MÉTODO Y APARATO DE ENFRIAMIENTO POR LÍQUIDO DE MOLDES PARA ARTÍCULOS DE VIDRIO.

Un sistema para enfriar moldes en una máquina de fabricación de artículos de vidrio,

que incluye: un par de brazos de molde (12, 14) montados sobre una columna de articulación (16 o 104 o 130) para poderse acercar y alejar uno del otro, al menos una parte de molde (18) portada por cada uno de dichos brazos y adaptada para cooperar entre sí para formar un molde de artículos de cristal, incluyendo cada una de dichas partes del molde (18) al menos un paso de refrigerante que tiene una entrada y una salida dispuestas en uno de los extremos de dicha parte del molde, y teniendo cada uno de dichos brazos del molde (12, 14) pasos de entrada (44, 52) y salida (48, 56) de flujo de refrigerante acoplados operativamente a dicha entrada y dicha salida de dicha al menos una de las partes del molde, una fuente de refrigerante líquido (72, 76) y un retorno de refrigerante líquido (74, 78), caracterizado porque en dicha columna de articulación está conectada dicha fuente de refrigerante líquido (72, 76) y también dicho retorno de refrigerante líquido (74, 78), y porque un primer paso de refrigerante (32, 34, 35) se extiende a través de dicha columna de articulación entre dicha fuente de refrigerante líquido y dichos pasos de entrada de flujo en dichos brazos del molde, y un segundo paso de refrigerante (36, 38, 39) se extiende a través de dicha columna de articulación entre dichos pasos de salida de flujo de refrigerante en dichos brazos del molde y dicho retorno de refrigerante líquido, de manera que el refrigerante líquido fluye según un recorrido cerrado desde dicha fuente (72, 76) a través de dicha columna de articulación (16 o 104 o 130) y dichos brazos del molde (12, 14) hacia dichas partes del molde (18) y desde dichas partes del molde (18) a través de dichos brazos del molde (12, 14) y dicha columna de articulación (16 o 104 o 130) hacia dicho retorno (74, 78)

La presente invención está dirigida al enfriamiento de moldes en una máquina para la fabricación de artículos de vidrio y, más particularmente, al enfriamiento por líquido de moldes de primordios y/o moldes de soplado en una máquina de secciones individuales.

Antecedentes y objetos de la invención

La tecnología de la fabricación de recipientes de vidrio está actualmente servida por la así llamada máquina de secciones individuales. Dichas máquinas incluyen una pluralidad de secciones de fabricación separadas o individuales, cada una de las cuales tiene una multiplicidad de mecanismos operativos para convertir una o más cargas o masas gutiformes de vidrio fundido en recipientes de vidrio huecos y transferir los recipientes a través de sucesivas estaciones de la sección de la máquina. Cada sección de la máquina incluye uno o más moldes de primordios en donde se conforman inicialmente masas gutiformes de vidrio en una operación de soplado o prensado, un brazo de inversión para transferir los primordios a moldes de soplado en donde los recipientes son soplados a la forma final, tenazas para retirar los recipientes formados y dejarlos sobre una mesa de horno, y un mecanismo de barrido para transferir los recipientes moldeados desde la mesa del horno a un transportador. La Patente US 4.362.544 incluye una exposición de antecedentes en cuanto a los procedimientos de fabricación de artículos de vidrio tanto por soplado-y-soplado como por prensado-y-soplado, y describe una máquina electroneumática de secciones individuales adaptada para su uso en cualquiera de tales procedimientos.

En el pasado, los moldes de primordios y los moldes de soplado de una máquina para la fabricación de artículos de vidrio han sido enfriados generalmente dirigiendo aire sobre o a través de las partes del molde. Dichas técnicas aumentan la temperatura y nivel de ruidos en el entorno circundante y consumen una cantidad importante de energía. Además, la productividad se ve limitada por la capacidad del aire para disipar calor de las partes del molde de un modo controlado, y la estabilidad del procedimiento y la calidad del recipiente se ven afectadas por dificultades a la hora de controlar la temperatura y velocidad de flujo del aire. Se ha propuesto en las Patentes US 3.887.350 y 4.142.884, por ejemplo, dirigir un fluido, tal como agua, a través de pasos existentes en las partes del molde para mejorar la extracción de calor. Sin embargo, la extracción de calor por medio de enfriamiento con líquido puede ser demasiado rápida e incontrolada, al menos en ciertas zonas del molde, de manera que han de tomarse medidas para retardar la transferencia de calor desde la superficie interior o de conformado de una parte del molde hacia la periferia exterior en donde están dispuestos los pasos para el enfriamiento por líquido. Ya se han propuesto varias técnicas para controlar así la extracción de calor por enfriamiento con líquido, pero todas ellas no han sido del todo satisfactorias.

La EP 1084994A2, cedida al cesionario de la presente solicitud, describe un sistema y un método para enfriar los moldes conformadores de una máquina para la fabricación de artículos de vidrio, en donde cada uno de los moldes incluye un cuerpo de construcción conductiva del calor que tiene una porción central con una superficie conformadora para conformar vidrio fundido y una porción periférica separada radialmente hacia el exterior de la porción central. Una pluralidad de pasos de refrigerante se extienden en una disposición espaciada alrededor de la porción periférica del cuerpo del molde, y se dirige refrigerante líquido a través de tales pasos para extraer el calor del cuerpo por conducción desde la superficie conformadora. Una pluralidad de aberturas se extienden axialmente al interior del cuerpo radialmente entre al menos algunos de los pasos de refrigerante líquido y la superficie conformadora para retardar la transferencia de calor desde la superficie conformadora a los pasos de refrigerante líquido. Las aberturas tienen una profundidad hacia el interior del cuerpo del molde, bien parcialmente o bien totalmente a través del cuerpo del molde, coordinadas con el contorno de la superficie conformadora y otros parámetros de la fabricación, para controlar la transferencia de calor desde la superficie conformadora a los pasos de refrigerante. Las aberturas pueden estar totalmente o parcialmente rellenas de material para adaptar a medida adicionalmente la transferencia de calor desde la superficie conformadora a los pasos de refrigerante. El cuerpo del molde está construido en hierro dúctil austenítico con capa protectora de Ni y tiene un contenido elevado en silicio y molibdeno. El cuerpo del molde soporta placas extremas para controlar el flujo de refrigerante en múltiples pasadas a través de los pasos de refrigerante. El molde puede ser un molde primordios o un molde de soplado.

En ZA 2001 01535 y EP 1127856A2, siendo esta última un documento de acuerdo con el Art. 54(3) EPC, que ha sido cedida al cesionario de la presente solicitud, se describe un sistema y un método para enfriar moldes para la fabricación de artículos de vidrio dirigiendo refrigerante líquido a las mitades de los moldes de primordio o de soplado de una máquina de fabricación de artículos de vidrio a través de una estructura encerrada del tipo de unión rotativa pivotal. Un colector de enfriamiento es portado por cada brazo pivotal del molde y comunica con orificios de entrada y salida de refrigerante en el extremo inferior de cada parte del molde. El colector está conectado mediante una junta de árbol flotante, un conjunto de unión rotativa y un brazo de manivela a una fuente de refrigerante y a un retorno del refrigerante en la caja de sección de la sección asociada de la máquina. Cada conexión pivotal, es decir, entre la caja de sección y el brazo de manivela, entre el brazo de manivela y el conjunto de unión rotativa y entre el conjunto de unión rotativa y la junta de árbol flotante, comprende una unión rotativa bi-direccional para alimentar refrigerante líquido a los colectores y partes del molde y retornar refrigerante desde los colectores y partes del molde. Las juntas dinámicas flotantes entre los colectores de refrigerante y las partes del molde y entre los colectores de refrigerante y los mecanismos de unión rotativa, absorben movimiento relativo entre estos componentes a medida que las partes del molde se abren y se cierran. Las diferencias de la materia objeto de las reivindicaciones independientes quedan definidas en la respectiva porción caracterizante.

Aunque los sistemas y métodos para enfriar moldes en una máquina de fabricación de artículos de vidrio, descritos en las solicitudes antes indicadas, tratan problemas hasta ahora existentes en la técnica, siguen siendo deseables otras mejoras. En particular, es deseable eliminar todas las mangueras de fluido y otros mecanismos de 10 acoplamiento del fluido externos a los brazos del molde. El refrigerante líquido fluye a elevada temperatura y es altamente deseable reducir daños y fugas potenciales en el recorrido de flujo de refrigerante bajo las condiciones operativas ambientales rigurosas de un sistema de fabricación de artículos de vidrio. El vidrio fundido, las partículas abrasivas de vidrio y los lubricantes agotados pueden causar daños en las mangueras, tuberías y adaptadores rotativos. Las mangueras, tuberías y adaptadores pueden llegar a aflojarse o fatigarse como consecuencia de las 15 duras condiciones operativas y severas fuerzas de vibración durante el trabajo normal e impiden operaciones rápidas de mantenimiento, reparación y sustitución de las partes del molde y mecanismos operativos. Por tanto, un objeto general de la presente invención consiste en proporcionar un sistema y método para enfriar moldes de primordios o bien moldes de soplado en una máquina de fabricación de artículos de vidrio, en donde los pasos de flujo de refrigerante están totalmente incluidos dentro de los componentes de la máquina, y protegidos de la abrasión y fatiga bajo las duras condiciones operativas de un sistema de fabricación de artículos de vidrio.

Resumen de la invención

De forma resumida, el sistema y método actualmente preferidos de la invención dirigen refrigerante líquido a las partes o mitades de moldes de primordios o soplado de una máquina de fabricación de artículos de vidrio por medio de pasos de refrigerante de origen y de retorno que se extienden a través de una columna de articulación en el cual 25 están montados los brazos de los moldes y a través de los brazos de los moldes hacia y desde cada parte del molde. En las modalidades preferidas de la... [Seguir leyendo]

1. Un sistema para enfriar moldes en una máquina de fabricación de artículos de vidrio, que incluye:

un par de brazos de molde (12, 14) montados sobre una columna de articulación (16 o 104 o 130) para poderse acercar y alejar uno del otro, al menos una parte de molde (18) portada por cada uno de dichos brazos y adaptada para cooperar entre sí para formar un molde de artículos de cristal, incluyendo cada una de dichas partes del molde (18) al menos un paso de refrigerante que tiene una entrada y una salida dispuestas en uno de los extremos de dicha parte del molde, y teniendo cada uno de dichos brazos del molde (12, 14) pasos de entrada (44, 52) y salida (48, 56) de flujo de refrigerante acoplados operativamente a dicha entrada y dicha salida de dicha al menos una de las partes del molde, una fuente de refrigerante líquido (72, 76) y un retorno de refrigerante líquido (74, 78), caracterizado porque en dicha columna de articulación está conectada dicha fuente de refrigerante líquido (72, 76) y también dicho retorno de refrigerante líquido (74, 78), y porque un primer paso de refrigerante (32, 34, 35) se extiende a través de dicha columna de articulación entre dicha fuente de refrigerante líquido y dichos pasos de entrada de flujo en dichos brazos del molde, y un segundo paso de refrigerante (36, 38, 39) se extiende a través de dicha columna de articulación entre dichos pasos de salida de flujo de refrigerante en dichos brazos del molde y dicho retorno de refrigerante líquido, de manera que el refrigerante líquido fluye según un recorrido cerrado desde dicha fuente (72, 76) a través de dicha columna de articulación (16 o 104 o 130) y dichos brazos del molde (12, 14) hacia dichas partes del molde (18) y desde dichas partes del molde (18) a través de dichos brazos del molde (12, 14) y dicha columna de articulación (16 o 104 o 130) hacia dicho retorno (74, 78).

2. Sistema según la reivindicación 1, en donde dicha columna de articulación (16 o 104 o 130) incluye una porción cilíndrica alargada sobre la cual están montados pivotalmente dichos brazos del molde, en donde ambos de dichos pasos primero y segundo del refrigerante incluyen una primera porción (32, 36) que se extiende axialmente a través de dicha columna de articulación y una segunda porción (34 o 35, 38 o 39) que se extiende radialmente hacia una cara circunferencial de dicha porción cilíndrica, y en donde dichos pasos de entrada y salida de flujo de refrigerante en dichos brazos del molde incluyen porciones (44, 52 y 48, 56) en alineación radial con dichas segundas porciones de dichos primero y segundo pasos de refrigerante.

3. Sistema según la reivindicación 2, en donde dichos brazos del molde (12, 14) incluyen un colector de refrigerante (64, 70) portado por cada uno de los brazos del molde, extendiéndose dichos pasos de entrada y salida de refrigerante a través de dicho brazo del molde desde dicha columna de articulación hacia dichos colectores y desde aquí a través de dicho colector (60, 66 y 62, 68) hacia dichas partes del molde.

4. Sistema según la reivindicación 2, que incluye además juntas (88) portadas por dichos brazos del molde en

acoplamiento de sellado con dicha porción circunferencial de dicha columna de articulación (16 o 104 o 130) para 35 sellar entre sí dichas segundas porciones de dichos primero y segundo pasos.

5. Sistema según la reivindicación 4, que incluye además cojinetes (80) portados por dichos brazos del molde en acoplamiento con dicha porción circunferencial de dicha columna de articulación.

6. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha columna de articulación (16 o 104

o 130) tiene una porción extrema asegurada a una ménsula de soporte del molde (28 o 106 o 132).

7. Sistema según la reivindicación 6, en donde dicha porción extrema (26 o 108) de la columna de articulación está ahusada cónicamente y es auto-centrante.

8. Sistema según la reivindicación 6, en donde dicha columna de articulación (16 o 104) está asegurada a dicha ménsula de soporte del molde (28 o 106) y dichos brazos del molde (12, 14) están montados de forma liberable en dicha columna de articulación.

45 9. Sistema según la reivindicación 8, que incluye además una columna temporal (100) para asegurarse de forma liberable a un extremo superior de dicha columna de articulación (16 o 104), de manera que dichos brazos del molde (12, 14) pueden ser retirados de dicha columna de articulación para disponerse en dicha columna temporal.

10. Sistema según la reivindicación 6, en donde dicha columna de articulación (130) y dichos brazos del molde (12, 14) se pueden retirar como un conjunto de dicha ménsula de soporte del molde.

11. Sistema según la reivindicación 6, en donde dicha fuente de refrigerante y dicho retorno de refrigerante incluyen conexiones de la fuente y del retorno (76, 78) a un extremo axial de dicha columna de articulación (16) dentro de dicha ménsula de soporte del molde (28).

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12. Sistema según la reivindicación 6, en donde dichos primero y segundo pasos de refrigerante en dicha columna de articulación incluyen porciones que se extienden lateralmente hacia dicha ménsula de soporte del molde (106 o 132), y porciones (112, 118) en dicha ménsula de soporte del molde para efectuar la conexión a dicha fuente y dicho retorno.

5 13. Método de enfriamiento de moldes en una máquina de fabricación de artículos de vidrio, que incluye las etapas de:

(a) montar un par de partes del molde (18) sobre brazos asociados del molde (12, 14) para cooperar entre sí y formar un molde para artículos de vidrio, incluyendo cada una de dichas partes del molde al menos un paso de refrigerante que tiene una entrada y una salida, e incluyendo cada uno de dichos brazos del molde pasos de entrada (44, 52) y salida (48, 56) de flujo de refrigerante acoplados operativamente a dicha entrada y dicha salida de dichas partes del molde,

(b) montar dichos brazos del molde (12, 14) sobre una columna de articulación (16 o 104 o 130) para pivotar dichos brazos del molde y dichas partes del molde de manera que se acerquen y alejen entre sí, caracterizado porque dicha columna de articulación tiene primeros pasos (32, 34, 35) y segundos pasos (36, 38, 39) de refrigerante acoplados respectivamente a dichos pasos de entrada y salida de dichos brazos del molde, y caracterizado por la etapa de:

(c) hacer circular refrigerante líquido a través de dicha columna de articulación y dichos brazos del molde hacia y desde dichas partes del molde.