BR102015004823B1 - Placa fixadora do molde de um aparelho de moldagem por injeção de material plástico e aparelho para moldagem por injeção de material plástico - Google Patents
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Abstract
placa fixadora do molde de um aparelho de moldagem por injeção de material plástico. a presente invenção refere-se a um aparelho de moldagem por injeção de material plástico compreendendo um molde (1) uma placa fixadora (5) do molde (1), um distribuidor (2) do material plástico a ser injetado, e uma pluralidade de injetores (3) conectados ao distribuidor (2), e cada um deles incluindo um pino de válvula (8) controlado pelo respectivo motor elétrico rotativo (9) e uma transmissão (10). a placa fixadora (5) tem uma cavidade (6) voltada para o molde (1) em uma primeira face (5a), dentro da qual fica alojado o distribuidor (2), e cada motor elétrico (9) com a respectiva transmissão (10) sendo alojado de modo a ser rapidamente inserível e removível dentro do respectivo assento (12), disposto em uma segunda face (5b) da placa fixadora (5) oposta à primeira face (5a), lateralmente com relação ao correspondente injetor (3).
Description
[001] A presente invenção relaciona-se em geral a aparelhos para moldagem por injeção de material plástico do tipo que compreende um molde, uma placa de fixação do molde, um distribuidor do material plástico a ser injetado e uma série de injetores conectados ao distribuidor para injetar o material plástico na cavidade do molde.
[002] No aparelho de moldagem do assim chamado tipo obturador, cada injetor compreende um bico conectado a um distribuidor, e dentro do qual um pino de válvula se move axialmente, operado por um motor que controla seu movimento entre uma posição aberta e uma posição fechada, para permitir que um fluxo de material plástico fluido sob pressão flua do distribuidor para a cavidade do molde.
[003] Particularmente, a presente invenção relaciona-se a uma placa fixadora do molde de tal aparelho de moldagem por injeção. Estado da Técnica Anterior
[004] Em aparelhos de moldagem por injeção do tipo referido, a operação das válvulas de injetor pode ser executada pelo fluido ou por motores elétricos.
[005] O uso de motores elétricos, em comparação com sistemas que usam atuadores fluídicos (hidráulicos ou pneumáticos) para esta função, tem a vantagem de permitir um controle contínuo, e, portanto, prover um posicionamento mais preciso e acurado do pino de válvula, e, consequentemente, do fluxo de material plástico fluido que flui do distribuidor ou da câmara quente para a cavidade do molde.
[006] O Pedido de Patente Europeu EP-2679374 do mesmo depositante descreve um aparelho de moldagem do tipo definido acima, em que o motor elétrico associado a cada injetor compreende um motor elétrico rotativo e uma transmissão entre o eixo do motor e o pino de válvula, incluindo um conjunto porca-e-parafuso. O grupo formado pelo motor elétrico rotativo e pelo conjunto porca-e-parafuso é suportado por um suporte diretamente fixado ao distribuidor, de acordo com uma pluralidade de configurações possíveis relativas ao eixo do injetor.
[007] Este arranjo, assim como outras soluções nas quais os meios atuadores contemplam um motor elétrico diretamente montado no distribuidor, pode causar problemas decorrentes da temperatura do próprio distribuidor, ambos em termos de perfil mecânico em relação aos membros rotativos e perfil elétrico relativo às bobinas do motor e seus componentes eletrônicos, assim como com respeito à fiação relativa submetida a um processo de envelhecimento prematuro, e consequente ruptura, ou mesmo fusão do correspondente alojamento. Nestes casos, é necessário substituir as partes danificadas, cuja acessibilidade pode ser inconveniente, com a possível consequência de serem necessárias interrupções não desprezíveis para manutenção do aparelho de moldagem, assim como os elevados custos diretos e indiretos. Para evitar estes problemas, por conseguinte, é necessário prover sistemas de resfriamento dos motores.
[008] O desacoplamento térmico dos motores elétricos (rotativo ou linear) do distribuidor já foi proposto, por exemplo, nos documentos U.S.7018198 e WO-2010/126330, aplicando-o à placa fixadora do molde. Outra solução descrita no documento U.S.7214048 contempla a instalação dos motores elétricos em um bloco de resfriamento intermediário, disposto entre a placa fixadora do molde e o distribuidor.
[009] Os documentos U.S.8091202 e U.S.8282388 também descrevem sistemas de moldagem por injeção, no qual atuadores (elétricos ou fluídicos) são espaçados pela placa fixadora do molde e podem ser acoplados ou desacoplados com respeito aos pinos de válvula dos
[0010] Em todas estas soluções conhecidas, os atuadores são dispostos com seus eixos alinhados, ou em qualquer caso paralelos ao eixo dos respectivos injetores.
[0011] Todas estas configurações têm o mesmo problema: dimensões relativamente avantajadas da placa fixadora do molde com respeito à espessura, que implica um considerável volume do aparelho de moldagem por injeção, em seu todo. O volume global é adicionalmente acentuado pelo fato de o distribuidor ser tipicamente localizado sob a placa suporte ou interposto entre esta e o molde.
[0012] Em adição, o acesso aos atuadores de injetores, por exemplo, para efeito de manutenção, é usualmente complicado e inconveniente.
[0013] A partir do documento U.S. 6.079.971, uma placa fixadora do molde de um aparelho de moldagem por injeção é conhecida tendo em sua face voltada para o molde, um assento dentro do qual se encontra o distribuidor, cujo volume fica essencialmente contido dentro da espessura da placa. Neste caso, no entanto, os injetores do aparelho de moldagem não são do tipo obturador, isto é, não associa-dos com os respectivos atuadores elétricos ou outros tipos de atuadores, de modo que não sofra com o problema de separação de atuadores do distribuidor, nem com o problema relativo ao volume da placa fixadora causado pela presença de atuadores.
[0014] O objetivo da presente invenção consiste em resolver o problema acima citado relativo à redução da espessura da placa fixadora para um aparelho de moldagem do tipo definido acima.
[0015] Um objetivo adicional consiste em prover uma placa fixadora para um aparelho de moldagem do tipo definido acima, que provê acesso aos motores elétricos dos injetores, para uma possível remo- ção, de maneira extremamente fácil e conveniente.
[0016] Com vista a alcançar estes objetivos, a presente invenção relaciona-se a uma placa fixadora de molde de um aparelho de moldagem por injeção, como definido na parte pré-caracterizante da reivindicação 1, e geralmente correspondente aos documentos acima citados U.S.8091202 e U.S.8282388, cuja única característica consiste no fato de uma primeira face compreender uma cavidade voltada para o molde, dentro do qual o distribuidor é disposto, e de cada motor elétrico, incluindo a respectiva transmissão, ser alojado de maneira que permita uma inserção e remoção rápida no respectivo assento, disposto em uma segunda face da placa fixadora oposta à referida primeira face, lateralmente com respeito ao correspondente injetor.
[0017] Graças a esta ideia inventiva, os componentes do atuador (motores elétricos e transmissões mecânicas) não são apenas efetivamente protegidos com respeito aos efeitos de alta temperatura do distribuidor, mas também diretamente acessíveis para qualquer operação de reparo ou substituição. Tudo isto ainda mantendo as dimensões da placa fixadora com respeito a sua espessura, em limites estri-tamente restritos, com a vantagem de prover uma redução nas dimensões globais do volume total do aparelho de moldagem.
[0018] Este arranjo também provê a vantagem adicional, em múltiplas aplicações, de evitar a necessidade de equipar a placa suporte com um sistema de resfriamento com a respectiva canalização e os respectivos capacitores, o que confere a vantagem de uma construção simplificada com subsequente redução de custos.
[0019] Convenientemente, o eixo de cada motor elétrico é disposto perpendicularmente ao eixo do respectivo injetor, e cada motor elétrico é inserível e removível em relação ao respectivo assento em uma direção paralela ao eixo do injetor, isto é., perpendicular à segunda face da placa fixadora.
[0020] Cada motor elétrico é vantajosamente inserível e removível em relação ao respectivo assento da placa fixadora, enquanto o pino de válvula do respectivo injetor é mantido estacionário.
[0021] De acordo com uma concretização preferida da invenção, o motor elétrico é um motor rotativo e a transmissão compreende um conjunto porca-e-parafuso. O motor elétrico rotativo e o conjunto porca-e-parafuso são colocados lado a lado, e convenientemente têm os respectivos eixos geométricos paralelos entre si, e perpendiculares ao eixo do pino de válvula.
[0022] A transmissão também vantajosamente inclui uma alavanca oscilante, operativamente interposta entre o conjunto porca-e- parafuso e o pino de válvula.
[0023] A alavanca oscilante pode ser suportada pelo distribuidor, e, neste caso, um meio de engate rápido é provido entre esta alavanca oscilante e o conjunto porca-e-parafuso. Alternativamente, a alavanca oscilante pode ser suportada pelo conjunto porca-e-parafuso, e, neste caso, um meio de engate rápido é provido entre esta alavanca oscilante e o pino de válvula.
[0024] Em ambos os casos, a alavanca oscilante e as respectivas conexões com pino de válvula e/ou conjunto porca-e-parafuso são configuradas para compensar possíveis expansões térmicas do distribuidor.
[0025] Características adicionais da placa fixadora e de aparelhos equipados com esta placa fixadora serão estabelecidas nas reivindicações dependentes.
[0026] A presente invenção será agora descrita em detalhes com referência aos desenhos anexos, que foram providos puramente por meio de exemplo não limitante, nos quais:
[0027] a Figura 1 é uma vista esquemática seccional de uma parte de um aparelho de moldagem por injeção de plástico incluindo uma placa de fixação de acordo com a presente invenção;
[0028] a Figura 2 é uma vista em perspectiva frontal de placa fixadora;
[0029] a Figura 3 é uma vista em perspectiva dorsal de placa fixadora;
[0030] a Figura 4 é uma vista explodida da Figura 3;
[0031] a Figura 5 mostra uma parte da Figura 1 em escala ampli ada;
[0032] a Figura 6 é uma vista seccional horizontal em uma escala ampliada de acordo com a linha VI-VI da Figura 5;
[0033] a Figura 7 mostra um detalhe das Figuras 1 e 5 em diferentes condições de operação em escala ampliada; e
[0034] a Figura 8 é uma vista análoga à Figura 5, que exemplifica o modo de montagem de componentes da placa da invenção.
[0035] Referindo-se inicialmente à Figura 1, o aparelho de moldagem por injeção de acordo com a presente invenção compreende essencialmente um molde geralmente indicado por 1, um distribuidor ou uma câmara quente 2, injetores de enchimento 3 para introduzir material plástico fluido sob pressão proveniente do distribuidor 2 para cavidade de molde 1, e um dispositivo atuador, indicado geralmente por 4, para a operação de cada injetor 3.
[0036] O número 5 refere-se a uma placa fixadora ou placa de fixação, configurada, possivelmente em combinação com placas adicionais, para fixar, de maneira conhecida per se, o molde 1 nos planos da prensa do aparelho de injeção. Por conseguinte, o termo “placa fixadora” não deve ser considerado em um sentido limitante, mas designa especificamente qualquer placa interposta entre o molde 1 e os planos da prensa.
[0037] Referindo-se agora às Figuras 2, 3, 4, a placa fixadora 5, de acordo com a presente invenção, em comparação com o estado da técnica, tem uma espessura apreciavelmente reduzida, e confere uma maior simplificação construtiva, graças à concretização descrita a seguir.
[0038] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, o distribuidor 2 é alojado e contido em uma cavidade 6, formada na face 5a da placa fixadora 5, voltada para o molde 1, e da qual se estendem os injetores de enchimento 3. O distribuidor 2, aquecido eletricamente, de maneira conhecida, por meio de uma fiação 30 em-butida na face 5a, e conectada ao terminal 31 aplicado a um lado da placa 5, é fixado a este, sem contatar diretamente parafusos cortantes térmicos 25, por exemplo, de titânio.
[0039] Cada injetor 3 compreende de maneira convencional um bico tubular 7, dentro do qual um pino de válvula 8 é axialmente deslocável entre uma posição estendida fechada e uma posição retraída aberta, para permitir o fluxo de material plástico fluido, do distribuidor 2 para a cavidade de molde 1.
[0040] O dispositivo atuador 4, que controla os movimentos do pino de válvula 8 de cada injetor 3, compreende um motor elétrico rotativo 9, como mais evidente na Figura 6, e um conjunto porca-e- parafuso 10 conectado a uma alavanca oscilante 11.
[0041] O motor elétrico rotativo 9 e o conjunto porca-e-parafuso 10 formam um grupo, que de acordo com outro aspecto da invenção, é alojado no respectivo assento aberto 12 formado na face 5b da placa fixadora 5 voltada para a direção oposta do molde 1, e se comunicando com a cavidade 6. O assento 12 é disposto no lado da cavidade 6, de modo que o motor elétrico 9 e o conjunto porca-e-parafuso 10 sejam suportados pela placa fixadora 5 em uma posição lateralmente deslocada com relação ao injetor 3.
[0042] Desta maneira, ambos - motor elétrico 9 com seus compo- nentes eletrônicos e fiações 13 e componentes mecânicos relativos ao conjunto porca-e-parafuso 10 resultam não apenas menos expostos, e, por conseguinte, menos afetados por efeitos térmicos decorrentes das altas temperaturas do distribuidor 2, mas também facilmente acessíveis pelo lado de fora, para qualquer operação de manutenção ou substituição.
[0043] A fiação 13 conectada a um terminal lateral 32 é recessada na face 5b da placa 5, que por conseguinte, fisicamente separa-se da fiação 30 do distribuidor 2.
[0044] No caso do exemplo ilustrado, o motor elétrico rotativo 9 e o conjunto porca-e-parafuso 10 são posicionados dentro do assento 12 em uma condição que corresponde aos respectivos eixos geométricos B e C que são mutuamente paralelos e perpendiculares ao eixo geométrico A do injetor 3. Deve ser notado que o posicionamento também poderia ser diferente, por exemplo, os eixos geométricos B e C serem coplanares com eixo A; no entanto, o arranjo ilustrado é mais vantajoso com relação aos efeitos da redução de espessura da placa 5.
[0045] Em qualquer caso, o eixo geométrico B de cada motor elétrico 9 é disposto perpendicularmente ao eixo geométrico A do respectivo injetor 3, e, como será visto, é inserível e removível em relação ao respectivo assento 12, na direção paralela ao eixo geométrico A do injetor, ou, ao invés, perpendicular à face 5b da placa fixadora 5, enquanto mantém o pino de válvula 8 do respectivo injetor 3 estacionário.
[0046] Na configuração mostrada nos desenhos, o eixo do motor elétrico rotativo 9 controla a rotação do parafuso 15 do conjunto porca- e-parafuso 10, via uma transmissão de engrenagens 16. A porca do conjunto porca-e-parafuso 10, indicada por 16, é transversável ao longo do eixo geométrico C, e suporta a cabeça 17 por sua extremidade livre se estendendo para dentro da cavidade 6.
[0047] A alavanca oscilante 11, representada nas Figuras 1 e 5, em uma posição angular que corresponde a uma posição estendida fechada do pino de válvula 8 e representada na Figura 7 em escala ampliada, na posição angular que corresponde a uma posição retraída aberta do pino de válvula 8, é articulada em torno do pivô 18 perpendicular aos eixos geométricos A, B, C espaçados por um suporte 19 fixado acima do distribuidor 2. Esta alavanca oscilante 11 tem uma configuração geralmente em forma de L com um braço 11a conectado à porca 16 do conjunto porca-e-parafuso 10, e o outro braço 11b conectado ao pino de válvula 8. Em detalhes, o braço 11a leva uma junta 20 para um membro de suplemento 21, que, por sua vez, é conectado à cabeça 17, suportada pela porca 16 por meio de um sistema de engate/ desengate rápido, por exemplo, do tipo baioneta. O outro braço 11b é conectado, via um cursor deslizante (“slider”) 23 com uma cabeça de ligação 24, ao pino de válvula 8. O arranjo é tal que vantajosamente permite a compensação de deformações térmicas do distribui-dor 2, assim como qualquer tolerância de fabricação que possa levar a indesejáveis forças axiais aplicadas ao conjunto porca-e-parafuso 10, assim como manter um alinhamento correto do pino de válvula 8 durante seu deslocamento.
[0048] A Figura 8 exemplifica o modo de montagem em relação à placa fixadora 5, ao distribuidor 2 com injetores 3, assim como a montagem de um de motor elétrico rotativo 9/conjunto porca-e- parafuso 10, e do respectivo injetor 3.
[0049] Como evidente nesta figura, o distribuidor 2, incluindo os injetores 3 em um lado e suportes 19 com as alavancas oscilantes 11 no lado oposto, é inserido na direção da seta F na cavidade 6 da face 5a da placa fixadora 5, e, então, é travada por meio de parafusos 25 de modo a ficar inteiramente contida na cavidade 6. O grupo formado pelo motor elétrico 9 e pelo conjunto porca-e-parafuso 10 é inserido no respectivo assento 12 da face 5b da placa fixadora 5 na direção oposta indicada pela seta H, de modo que a cabeça 17 engate o suplemen- to 21 via engate rápido, enquanto o pino de válvula 8 e a alavanca oscilante 11 são mantidos estacionários. Para facilitar o engate e adicionalmente melhorar o alinhamento, um pino de posicionamento 26 é provido, de modo conveniente, e configurado para engatar o correspondente furo 27 da placa fixadora 5.
[0050] Finalmente, cada grupo formado pelo motor 9 e pelo conjunto porca-e-parafuso 10 é fixado à placa 5 por meio de um ou mais parafusos.
[0051] Durante a operação, o resfriamento dos motores elétricos 9 pode ser provido por condução térmica simples com a placa 5.
[0052] Deve ser notado que a placa fixadora 5 pode ser ou não resfriada, dependendo das temperaturas de operação do aparelho; alguns tipos de material plástico requerem temperaturas de molde da ordem de 30°C-40°C, e, portanto, não requerem o resfriamento da placa 2. Em qualquer caso, é possível prover um sistema de resfriamento somente para a placa 5, não ilustrado, mas dentro do escopo percebido por aqueles versados na técnica, completamente contido na própria placa.
[0053] As vantagens decorrentes da invenção podem ser sumari- zadas como segue: - uma espessura apreciavelmente restrita da placa fixadora 5, graças ao arranjo único das unidades formadas por motores elétricos 9 e respectivas transmissões; - facilidade de montagem da placa 5, que pode ser vantajosamente provida como um grupo pré-montado; - eliminação completa, ou pelo menos uma redução drástica, dos efeitos térmicos decorrentes da alta temperatura do distribuidor 2, motores elétricos 9, e respectiva fiação 13, e componentes dos conjuntos porca-e-parafuso 10; - consequente dispensa da necessidade de um sistema de resfriamento de motores elétricos 9 e seus componentes; - redução de risco de danos, em caso de perda de material plástico do dispensador 2, - facilidade de acesso e possível remoção do motor elétrico 9 com a sua respectiva fiação 13 e conjuntos porca-e-parafuso 10, para uma possível substituição, assim como seu possível reuso em outros aparelhos de moldagem.
[0054] Com certeza, os detalhes construtivos e as concretizações podem variar amplamente com relação àqueles descritos e ilustrados sem, contudo, fugir do escopo da presente invenção, como definido nas seguintes reivindicações.
[0055] Assim, em uma variante da invenção não ilustrada, a alavanca oscilante 11 poderia ser permanentemente conectada a um conjunto porca-e-parafuso 10, ao invés de ao distribuidor 2. Neste caso, o engate entre o braço 11b da alavanca oscilante 11 e o pino de válvula 8 pode ser provido de modo convencional, por meio de uma junta tipo baioneta, através de um movimento de engate radial, com relação ao pino de válvula 8.
Claims (17)
1. Placa fixadora (5) de um molde (1) de um aparelho de moldagem de injeção de material plástico, em que o referido aparelho de moldagem compreende um distribuidor (2) do material plástico a ser injetado e uma série de injetores (3) conectados ao distribuidor (2) e incluindo um bico (7), dentro do qual um pino de válvula (8) é axialmente móvel, a referida placa fixadora (5) suportando o respectivo motor elétrico (9) com a transmissão (10) associada de cada injetor (3) para controlar o deslocamento do respectivo pino de válvula (8) entre uma posição fechada e uma posição aberta para permitir o fluxo de material plástico fluido, sob pressão do distribuidor (2), para a cavidade do molde (1), a referida placa fixadora (5) sendo caracterizada pelo fato de ter uma cavidade (6) em uma primeira face (5a) faceando o molde (1), dentro da qual é disposto o distribuidor (2), a dita cavidade (6) sendo projetada de modo a permitir a inserção do distribuidor (2) dentro da mesma através da dita primeira face (5a), e em que cada motor elétrico (9), com a respectiva transmissão (10), é alojado rapidamente de maneira inserível e removível dentro do respectivo assento (12), disposto em uma segunda face (5b) da placa fixadora (5), oposta à referida primeira face (5a), lateralmente com relação ao respectivo injetor (3).
2. Placa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o eixo geométrico (B) de cada motor elétrico (9) ser disposto perpendicularmente ao eixo geométrico (A) do respectivo injetor (3).
3. Placa, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de cada motor elétrico (9) com a respectiva transmissão (10) ser inserível e removível em relação ao respectivo assento (12) em uma direção paralela ao eixo geométrico (A) do injetor, isto é, perpendicularmente à referida segunda face (5b) da placa fixadora (5).
4. Placa, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracteri- zada pelo fato de cada motor elétrico (9) com a respectiva transmissão (10) ser inserível e removível em relação ao respectivo assento (12), mantendo estacionário o pino de válvula (8) do respectivo injetor (3).
5. Placa, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de o motor elétrico ser um motor rotativo (9) e de a transmissão compreender um conjunto porca-e-parafuso (10).
6. Placa, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de o motor elétrico rotativo (9) e o conjunto porca-e-parafuso (10) serem colocados lado a lado.
7. Placa, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de o motor elétrico rotativo (9) e o conjunto porca-e-parafuso (10) terem os respectivos eixos geométricos (B, C) paralelos entre si e perpendiculares ao eixo geométrico (A) do pino de válvula (8).
8. Placa, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizada pelo fato de a referida transmissão também incluir uma alavanca oscilante (11), operativamente interposta entre o conjunto porca-e-parafuso (1) e o pino de válvula (8).
9. Placa, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de o eixo oscilante (18) da referida alavanca oscilante (11) ser perpendicular ao eixo geométrico (A) do pino de válvula (8).
10. Placa, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizada pelo fato de a alavanca oscilante (11) ser suportada pelo distribuidor (2) e de os meios de engate rápido (17, 22) serem providos entre o referido conjunto porca-e-parafuso (10) e a referida alavanca oscilante (11).
11. Placa, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizada pelo fato de a referida alavanca oscilante (11) ser suportada pelo conjunto porca-e-parafuso (10), e de os meios de engate rápido serem providos entre a referida alavanca oscilante (11) e o referido pino de válvula (8).
12. Placa, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizada pelo fato de a referida alavanca oscilante (11) ser configurada de modo a compensar qualquer expansão térmica do distribuidor (2).
13. Placa, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de o distribuidor (2) ser fixado diretamente na placa (5), por meio de membros cortantes térmicos (25).
14. Placa, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de separar fisicamente a fiação (13) dos motores elétricos (9) e a fiação (30) do distribuidor (12).
15. Placa, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de o resfriamento dos motores elétricos (9) ser provido por condução térmica com a placa (5).
16. Placa, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de incluir um sistema de resfriamento somente da placa (5), completamente contido na própria placa.
17. Aparelho para moldagem por injeção de material plástico, caracterizado pelo fato de compreender uma placa fixadora (5) como definida em qualquer uma das reivindicações precedentes.
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