BR102015002589B1

BR102015002589B1 - aparelho para moldagem por injeção de material plástico

Info

Publication number: BR102015002589B1
Application number: BR102015002589-0A
Authority: BR
Inventors: Maurizio Bazzo
Original assignee: Inglass S.P.A.
Priority date: 2014-10-15
Filing date: 2015-02-06
Publication date: 2020-12-08
Also published as: EP3785880A1; BR102015002589A2; EP3785880B1; KR101958516B1; JP6570257B2; EP3009251A1; JP2016078430A; CN105984084A; CN110065205B; CN105984084B; EP3009251B1; US9440386B2; CN110065205A; US20160107352A1; KR20160044398A

Abstract

APARELHO PARA MOLDAGEM POR INJEÇÃO DE MATERIAL PLÁSTICO. A presente invenção refere-se a um aparelho para moldagem por injeção de materiais plásticos, que inclui uma placa da máquina de injeção (1), um molde (4) que inclui uma placa de suporte (3) para fixar o molde (4) à placa da máquina de injeção (1), um distribuidor (7) do material plástico a ser injetado adjacente à placa de suporte (3) e que tem pelo menos um injetor (8), que inclui um bocal (9) dentro do qual uma válvula de pino (10) é móvel de modo axial, e um ou um respectivo atuador elétrico (11) com transmissão associada (12, 14, 22) para operar o deslocamento da válvula de pino (10) entre uma posição fechada e uma posição aberta. A transmissão inclui uma haste de conexão de comprimento variável (14).

Description

Campo da Invenção

[0001] A presente invenção refere-se aos aparelhos para moldagem por injeção de material plástico, que incluem uma mesa de placa da máquina de injeção e um molde com uma placa de suporte ou fixação para segurar o molde na placa da máquina de injeção, um distribuidor do material plástico a ser injetado, que tem pelo menos um injetor que inclui um bocal no interior do qual uma válvula de pino pode ser deslocada de modo axial, e/ou um respectivo atuador para operar o deslocamento da válvula de pino entre uma posição fechada e uma posição aberta para permitir que o material plástico fluido sob pressão flua a partir do distribuidor para a cavidade do molde.

[0002] Em particular, a invenção refere-se a tal aparelho de moldagem, no qual o funcionamento da válvula de pino de cada injetor é alcançado através de um respectivo motor elétrico rotativo com transmissão associada para converter a rotação do eixo do motor elétrico em uma translação da válvula de pino. Estado da Técnica Anterior

[0003] A utilização de motores elétricos, em comparação com os sistemas que utilizam atuadores de fluido (hidráulicos ou pneumáticos), tem a vantagem de assegurar um controle eletrônico direto e, portanto, mais precisos, em relação à posição da válvula de pino, bem como a sua velocidade de movimento durante a abertura e fechamento.

[0004] A utilização de motores elétricos rotativos, cada um associado a um respectivo injetor, é descrita, por exemplo, no pedido de patente Europeia EP-2679374A1 pelo mesmo requerente: a montagem formada pelo motor elétrico rotativo e pela transmissão relativa, incluindo uma montagem de rosca e parafuso é, nesse caso, realizado por um suporte fixo diretamente ao distribuidor, de acordo com as diversas configurações possíveis.

[0005] A fim de dissociar de maneira térmica os atuadores elétricos (do tipo rotativo ou linear) do distribuidor, tem sido proposto, por exemplo, nos documentos US-7018198, WO-2010/126330, US- 8.091.202 e US-8.282.388, a aplicação dos mesmos à placa de suporte do molde. A única solução desse tipo constitui o objeto do pedido de patente europeia n° 14170508.7 pelo mesmo requerente, não publicado na data da apresentação do presente pedido, em que cada motor elétrico rotativo é alojado de uma maneira rápida e que pode ser inserido e desengatado dentro de um respectivo assento da placa de apoio, de modo lateral em relação ao injetor correspondente.

[0006] Essas soluções, embora vantajosas, não permitem a supressão completa dos efeitos térmicos que os motores elétricos são submetidos devido às elevadas temperaturas do distribuidor, exceto através do sistema de condicionamento da placa de suporte do molde, para assegurar o arrefecimento eficiente dos motores elétricos.

[0007] Os motores elétricos são normalmente alojados em assentos previstos na proximidade imediata dos injetores relativos e, por conseguinte, na cavidade do molde, o que pode causar deformações que resultam em defeitos dos artigos moldados.

[0008] Além disso, a aplicação dos motores elétricos pode tornar o molde relativamente complicado como um todo, e, por conseguinte, caro também em relação às dificuldades de instalação dos cabos elétricos relativos, com os consequentes inconvenientes.

Sumário da Invenção

[0009] O objetivo da invenção é superar as desvantagens acima, e esse objetivo é alcançado graças a um aparelho para a moldagem por injeção como definido na parte pré-caracterizada da reivindicação 1, cuja característica reside no fato de que a dita transmissão inclui uma haste de conexão de comprimento variável.

[0010] Graças a essa ideia de solução, os compartimentos para os atuadores elétricos podem também ser fornecidos de maneira vantajosa do lado de fora do molde, e em qualquer caso em posições remotas em relação à sua cavidade, reduzindo assim consideravelmente o risco de deformações que poderiam envolver defeitos dos artigos moldados. Esse efeito vantajoso é particularmente relevante no caso de aparelhos para a moldagem de peças grandes, tais como painéis para a indústria automotiva, por meio de uma pluralidade de injetores operados de modo sequencial ou em cascata.

[0011] De acordo com modalidades alternativas, o ou cada atuador elétrico é transportado pela placa da máquina de injeção, ou pela placa de suporte do molde. No primeiro caso, há a vantagem adicional de que para o funcionamento dos injetores, na prática, uma unidade ou um grupo de unidades é configurado de forma independente a partir do molde e pode ser utilizado, em geral, com diferentes moldes, dispostos de forma adequada para o acoplamento com a unidade através das hastes de conexão, cujos comprimentos são selecionados de acordo com a disposição e a distância dos injetores transportados pelo distribuidor.

[0012] Portanto, a invenção tem uma série de vantagens importantes, resumidas abaixo: - a possibilidade do uso em moldes de sistemas de injeção de preenchimento separados dos atuadores e, portanto, mais simples e mais barato; - maior rigidez da estrutura geral do molde, graças ao fato de que a placa de suporte não precisa ser formada com recessos para alojar os atuadores; - maior simplificação do molde devido à ausência de cabos elétricos para controlar os atuadores; - a supressão total dos efeitos térmicos resultantes da alta temperatura do distribuidor, com a consequente eliminação da necessidade de um sistema de condicionamento para o arrefecimento de atuadores elétricos; - a redução do risco de danos para os atuadores elétricos no caso de vazamento do material de plástico a partir de um distribuidor; - a facilidade de funcionamento dos injetores, que também podem ser inclinados em relação ao eixo do aparelho.

[0013] De acordo com uma modalidade particularmente vantajosa da invenção, o ou cada um atuador elétrico é um motor elétrico rotativo e a transmissão compreende um conjunto de parafuso e porca para converter a rotação do eixo do motor elétrico em uma translação, e uma alavanca oscilante orientada pela montagem de parafuso e porca, por meio da haste de conexão de comprimento variável, para deslocar o válvula de pino do injetor. Com essa disposição, na qual a unidade de montagem de motor elétrico rotativo/parafuso e porca é essencialmente análogo ao que foi descrito e ilustrado no documento já citado EP-2679374A1, a haste de conexão de comprimento variável é vantajosamente conectada à porca através meios de engate rápido, que garantem a instalação de maneira rápida no aparelho. Esses meios de engate rápido podem ser configurados de modo a permitir a transmissão do movimento do motor elétrico rotativo para a haste de conexão ao longo de uma direção não paralela ao eixo da montagem de parafuso e porca, mas, de forma mais conveniente, a haste de conexão é alinhada de modo axial com a montagem de parafuso e porca e com a alavanca oscilante. Para esse efeito, a invenção prevê que o motor elétrico rotativo e a montagem de parafuso e porca formem uma unidade que pode ser móvel e orientada de maneira seletiva.

Breve Descrição dos Desenhos

[0014] Outras características e vantagens da invenção ficarão evidentes a partir da descrição detalhada a seguir, com referência aos desenhos anexos, fornecidos unicamente a título de exemplo não limitativo, nos quais: - a figura 1 é uma vista frontal em perspectiva esquemática de uma parte de um aparelho para a moldagem por injeção de materiais plásticos de acordo com uma primeira modalidade da invenção; - a figura 2 é uma vista análoga à figura 1, em uma escala maior, em que algumas partes do aparelho de moldagem são claramente mostradas e outras são omitidas para simplificar a ilustração; - a figura 3 é uma vista em perspectiva dorsal de acordo com a seta III da figura 2, de acordo com uma disposição diferente; - a figura 4 é uma vista em planta simplificada da figura 3; - a figura 5 é uma vista em corte transversal em uma escala maior de acordo com a linha VV da figura 4; - a figura 6 mostra uma ampliação da figura 5; - a figura 7 é uma vista em perspectiva de um componente do aparelho de moldagem; - a figura 8 é uma vista explodida da figura 7; - as figuras 9A-9C exemplificam os modos de montagem de um detalhe do aparelho de moldagem; - a figura 10 é uma vista em alçado de frente simplificada, mostrando uma segunda modalidade da invenção; - a figura 11 é uma vista isométrica da figura 10; - a figura 12 mostra uma parte da figura 10 em uma escala ampliada; - a figura 13 mostra uma variante da figura 3; - a figura 14 é uma vista em elevação frontal simplificada da figura 13; - a figura 15 mostra um detalhe da figura 13 em uma escala ampliada; e - a figura 16 é uma vista em perspectiva em maior escala de um detalhe da modalidade das figuras 13 a 15.

Descrição Detalhada da Invenção

[0015] A figura 1 mostra de maneira esquemática os componentes essenciais de um aparelho para a moldagem por injeção de materiais plásticos de acordo com uma primeira modalidade da invenção. De um modo geral, conhecido por si, o aparelho compreende uma placa de máquina de injeção 1, fixa ou móvel, conectada a uma unidade de plastificação parcialmente indicada por 2, para fornecer o material plástico a ser injetado. Uma placa de suporte ou placa de aperto 3 é fixa à placa da máquina de injeção 1 de um molde 4, cuja matriz é representada de maneira esquemática. O material plástico no estado fluido, proveniente da unidade de plastificação 2, é alimentado através de um orifício 5 (figura 5) da placa da máquina de injeção 1 e um orifício 6 da placa de suporte 3, a um distribuidor ou canal quente 7, conectado à placa de suporte 3 por meio de uma placa do distribuidor 7A ("placa de coletor"). O distribuidor 7 transporta um, ou, como no caso do exemplo ilustrado, uma pluralidade de injetores 8 para injetar o material de plástico dentro da cavidade de molde 4.

[0016] Deve-se observar que, para simplicidade de ilustração, a placa de coletor 7A e a placa de suporte 3 são claramente representadas nas figuras 2 e 3, mas foram omitidas na figura 4.

[0017] Tal como é ilustrado em detalhes na figura 6, cada um dos injetores 8 compreende, de uma maneira conhecida de por si, um bocal 9 no interior do qual uma válvula de pino 10 é móvel de modo axial, operada de uma forma controlada para se mover entre uma posição fechada dianteira e uma posição aberta retraída para permitir que o material plástico fluido flua a partir do distribuidor 7 para cavidade do molde 4.

[0018] A operação da válvula de pino 10 de cada injetor 8 é alcançada através de um respectivo motor elétrico rotativo a1 e de transmissão associada, melhor especificado abaixo, que inclui uma respectiva montagem de parafuso e porca 12.

[0019] Cada unidade formada pelo motor elétrico rotativo relativo 11 e pela montagem de parafuso e porca 12 é, por exemplo, do tipo descrito e ilustrado no documento EP-2679374A1 já citado: a montagem de parafuso e porca 12 é disposta paralela ao lado do motor elétrico rotativo 11, e o parafuso é acionado em rotação, por exemplo, por meio de uma caixa de engrenagens multiplicadora, de modo a mover a porca em uma direção ou na direção oposta controlando, assim, de maneira correspondente, o avanço e a retração da válvula de pino 10 do injetor 8.

[0020] Cada motor elétrico 11 é controlado por uma unidade eletrônica, que opera o controle da posição e a velocidade de abertura/fechamento da válvula do pino relativo 10, por exemplo, com modos sequenciais, no caso de moldes para a produção de grandes peças.

[0021] Tipicamente, nos aparelhos de moldagem por injeção conhecidos atualmente, os atuadores elétricos são transportados pelo distribuidor 7, como no caso do documento já citado EP-2679374A1, ou pela placa de suporte do molde, mas na proximidade imediata dos injetores relativos 8, como no caso do pedido de patente Europeia no.14170508.7 já citado.

[0022] De acordo com a característica única da presente invenção, os atuadores elétricos, ou melhor, os motores elétricos rotativos 11 com as relativas montagens de parafuso e porca 12, acionam os injetores 8 por meio das respectivas hastes de conexão 14 com comprimentos variáveis, ou seja, que podem ser selecionados de acordo com a disposição e a distância entre os injetores 8 transportados pelo distribuidor 7. Dessa maneira, como será visto, os motores elétricos rotativos 11 e as montagens de parafuso e porca 12 podem ser posicionadas em posições periféricas e, em qualquer caso, distante da cavidade de molde 4.

[0023] Na modalidade aqui descrita, cada motor elétrico rotativo 11, com a respectiva montagem de parafuso e porca 12, forma uma unidade 25, possivelmente pré-montada com a haste de conexão relativa 14, e direta ou indiretamente transportada pela placa da máquina de injeção 1. Nesse caso, as unidades 25 são, por conseguinte, independentes e separadas, em relação à placa de suporte 3 e o distribuidor 7, ou melhor, em relação ao molde 4, como um todo, e definem, como um complexo, uma peça de equipamento capaz de ser permanentemente instalada no aparelho de moldagem para ser capaz de ser usada com moldes diferentes, também em relação ao número e a disposição dos injetores relativos, possivelmente, simplesmente substituindo as hastes de conexão 14 por outros de diferentes comprimentos. Como pode ser visto nas figuras 3 e 4, o número de unidades de 25 transportadas pela placa de máquina de injeção 1 também pode ser redundante para a utilização com certos moldes, de modo que eles podem ser facilmente adaptados a um molde diferente, por exemplo, ter um grande número de injetores, ou até mesmo o mesmo número ou um número inferior de injetores dispostos de modo diferente.

[0024] Como observado acima, a fixação de cada unidade 25 (motor elétrico rotativo 11/ montagem de parafuso e porca 12) em relação à placa da máquina de injeção 1 pode ser direta ou indireta: no caso do exemplo ilustrado, dois suportes ocos 13, no interior dos quais duas linhas opostas de unidades 25 estão alojadas, são fixas de maneira periférica ao lado da frente da placa da máquina de injeção 1, em lados opostos em relação à placa de suporte 3 do molde 4. Diferentes disposições são também possíveis, por exemplo, ao dispor as unidades 25 ao longo de todo o perímetro da placa da máquina de injeção 1, ou melhor, em quatro fileiras ao longo dos quatro lados placa da máquina de injeção 1.

[0025] A variação em comprimento de cada haste de conexão 14 presente pode ser alcançada, em vez da sua substituição por uma haste de comprimento diferente 14, por meio de uma configuração telescopicamente extensível e encurtada, que é então travada no comprimento requerido. Essa configuração, por exemplo, do tipo parafuso e porca, não é ilustrada em detalhe, uma vez que está dentro do âmbito dos versados na técnica.

[0026] As hastes de conexão 14 são móveis dentro de recessos da placa de suporte 3, ao longo de uma direção que pode não ser necessariamente paralela ao eixo da montagem de parafuso e porca 12, ou melhor, formando um ângulo com este eixo na forma, por exemplo, visível na figura 4. No entanto, como será visto, é preferível que cada haste de conexão 14 esteja alinhada de modo axial com a montagem de parafuso e porca 12 e em relação com a respectiva alavanca oscilante 22.

[0027] De acordo com outro aspecto único da invenção, cada haste de conexão 14 pode ser conectada de um lado para a montagem de parafuso e porca 12 e, por outro, ao distribuidor 7 através de meios de engate rápido, que garante extrema facilidade e rapidez de instalação do molde 4 na placa do aparelho de moldação.

[0028] Referindo-se em mais detalhes às figuras 7 e 8, a porca da montagem 12 é formada com uma cabeça em forma de cogumelo 15, que passa através de um bloco 16 para fixar o suporte 13 da placa da máquina de injeção fixa 1, com o qual um elemento de fixação complementar 17 é acoplado, conectado com uma união, por um pino 18, a uma extremidade 19 da haste de conexão 14. A outra extremidade da haste de conexão 14, indicada por 20, por sua vez é conectada por um pino 21 a uma alavanca oscilante 22 transportada por um suporte 23 fixo ao distribuidor 7 e, por sua vez, conectado à parte superior da válvula de pino 10. Essa conexão, não ilustrada em detalhes, pode ser, por exemplo, do tipo descrito e ilustrado no documento EP-2679374A1 já citado.

[0029] As figuras 9A a 9C exemplificam os modos de engate rápido entre o elemento de fixação 17 da haste de conexão 14 e a cabeça em forma de cogumelo 15 da montagem de parafuso e porca 12 durante a montagem e fixação posterior do molde 4 para a placa da máquina de injeção 1. Como pode ser visto, esse acoplamento é alcançado seguindo a justaposição frontal da placa de suporte 3 para a placa de máquina de injeção 1.

[0030] A variante representada nas figuras 10 a 12 mostra a segunda disposição alternativa na qual as unidades 25 são transportadas pela placa de suporte 3 do molde 4, em vez de pela placa da máquina de injeção 1. Nesse caso, cada motor elétrico rotativo 11 com a respectiva montagem de parafuso e porca 12 é alojado em um recesso periférico 28, com a haste de conexão relativo 14, que se estende dentro de um sulco 29 da placa de suporte 3 para a conexão ao injetor correspondente 8.

[0031] Como mencionado anteriormente, é preferível que as hastes de conexão 14 sejam coaxiais com as montagens de parafuso e porca 12 e as alavancas oscilantes 22. Nesse caso, o motor elétrico rotativo 11/ montagens de parafuso e porca 12 são orientadas de maneira angular e de um modo correspondente.

[0032] Prevê-se uma disposição semelhante na variante representada nas figuras 13 a 16, novamente referindo-se ao caso da aplicação das unidades 25 (motor elétrico rotativo de 11/ montagens de parafuso e porca 12) para a placa da máquina de injeção 1.

[0033] Nessa variante, os suportes 13 fixos de maneira periférica à placa da máquina de injeção 1 em lados opostos em relação à placa de suporte 3 do molde 4, suportam os respectivos guias de suporte 26 sobre os quais as unidades 25 são móveis e podem ser orientadas de maneira seletiva. Como é melhor observado na figura 16, a face interna de cada unidade 25 é rotativa sobre um encaixe 27, por sua vez, pode deslizar sobre o guia de suporte 26 e, em seguida, travada na posição selecionada.

[0034] Como ilustrado em detalhes nas figuras 13 a 15, as caixas de contenção 30 encontram-se nas extremidades dos suportes 13, para as conexões elétricas dos motores rotativos 11 das unidades 25. Desse modo, essas conexões elétricas são vantajosamente agrupadas, reduzindo as sobrecargas e facilitando a conexão à unidade eletrônica de controle do aparelho de moldagem. Ficará evidente que os atuadores elétricos aplicados de forma permanente para a placa de máquina de injeção 1 facilitam a utilização de moldes diferentes e simplificados, pois esses são, de fato, desprovidos de atuadores, e, portanto, mais simples e mais baratos. Reitera-se que os atuadores elétricos montados na placa da máquina de injeção de 1 constituem uma peça de equipamento que pode ser utilizada de modo indiferente com diversos moldes, que são obviamente dispostos de maneira adequada.

[0035] Mesmo no caso em que os atuadores elétricos são aplicados à placa de suporte 3 do molde 4, a estrutura geral do próprio molde terá uma maior rigidez, bem como será simplificada ainda mais, devido à ausência de cabos elétricos para conectar os atuadores.

[0036] Outra vantagem reside no fato de que os atuadores elétricos, não mais expostos a altas temperaturas do distribuidor, não necessitam de sistemas de ar condicionado para o seu arrefecimento. Além disso, o risco de dano dos atuadores elétricos em caso de vazamento do material de plástico pelo distribuidor é, na prática, eliminado.

[0037] Naturalmente, os detalhes de construção e as modalidades podem variar amplamente do que está descrito e ilustrado, sem nos afastarmos do escopo da presente invenção, tal como definido pelas reivindicações a seguir. Assim, embora a invenção tenha sido descrita com referência a um molde equipado com uma pluralidade de injetores, ela pode ser igualmente aplicada de maneira vantajosa ao caso de injetores individuais.

Claims

1. Aparelho para moldagem por injeção de materiais plásticos, que inclui uma placa da máquina de injeção (1), um molde (4) que compreende uma placa de suporte (3) para fixar o molde (4) à placa da máquina de injeção (1), um distribuidor (7) do material plástico a ser injetado que tem uma pluralidade de injetores (8), cada um incluindo um bocal (9), dentro do qual uma válvula de pino (10) é móvel de modo axial, e um respectivo atuador elétrico (11) e transmissão associada (12, 14, 22) para operar o deslocamento da válvula de pino (10) entre uma condição fechada e uma condição aberta para permitir que o material plástico fluido sob pressão flua a partir do distribuidor (7) para a cavidade do molde (4), em que a transmissão de cada injetor (8) inclui uma respectiva haste de conexão de comprimento variável (14), caracterizado pelo fato de que cada atuador elétrico (11) é transportado por um suporte (13) da placa da máquina de injeção (1) disposta de modo lateral em relação à placa de suporte (3) do molde (4), e em que as ditas hastes de conexão de comprimento variável (14) se estendem através da placa de suporte (3).

2. Aparelho para moldagem por injeção de materiais plásticos, que inclui uma placa da máquina de injeção (1), um molde (4) que compreende uma placa de suporte (3) para fixar o molde (4) à placa da máquina de injeção (1), um distribuidor (7) do material plástico a ser injetado que tem uma pluralidade de injetores (8), cada um incluindo um bocal (9), dentro do qual uma válvula de pino (10) é móvel de modo axial, e um respectivo atuador elétrico (11) e transmissão associada (12, 14, 22) para operar o deslocamento da válvula de pino (10) entre uma condição fechada e uma condição aberta para permitir que o material plástico fluido sob pressão flua a partir do distribuidor (7) para a cavidade do molde (4), em que a transmissão de cada injetor (8) inclui uma respectiva haste de conexão de comprimento variável (14), caracterizado pelo fato de que cada atuador elétrico (11) é transportado pela placa de suporte (3) do molde (4), e que as ditas hastes de conexão de comprimento variável (14) se estendem através da placa de suporte (3).

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que cada atuador elétrico é um motor elétrico rotativo (11) e a dita transmissão compreende uma montagem de parafuso e porca (12) para converter a rotação do eixo do motor elétrico em uma translação, e uma alavanca oscilante (22) acionada pela dita montagem de parafuso e porca (12) através da dita haste de conexão de comprimento variável (14) para deslocar a válvula de pino (10).

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a haste de conexão (14) está alinhada de modo axial com a montagem de parafuso e porca (12) e com a alavanca oscilante (22).

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o motor elétrico rotativo (11), a montagem de parafuso e porca (12) e a haste de conexão (14) formam uma unidade móvel e que pode ser orientada de maneira seletiva (25).

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende meios de suporte de guia (26) da dita unidade (25), que são fornecidos com um encaixe (27) configurado para ser montado de maneira deslizante e rotativa no dito meio de suporte de guia (26) e, em seguida, travados na posição selecionada.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito suporte (13) da placa da máquina de injeção (1) da unidade (25) inclui pelo menos uma caixa (30) que contém as conexões elétricas dos motores elétricos rotativos (11), transportadas pelo dito suporte (13).

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a haste de conexão (14) pode ser conectada à dita montagem de parafuso e porca (12) por meios de engate rápido (15, 17).

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a dita alavanca oscilante (22) é transportada pelo distribuidor (7).