливаются в течение каждого цикла формования. При этом конкретном варианте воплощения изобретения кольца преформ 5 показаны несколькими окружностями, выполненными тонкими линиями на тех местах, где револьверная головка для охлаждения перемещает преформы вблизи пластины 23 для извлечения при отверстии, обращенном вниз. Прорези 26 по длине имеют множество секций 29, 30, которые создают ограничения в прорезях 26 при заданных расстояниях: так называемые зубцы. В дополнение к этому, прорези характеризуются наличием множества секций 27, 28 с шириной, незначительно увеличенной по сравнению с диаметром кольца преформ, рассеянных между ограниченными секциями 29, 30 для того, чтобы устанавливать преформы внутри прорезей 26 секций на адекватном участке с целью образования общей плоскости, определенной всеми кольцами 9 преформ 5, когда они содержатся в держателях 7 грани 6' или 6" револьверной головки 6 на таком уровне, что ограничения прорезей или зубцы могут захватывать кольца 9.
В рассматриваемом здесь примере пластина 23 для извлечения преформ 5 из держателей 7 применяется для извлечения преформы из каждой группы, состоящей из трех преформ, во время каждого цикла извлечения. Таким образом, длина каждой широкой секции 27, 28 позволяет пропускание группы, состоящей из трех преформ, расположенных побочно относительно друг друга, когда револьверная головка 6 опускается на пластину 23. Когда пластина 23 перемещается в направлении стрелки "D" на отрезок пути, равный расстоянию между осями смежных преформ, зубцы 29, 30 устанавливаются в свободном пространстве между кольцами 9 и конечным участком поверхности 31 держателей, таким образом взаимодействуя с кольцами 9, как это показано на фиг.9а. На фиг.8а, зубцы 29, 30 показаны в положении, при котором они не участвуют во взаимодействии, а на фиг.10а, показаны взаимодействующие зубцы, готовые для извлечения преформ. Когда револьверная головка 6 поднимается и передвигается от пластины 23 для извлечения, зубцы 29, 30 удерживают несколько преформ; в частности, одну из каждых трех, находящихся на грани револьверной головки 6. Другие две преформы из каждой группы остаются в держателях для продолжения охлаждения. Как только каждая преформа 5 полностью освободится от своего держателя 7, она падает вниз, проходя через отверстия в столе 21. Пластина 23 повторно передвигается на расстояние, равное расстоянию между центрами двух держателей 7, для того, чтобы позволить пропускание группы из трех преформ через пространства 27, 28. Вышеуказанный цикл повторяется, и каждый раз револьверная головка понижается в направлении стрелки "D" на расстояние, которое требуется для того, чтобы заставлять зубцы 29, 30 взаимодействовать с этими преформами, которые закончили свой процесс охлаждения в держателях. Эти стадии подробно иллюстрируются на фиг.17, на которой показана исходная позиция преформ на пластине 23 для извлечения, и на фиг.18, на которой показано местоположение пластины 23 для извлечения, когда она захватывает преформы из ряда, находящегося слева от местоположения, показанного на чертеже, и из всех рядов, рассосредоточенных по трем держателям от первого. На фиг.19 иллюстрируется положение разгрузки преформ из второго ряда после первого и из тех рассосредоточенных рядов с тремя держателями, а на фиг.20 иллюстрировано положение разгрузки из третьего ряда и из тех рядов, которые являются рассосредоточенными по трем держателям. В качестве альтернативы подъему револьверной головки 6 возможно также использование опускания пластины 23 для извлечения преформ 5 из держателей 7 или применение сочетания двух типов перемещений, т.е., сочетания опускания пластины 23 и подъема револьверной головки 6.
Без выхода за пределы объема изобретения имеется возможность использования средства для извлечения со столом 21 и пластиной 23 в вертикальном или наклонном положении в соответствующей области формы, где имеется возможность какого-либо оперативного взаимодействия с револьверной головкой 6. Неоднократные перемещения для извлечения осуществляются посредством возвратно-поступательного передвижения и от револьверной головки 6, и от стола 21, и от пластины 23. При этом варианте воплощения изобретения при необходимости направляющие средства для преформ могут включаться позади пластины 23; эти средства могут удаляться из держателей для того, чтобы позволять им падать или передвигаться в какое-либо иное место.
Без отклонения от объема изобретения пластина может быть выполнена таким образом, чтобы воздействовать на группу, состоящую из двух преформ, во время каждого цикла извлечения их из держателей 7. Очевидным является то, что в результате сокращается по времени циклы охлаждения в держателях; пластина может также оказывать воздействие на группу, состоящую из четырех преформ, что в результате удлиняет циклы охлаждения.
Далее следует описание производственного процесса формования посредством литья под давлением пластмассовых преформ в соответствии с изобретением, при этом ссылаются на чертежи, представленные на фиг.1-12, и на чертежи, изображенные на фиг.17-20, на которых схематически иллюстрируются последовательные рабочие операции формования преформ 5, выполняемые при использовании ранее описанного устройства для формования с помощью литья под давлением в соответствии с изобретением.
Чертежами, изображенными на фиг.1 и 2, иллюстрируется стадия операция, во время выполнения которой преформы 5, только что полученные в форме с помощью литья под давлением, освобождаются посредством инжекции в верхнюю часть формы 1 и падают на консоль 3 под действием собственной силы тяжести. Здесь преформы 5 удерживаются, поскольку гильотина 40, 41 в первом положении позволяет корпусу преформы проходить, но не пропускает ее горловину, поскольку имеется кольцо 9, которое имеет увеличенный диаметр (см. фиг.3), что показано в увеличенном масштабе на фиг.3а.
На фиг.4 иллюстрируется следующая стадия, во время которой консоль 3 перемещается на верхний участок поворотной револьверной головки 6, которая имеет одну из ее граней 6', 6", которая находится в горизонтальном положении, и отверстия держателей, обращенные вверх таким образом, что геометрия распределения консоли 3 точно соответствует верхнему расположению держателей, т.е. в данном примере, трех держателей; однако возможно использование других вариантов воплощения изобретения в зависимости от длительности циклов формования и охлаждения. Во время транспортирования преформы 5 содержатся на боковых дорожках как с помощью гильотины 40, 41, так и посредством центрирования горловины.
На стадии, иллюстрированной чертежом, изображенным на фиг.5, револьверная головка 6 поднимается, насколько возможно приближаясь к консоли 3. Затем преформы освобождаются с помощью работы гильотины 40, 41, они падают под действием своей собственной силы тяжести и устанавливаются в соответствующих держателях 7. Каждая рабочая операция погрузки преформ с консоли 3 на револьверную головку 6 включает в себя расположение консоли 3 на заданном месте в зависимости от расположения держателей 7, которые должны заполняться, для того, чтобы расположить преформы на правильном месте перед их освобождением.
Во время выполнения конкретного цикла получения преформ, как только осуществлена погрузка преформ, револьверная головка 6 опускается, и таким образом она может поворачиваться вокруг ее оси «X» даже перед тем, как консоль 3 передвинется от положения разгрузки в верхней части револьверной головки 6 до положения загрузки между разъемными частями 1, 2 формы для литья под давлением. При этом способе работа и, таким образом, рабочее время поворотной револьверной головки 6 являются независимыми от рабочего времени консоли 3.
Затем револьверная головка поворачивается на угол, равный 180°, вокруг оси «X» таким образом, что преформы располагаются при горловине, обращенной вниз. На начальной стадии заполнения всех держателей 7 револьверной головки 6 эта головка не опускается в сторону пластины 23 для извлечения; эта стадия может считаться первоначальной переходной рабочей операцией. Группы держателей заполняются в заданном порядке и контролируются средством управления работой установки. После каждого поворота револьверной головки 6 вокруг оси «X» на угол, равный 180°, выполняется следующий цикл сбора и встраивания следующей группы преформ 5. Этот процесс является идентичным при каждом цикле таким образом, что к окончанию первоначального этапа все держатели 7 заполняются преформами 5, а затем рабочая операция разгрузки групп преформ 5 начинается между одной операцией загрузки и следующей за ней операцией.
Далее, как показано на фиг.7, револьверная головка 6 опускается, по существу, вертикально до тех пор, пока она не приблизится к пластине 23 для извлечения. Очевидным является то, что револьверная головка 6 также может передвигаться в вертикальном направлении при наклонных ориентациях, что одновременно остается в пределах объема изобретения. Имеется также возможность прогнозирования существования варианта воплощения изобретения, при котором револьверная головка 6 движется горизонтально в сторону средства для разгрузки. На фиг.17 показаны положения преформ 5, содержащихся в держателях грани револьверной головки, обращенной вниз, благодаря чему соответственно располагается пластина 23 для извлечения. Затем пластина 23 скользит в интервале, необходимом для сопряжения зубцов 29, 30 с преформами, подлежащими удалению, см. чертежи, изображенные на фиг.8 и 9, на которых иллюстрирована стадия встраивания преформ в держатели. Чертежами, изображенными на фиг.10 и 11, иллюстрируется стадия вставления зубцов между кольцом 9 и держателями 7. Чертежами, изображенными на фиг.8а, 9а, 10а и 11а, подробно иллюстрируются этапы реализации процесса. Это касается тех преформ, которые первоначально нагружаются на поворотную револьверную головку, т.е. тех преформ, которые охлаждены до той степени, которая достаточна для того, чтобы они подлежали разгрузке. Когда револьверная головка 6 поднята, зубцы 29, 30 удерживают преформы, см. чертежи, изображенные на фиг.10 и 11, которые падают под действием собственной силы тяжести на средства для их сбора, см. фиг.12, установленные под указанной револьверной головкой, причем эти средства имеют известный тип и не показаны на чертежах.
Затем револьверная головка 6 поворачивается на угол, равный 180°, таким образом, что держатели, освобожденные от преформ, размещаются при отверстии держателя, обращенном поворотом вверх, и держатели способны принимать в себя следующую группу преформ 5. Теперь процедура продолжается при полной скорости, а это значит, что каждый основной цикл включает в себя поворот револьверной головки, освобождение группы преформ из револьверной головки с одним и тем же расположением при распределении, загруженной перед другими группами преформ в револьверную головку, и загрузку с помощью консоли 3 новой группы преформ с одним и тем же расположением при распределении на револьверной головке.
Описанное техническое решение делает возможным содержание множества преформ в чрезмерно малом пространстве, в котором находится оборудование для эффективного охлаждения. Суммарное содержание различных общих компоновок, доступное на двух поверхностях 6', 6", предопределяется на основе суммарной длительности выполнения рабочей операции охлаждения преформ 5 на револьверной головке 6.
При предпочтительном варианте воплощения изобретения вакуум в держателях каждого ряда устраняется нагнетанием воздуха под низким давлением через каналы 8 в держатели для того, чтобы облегчать процесс извлечения преформ; это выполняется известным средством, которое, соответственно, не будет здесь подробно описываться. Это облегчает и ускоряет извлечение преформ из держателей. Этот вариант воплощения изобретения является более дорогостоящим по сравнению с тем вариантом, который реализуется без средства для устранения вакуума, существующего в держателях.
Изобретение является пригодным для оптимизации отдельных рабочих циклов и увеличения общей производительности работы установки.