BR112017009479B1 - Bocal de coinjeção para um dispositivo de moldagem por injeção para produção de produtos moldados por injeção de multicamadas - Google Patents
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Abstract
a invenção refere-se a um bocal de coinjeção (2) para um dispositivo de moldagem por injeção para a produção de produtos moldados por injeção de multicamadas, sendo que o dito bocal compreende: um furo central (20); uma agulha de válvula (10) para abertura e fechamento de uma abertura de bocal (30), sendo que tal agulha é retida de uma maneira axialmente móvel no furo central (20); um canal de material fundido interno anular (23) para o primeiro material fundido (a); um canal de material fundido central anular (24) para um segundo material fundido (b); e um canal de material fundido externo anular (25) para o primeiro material fundido (a), sendo que os canais de material fundido interno, central e externo (23, 24, 25) são combinados de maneira fluídica na região da ponta de bocal (9) a fim de formar uma corrente de material fundido em camadas de forma concêntrica. de acordo com a invenção, o bocal de coinjeção (2) compreende adicionalmente um corpo de bocal (11) e um inserto de canal de entrada material fundido (12) que tem o furo central (20) do bocal de coinjeção (2). o inserto de canal de entrada de material fundido (12) tem uma seção cilíndrica circular (51), por meio da qual o inserto é retido em um furo central (52) do corpo de bocal (11). pelo menos um canal de distribuição (26) para o primeiro material fundido (a) e pelo menos um canal de distribuição (27) para o segundo material fundido (b) são formados na superfície externa da seção cilíndrica circular (51), sendo que os ditos canais de distribuição se estendem substancialmente na direção axial.
Description
[0001] A invenção refere-se a um bocal de coinjeção para um dispositivo de coinjeção de canal de entrada quente de um aparelho de moldagem por injeção para a produção de produtos moldados por injeção de multicamadas, em particular, produtos moldados por injeção com uma camada de vedação ou barreira. Os bocais de coinjeção desse tipo compreendem um canal de material fundido interno anular que, na metade a jusante do bocal de coinjeção, é formado pelo furo central e pela agulha de válvula e está em comunicação de fluido com um primeiro canal de suprimento de material fundido; um canal de material fundido intermediário anular que está em comunicação de fluido com um segundo canal de suprimento de material fundido e que se estende em torno do canal de material fundido interno anular; e um canal de material fundido externo anular que está em comunicação de fluido com o primeiro canal de suprimento de material fundido e que se estende em torno do canal de material fundido intermediário anular. Os canais de material fundido interno, intermediário e externo são integrados de maneira fluídica na região da ponta de bocal a fim de formar uma corrente de material fundido com camadas concêntricas.
[0002] Os bocais de coinjeção ou dispositivos de coinjeção de canal de entrada quente para aparelho de moldagem por injeção, com o qual dois materiais fundidos diferentes podem ser simultaneamente injetados através de um orifício de bocal em uma cavidade ou câmara de moldagem de um molde por injeção, são conhecidos há muito tempo (por exemplo, o documento sob o no US 4 657 496). A maioria dos bocais de coinjeção mais antigos têm dois canais separados para os dois materiais fundidos, que são dispostos de modo que uma corrente com duas camadas de material fundido seja descarregada do orifício de bocal.
[0003] Para a produção de produtos moldados por injeção de multicamadas, em particular, recipientes protetores para gêneros alimentícios, produtos farmacêuticos, amostras sanguíneas, etc., com o que é conhecido como uma camada de vedação ou barreira, um tipo especial de bocal de coinjeção é realmente usado, em que a corrente de efluxo tem três camadas e é configurada de maneira concêntrica, em que a camada de barreira forma a camada intermediária.
[0004] O documento sob o no WO 81/00231 revela um bocal de coinjeção desse tipo, que combina três correntes de material fundido separadas em uma corrente de efluxo de material fundido concêntrica com três camadas. Nesse bocal, a corrente de material fundido interna pode ser regulada com o uso de uma agulha de válvula disposta em um furo central do bocal.
[0005] Em outros bocais de coinjeção desse tipo básico, um primeiro material fundido é dividido em duas correntes, fora ou dentro do bocal de coinjeção, que formam, então, uma camada interna e externa da corrente de efluxo concêntrica. Um segundo material fundido é guiado entre as duas camadas e forma a camada de barreira intermediária. As três camadas são, então, combinadas em uma corrente de material fundido de multicamadas fora ou dentro do bocal de coinjeção e, então, injetadas na cavidade de molde como uma corrente de efluxo concêntrica, em que um produto moldado por injeção de multicamadas é formado com uma camada de barreira que é coberta em ambos os lados. Os materiais fundidos das diversas camadas podem ser regulados como uma função do tipo de modalidade do bocal de coinjeção ou do dispositivo de coinjeção. Com a finalidade de encerrar a camada de barreira completamente no material fundido para a camada interna e externa, nos respectivos início e fim de um procedimento de moldagem por injeção, apenas o material fundido para a camada interna e/ou externa é injetado sem o material fundido para a camada intermediária.
[0006] O documento sob o no EP 0 929 390 revela um bocal de coinjeção em que as três camadas de material fundido são combinadas em uma unidade de combinação disposta a montante do bocal e, então, guiadas ao longo de um canal de fluxo tubular alongado até o orifício de bocal. O canal de fluxo tubular é formado por um furo central no corpo de bocal e uma agulha de válvula disposta no mesmo. A agulha de válvula pode ser usada para ajustar o fluxo da camada de material fundido interna na unidade de combinação. Além disso, o fluxo das correntes de material fundido individuais é regulado através da unidade de suprimento.
[0007] O documento sob o no EP 0 911 134 descreve uma unidade de coinjeção em que três correntes de material fundido são guiadas através de uma respectiva abertura de suprimento de material fundido no bocal de coinjeção e são combinadas para formar uma corrente de material fundido com camadas concêntricas na região da ponta de bocal, pouco antes do orifício de bocal. O material fundido para a camada interna é guiado em um canal de material fundido interno anular que é formado por um furo central e uma agulha de válvula. O material fundido para a camada intermediária é guiado em um canal de material fundido intermediário anular que se estende em torno do canal de material fundido interno anular. O material fundido para a camada externa é guiado em um canal de material fundido externo anular que se estende em torno do canal de material fundido intermediário anular. Os canais de material fundido interno e intermediário podem ser fechados pela agulha de válvula, enquanto que o canal de material fundido externo permanece aberto.
[0008] O documento sob o no WO 00/54955 revela um bocal de coinjeção em que os dois materiais fundidos para a camada interna e intermediária são combinados em uma primeira unidade de combinação a montante fora do bocal de coinjeção e, então, guiados em conjunto ao longo de um canal de material fundido central interno até o orifício de bocal a fim de obter uma corrente de material fundido combinado que seja tão estável quanto possível. Na região da ponta de bocal, o material fundido para a camada externa é combinado com a corrente de material fundido central combinado e, então, injetado dessa forma na cavidade de molde.
[0009] O documento sob o no WO 04/103668 e o número US2004247739 revela um dispositivo de coinjeção em que uma primeira corrente de material fundido é dividida dentro de um bocal de coinjeção em duas correntes para a camada interna e externa. As correntes divididas são combinadas em uma câmara de combinação com o segundo material fundido para a camada intermediária a montante de um canal de material fundido central alongado, a fim de formar uma corrente de material fundido com camadas concêntricas que é, então, guiada através do canal de material fundido central ao longo de uma agulha de válvula até o orifício de bocal. A câmara de combinação é, dessa forma, configurada de modo que a formação da camada intermediária possa ser regulada com uma quantidade mínima de material a partir das duas correntes do primeiro material fundido, evitando instabilidades no fluxo.
[0010] O documento sob o número CN101801641, revela um corpo de garrafa laminado de resina sintética, um dispositivo de moldagem por injeção e um método para formar pré-forma laminada. Para minimizar o problema de delaminação, a garrafa é produzida por moldagem por sopro biaxial, por estiramento, que compreende a laminação de uma camada intermediária entre as camadas de base, estendendo uma pluralidade de porções de acoplamento de tira longitudinal, em que as camadas de base são laminadas em um estado diretamente depositado na os lados opostos da camada intermediária, em uma região com uma altura predeterminada, na direção do eixo central em paralelo entre si na direção circunferencial, fornecendo, conforme necessário, uma pluralidade de porções de acoplamento de tira circunferencial, e dividindo a camada intermediária pelas porções de acoplamento longitudinal de tira e porções de acoplamento circunferencial de tira.
[0011] O documento sob o no EP 2 054 209 revela um dispositivo de coinjeção em que um primeiro material fundido é dividido em duas correntes a montante da entrada do bocal de coinjeção. As correntes divididas são, então, mescladas com o segundo material fundido na região da ponta de bocal a fim de formar uma corrente de material fundido de multicamadas.
[0012] O documento sob o no WO 11/006999 descreve um dispositivo de coinjeção em que dois materiais fundidos são supridos lateralmente de um bocal de coinjeção, em que o primeiro material fundido é dividido dentro do bocal de coinjeção em uma corrente para a camada interna e externa, respectivamente. As correntes são combinadas na ponta de bocal. O bocal de coinjeção tem uma agulha móvel e uma luva móvel para regular as correntes de material fundido individuais.
[0013] O documento sob o no WO 12/037682 revela um bocal de coinjeção em que uma porção de uma primeira corrente de material fundido é guiada através de uma segunda corrente de material fundido anular através de canais de túnel laterais. As três correntes de material fundido são combinadas na região da ponta para formar uma corrente de material fundido de multicamadas. O influxo da corrente de material fundido intermediária pode ser regulado com uma luva móvel.
[0014] O material para a camada de barreira é dispendioso e, assim, em produtos moldados por injeção de multicamadas, está, de preferência, presente em uma camada que é a mais fina possível. Adicionalmente, no início e no fim do respectivo ciclo de moldagem por injeção, apenas o primeiro material fundido é injetado e a corrente de material fundido para o segundo material fundido, que forma a camada de barreira, é interrompida a fim de se obter um produto moldado por injeção com uma camada de barreira completamente encapsulada. A regulação precisa do segundo material fundido é, dessa forma, desejável para produzir produtos moldados por injeção com camadas de barreira muito finas.
[0015] Um problema que pode ocorrer com os bocais de coinjeção conhecidos, entretanto, é o refluxo do segundo material fundido no canal de material fundido intermediário. Se um refluxo do segundo material fundido desse tipo ocorrer, isso resulta em um suprimento impreciso do segundo material fundido no próximo ciclo de moldagem por injeção, e, dessa forma, em camadas de barreira imprecisas ou defeituosas para os produtos moldados por injeção.
[0016] Nos bocais de coinjeção dos documentos sob os nos WO 11/006999 e WO 12/037682, o refluxo desse tipo pode ser impedido por meio de uma luva móvel que pode fechar o canal de material fundido intermediário anular. Adicionalmente, a construção de um bocal de coinjeção desse tipo e do dispositivo de coinjeção é difícil e dispendiosa, devido às peças móveis adicionais no bocal de coinjeção.
[0017] Outros dispositivos de coinjeção, como aqueles conhecidos a partir do documento sob o no WO 00/54955 ou EP 0 901 896, têm uma válvula de controle de refluxo que é disposta fora do bocal de coinjeção. O documento sob o no EP 0 901 896 se refere, de fato, a um bocal de coinjeção com uma corrente de efluxo de material fundido concêntrica com apenas duas camadas, em que o refluxo não é tão grave devido ao fato de que não é adequado para a produção de produtos moldados por injeção com uma camada de barreira. No documento sob o no WO 00/54955, a válvula de controle de refluxo é disposta a montante do bocal de coinjeção em uma unidade de combinação entre uma placa de derivação de material fundido frontal para o primeiro material fundido e uma placa de derivação de material fundido traseira para o segundo material fundido.
[0018] Os bocais de coinjeção conhecidos com válvulas de controle de refluxo - sendo controlados através de uma luva móvel ou através de uma válvula de controle de refluxo a montante - são de construção complexa com múltiplas peças, o que se reflete nos altos custos de manutenção e produção.
[0019] Em todos os bocais de coinjeção conhecidos com correntes de efluxo configuradas de maneira concêntrica e com três camadas, a divisão do primeiro material fundido e a combinação dos materiais fundidos para formar uma corrente em camadas ocorrem, pelo menos em parte, fora do bocal de coinjeção ou têm uma construção de múltiplas peças com muitos componentes maiores e complexos. Esse é particularmente o caso quando, além disso, uma válvula de controle de refluxo é fornecida para o segundo material fundido.
[0020] Um objetivo da invenção é fornecer um bocal de coinjeção construído de forma simples e compacta, para a produção de produtos moldados por injeção de multicamadas com uma camada de barreira, em que a divisão e combinação dos materiais fundidos ocorre dentro do bocal de coinjeção e que pode ser produzido e mantido de forma não dispendiosa. Um objetivo adicional é fornecer um bocal de coinjeção que torna possível uma disposição uniforme dos canais de material fundido, a fim de obter uma distribuição uniforme de calor dentro do bocal de coinjeção.
[0021] Esse objetivo é alcançado por meio dos recursos da reivindicação 1. O bocal de coinjeção para um aparelho de moldagem por injeção para a produção de produtos moldados por injeção de multicamadas compreende um primeiro canal de suprimento de material fundido para um primeiro material fundido e um segundo canal de suprimento de material fundido para um segundo material fundido. Os dois canais de suprimento de material fundido podem ser simplesmente conectados a um dispositivo de suprimento para os respectivos primeiro e segundo materiais fundidos. Adicionalmente, o bocal de coinjeção compreende um furo central; uma agulha de válvula axialmente móvel acomodada no furo central para abrir e fechar um orifício de bocal; um canal de material fundido interno anular que é formado na metade a jusante do bocal de coinjeção por meio do furo central e da agulha de válvula e está em comunicação de fluido com o primeiro canal de suprimento de material fundido; um canal de material fundido intermediário anular que está em comunicação de fluido com o segundo canal de suprimento de material fundido e que se estende em torno do canal de material fundido interno anular; e um canal de material fundido externo anular que está em comunicação de fluido com o primeiro canal de suprimento de material fundido e que se estende em torno do canal de material fundido intermediário anular. Os canais de material fundido interno, intermediário e externo convergem de maneira fluídica na região da ponta de bocal a fim de formar uma corrente de material fundido com camadas concêntricas. O bocal de coinjeção compreende adicionalmente um corpo de bocal e um inserto de distribuição de material fundido que compreende o furo central do bocal de coinjeção. O inserto de distribuição de material fundido tem uma seção em formato de cilindro circular com a qual o mesmo é acomodado em um furo central do corpo de bocal. Pelo menos um canal de distribuição para o primeiro material fundido e pelo menos um canal de distribuição para o segundo material fundido são formados em uma superfície de luva da seção em formato de cilindro circular; sendo que os mesmos se estendem principalmente na direção axial.
[0022] Dessa forma, os canais de distribuição mutuamente separados para ambos os materiais fundidos podem ser facilmente usinados sobre a superfície de luva de um inserto de distribuição de material fundido desse tipo que é, então, parcialmente fechado pela parede interna do furo central no corpo do bocal. Os furos perpendiculares à direção axial podem colocar os canais de distribuição em comunicação de fluido com o furo central do bocal de coinjeção ou com os canais de suprimento de material fundido.
[0023] O pelo menos um canal de distribuição para o primeiro material fundido pode estar em comunicação de fluido a montante com o primeiro canal de suprimento de material fundido; o mesmo pode ser configurado como um simples furo no corpo de bocal e, se adequado, por um flange do inserto de distribuição de material fundido. Adicionalmente, o pelo menos um canal de distribuição pode estar em comunicação de fluido com o canal de material fundido interno anular. À jusante, o mesmo pode estar em comunicação de fluido com o canal de material fundido externo anular.
[0024] O pelo menos um canal de distribuição para o segundo material fundido pode estar em comunicação de fluido a montante com o segundo canal de suprimento de material fundido e a jusante com o canal de material fundido intermediário anular.
[0025] A configuração do bocal de coinjeção com o inserto de distribuição de material fundido significa que o pelo menos um canal de distribuição para o segundo material fundido pode ser conectado a montante com o segundo canal de suprimento de material fundido através de um canal de material fundido que atravessa o furo central do bocal de coinjeção, em que o canal de material fundido transversal e a agulha de válvula podem formar uma barreira de refluxo para o segundo material fundido. Dessa maneira, uma barreira de efluxo para o segundo material fundido é integrada no bocal de coinjeção de uma maneira simples, sem ter que usar peças móveis adicionais, como luvas móveis, por exemplo.
[0026] Em uma forma de realização, o inserto de distribuição de material fundido é dotado de dois canais de distribuição para o primeiro material fundido e dois canais de distribuição para o segundo material fundido. Os dois canais de distribuição para o primeiro material fundido e os dois canais de distribuição para o segundo material fundido podem ser distribuídos ao redor da circunferência da seção em formato de cilindro circular de uma maneira alternada e separados uniformemente uns dos outros, permitindo a distribuição de calor otimizada. Os canais de distribuição podem se estender paralelos um ao outro.
[0027] Os canais de distribuição também podem se estender de maneira espiralada na direção axial, de modo que os respectivos materiais fundidos entrem no respectivo canal de material fundido anular em uma corrente que é inclinada em relação ao eixo geométrico do bocal de coinjeção e são, dessa forma, mais bem distribuídos na mesma.
[0028] O pelo menos um canal de distribuição para o primeiro material fundido pode ser mais curto que o pelo menos um canal de distribuição para o segundo material fundido.
[0029] Adicionalmente, o bocal de coinjeção pode compreender uma luva de separação cuja parede interna forma parte do canal de material fundido intermediário anular e a parede externa forma parte do canal de material fundido externo anular. O pelo menos um canal de distribuição para o primeiro material fundido pode ser, dessa forma, conectado a jusante com o canal de material fundido externo anular através de um furo na luva de separação.
[0030] A luva de separação e a ponta do inserto de distribuição de material fundido a jusante podem ter, no presente documento, configuração cônica, em que a parede externa da ponta cônica do inserto de distribuição de material fundido forma parte do canal de material fundido intermediário anular. Adicionalmente, o bocal de coinjeção pode compreender uma luva de retenção e vedação que retém o mesmo na luva de separação através de um flange e cuja superfície interna forma parte do canal de material fundido externo anular.
[0031] O bocal de coinjeção pode ser, dessa forma, facilmente formado por apenas cinco componentes principais, ou seja, uma agulha de válvula móvel, um corpo de bocal, um inserto de distribuição de material fundido, uma luva de separação e uma luva de retenção e vedação, em que os canais de material fundido para divisão e distribuição dos materiais fundidos e possivelmente a barreira de refluxo são dispostos no inserto de distribuição de material fundido. As peças restantes têm apenas furos simples e podem ser, dessa forma, produzidas como peças tornadas simples.
[0032] A invenção será agora explicada em maiores detalhes, com a ajuda de modalidades exemplificadoras e com a ajuda dos desenhos anexos, em que:
[0033] A Figura 1 mostra uma vista em corte de um dispositivo de coinjeção com um bocal de coinjeção em uma vista geral em um molde de moldagem por injeção;
[0034] A Figura 2 mostra uma vista ampliada detalhada do bocal de coinjeção da Figura 1;
[0035] A Figura 3 mostra uma vista explodida de um bocal de coinjeção;
[0036] A Figura 4 mostra uma vista em corte de um bocal de coinjeção sem uma agulha de válvula;
[0037] A Figura 5 mostra uma vista em corte da barreira de refluxo;
[0038] As Figuras de 6 (a) a 6 (d) mostram quatro vistas laterais de peças do bocal de coinjeção em uma vista explodida;
[0039] As Figuras 7 (a) e 7 (b) mostram, respectivamente, uma vista em corte de peças do bocal de coinjeção em uma vista explodida; e
[0040] As Figuras de 8 (a) a 8 (c) mostram, respectivamente, uma vista em corte do bocal de coinjeção com três posições diferentes da agulha de válvula.
[0041] A Figura 1 mostra uma vista em corte de um dispositivo de coinjeção de canal de entrada quente para a produção de produtos moldados por injeção de multicamadas dotados de uma camada de barreira. O dispositivo de coinjeção compreende uma placa de molde (1) com uma reentrância para uma ponta (9) de um bocal de coinjeção (2). O bocal de coinjeção (2) é retido em uma placa de retenção de bocal (3). No lado oposto à ponta (isto é, a montante da mesma), o bocal de coinjeção (2) é dotado de uma primeira abertura de suprimento de material fundido (21a) para suprir um primeiro material fundido (A) através de uma primeira linha de suprimento de material fundido (7) e uma segunda abertura de suprimento de material fundido (22a) para suprir um segundo material fundido (B) através de uma segunda linha de suprimento de material fundido (8). Adicionalmente, uma placa de derivação de material fundido (4) é acomodada na placa de retenção de bocal (3), que distribui os materiais fundidos (A e B) para diversos bocais de coinjeção (2) por meio da primeira e segunda linhas de suprimento de material fundido (7 e 8); aqui, apenas um bocal de coinjeção foi ilustrado. Adicionalmente, uma placa de apoio (5) é fornecida para acomodar o dispositivo de atuação de agulha de válvula (6) para uma respectiva agulha de válvula (10) do bocal de coinjeção (2).
[0042] A Figura 2 mostra uma vista detalhada do bocal de coinjeção (2) da Figura 1 (círculo D). O bocal de coinjeção (2) compreende quatro peças engatadas de maneira concêntrica: um corpo de bocal (11), um inserto de distribuição de material fundido (12), uma luva de separação (13) e uma luva de vedação e retenção (14). A construção de quatro peças (ou cinco peças que incluem a agulha de válvula (10)) também pode ser observada na vista explodida da Figura 3. O corpo de bocal (11) pode ser dotado de um elemento de aquecimento (15).
[0043] O bocal de coinjeção (2) tem um furo central (20) que se estende axialmente através do inserto de distribuição de material fundido (12) e no qual a agulha de válvula (10) é acomodada de maneira móvel. Em uma seção inferior (20a) (isto é, a metade a jusante (2a) do bocal de coinjeção (2)), o furo central (20) tem um diâmetro maior que na região superior (20b) (isto é, na metade a montante (2b) do bocal de coinjeção (2)), de modo que um canal de material fundido interno anular (23) seja formado ao longo da agulha de válvula (10). A agulha de válvula (10) também pode ser afunilada nessa região, a fim de aumentar o corte transversal do canal de material fundido interno anular (23). Além disso, apenas a agulha de válvula pode ter configuração afunilada; o furo central teria, então, o mesmo diâmetro sobre todo seu comprimento. À montante, o canal de material fundido interno anular (23) está em comunicação de fluido com um primeiro canal de suprimento de material fundido (21) para o primeiro material fundido (A). À jusante, o mesmo está em comunicação de fluido com um orifício de bocal (30).
[0044] Na forma de realização mostrada na Figura 2, o canal de material fundido interno (23) é afunilado na região de uma ponta convergente de forma cônica do inserto de distribuição de material fundido (12), de modo que possa ser fechada por meio da agulha de válvula (10). Com a finalidade de obter esse tipo de afunilamento, em vez de um inserto de distribuição de material fundido (12) formado em uma peça, o mesmo pode ser dotado de uma ponta cônica firmemente soldada ou aparafusada.
[0045] A placa de derivação de material fundido (4) é dotada de um furo (4a) através do qual a agulha de válvula (10) se estende, adicionalmente, até o dispositivo de atuação de agulha de válvula (6). O diâmetro do furo (4a) da placa de derivação de material fundido (4) que está a montante do bocal de coinjeção (2) é maior que o diâmetro do furo central (20) na região superior (20b), de modo que a agulha de válvula (10) possa ser guiada de uma maneira livre de contato através da placa de derivação de material fundido (4), a fim de reduzir a condução de calor através da agulha de válvula (10) na placa de derivação de material fundido (4) e da placa de apoio (5).
[0046] O primeiro canal de suprimento de material fundido (21) para o primeiro material fundido (A) é conectado à primeira linha de suprimento de material fundido (7) do dispositivo de coinjeção. Um segundo canal de suprimento de material fundido (22) para o segundo material fundido (B) é conectado à segunda linha de suprimento de material fundido (8) do dispositivo de coinjeção.
[0047] No bocal de coinjeção (2) mostrado, o primeiro e o segundo canais de suprimento de material fundido (21 e 22) são retos e são formados por furos no corpo de bocal (11) e no inserto de distribuição de material fundido (12).
[0048] O primeiro canal de suprimento de material fundido (21) para o material fundido (A) leva de uma primeira abertura de suprimento de material fundido (21a) no lado superior do inserto de distribuição de material fundido (12) até o canal de material fundido interno anular (24). Pelo menos um canal de distribuição (26) (não mostrado nas Figuras 1 e 2; consulte as Figuras 3 e 6) para o material fundido (A) está em comunicação de fluido com o primeiro canal de suprimento de material fundido (21) e um canal externo anular (25), de modo que uma corrente de material fundido (A) seja dividida em duas correntes que são respectivamente fornecidas ao canal de material fundido interno anular (24) e ao canal de material fundido externo anular (25). Essas duas correntes divididas de material fundido formam a camada interna e externa de uma corrente de material fundido com camadas concêntricas que finalmente passa através do orifício de bocal (30) em uma cavidade de molde (1a) da placa de molde (1).
[0049] O segundo canal de suprimento de material fundido (22) para o material fundido (B) leva de uma segunda abertura de suprimento de material fundido (22a) no lado superior do inserto de distribuição de material fundido (12) a um canal de material fundido (41) que atravessa o furo central (20) que, juntamente com a agulha de válvula (10), forma uma barreira de refluxo (40) para o segundo material fundido (B) que é integrado no furo central (20). Sob esse aspecto, a agulha de válvula móvel (10) no ilustrado bocal de coinjeção (2) tem uma reentrância (42) sob a forma de uma constrição ou sulco circunferencial. A corrente de material fundido através do canal de material fundido transversal (41) é bloqueada como função da posição da agulha de válvula (10). Em uma posição aberta da barreira de refluxo (40), a reentrância (42) é orientada para estar em comunicação com o canal de material fundido transversal (41), de modo que o material fundido (B) possa fluir ao redor da agulha de válvula (10) no furo central (20). Em uma posição fechada que é deslocada na direção longitudinal da agulha de válvula (10), o canal de material fundido transversal (41) é completamente fechado pela agulha de válvula (10). O canal de material fundido transversal (41) está em comunicação de fluido a jusante, através de pelo menos um canal de distribuição (27) (não mostrado nas Figuras 1 e 2; consulte as Figuras 3 e 6), com um canal de material fundido intermediário anular (24) que se estende entre o canal de material fundido interno anular (23) e o canal de material fundido externo anular (25).
[0050] A reentrância (42) e o canal de material fundido transversal (41) são, portanto, dispostos um em relação ao outro de modo que, em uma primeira posição, a agulha de válvula (10) feche o orifício de bocal (30) e o canal de material fundido transversal (41) (consulte a Figura 8(a)), em uma segunda posição, o orifício de bocal (30) fique aberto, enquanto que o canal de material fundido transversal (41) está fechado (consulte a Figura 8(b)), e em uma terceira posição, tanto o orifício de bocal (30) como o canal de material fundido transversal (41) fiquem abertos (consulte a Figura 8(c)). Na primeira posição, nenhum dos dois materiais fundidos (A e B) pode fluir. Na segunda posição, apenas o primeiro material fundido (A) pode fluir e o fluxo do segundo material fundido (B) é bloqueado. Além disso, no presente documento, um refluxo do segundo material fundido (B) é impedido de modo eficaz pela contrapressão do primeiro material fundido (A) no canal de material fundido intermediário (24). Na terceira posição, que corresponde à posição aberta da agulha de válvula (10) mencionada acima, o primeiro e o segundo materiais fundidos (A e B) podem fluir para o orifício de bocal (30). A reentrância (42) pode estar sob a forma de uma constrição, um furo transversal ou sulco circunferencial ou oblíquo.
[0051] Com a finalidade de formar o canal de material fundido intermediário anular (24) e o canal de material fundido externo anular (25), o bocal de coinjeção (2) é dotado da luva de separação (13) que, no bocal de coinjeção (2) mostrado, converge de forma cônica na direção a jusante. A superfície orientada para dentro forma uma porção do canal de material fundido intermediário (24), e a superfície orientada para fora (25a) forma uma porção do canal de material fundido externo (25). O canal de material fundido interno (24) também é formado por uma porção da superfície externa (24a) do inserto de distribuição de material fundido (12). Adicionalmente, o canal de material fundido externo (25) é formado por uma porção de uma superfície interna da luva de retenção e vedação (14) que, por um lado, fixa a luva de separação (13) no bocal de coinjeção (2), e por outro lado, veda a ponta (9) do bocal de coinjeção (2) contra a reentrância na placa de molde (1), de modo que a ponta (9) do bocal de coinjeção (2) ou a superfície externa (25a) da luva de separação (13) e uma porção da reentrância da placa de molde (1) formem uma câmara de material fundido frontal ou respectivamente uma porção do canal de material fundido externo anular (25).
[0052] Na região da ponta de bocal (9), os canais de material fundido interno intermediário e externo anulares (23, 24 e 25) convergem para formar uma corrente com camadas concêntricas de material fundido que pode ser finalmente descarregada através do orifício de bocal (30) na cavidade de molde (1a) da placa de molde (1). O orifício de bocal (30) pode ser aberto ou respectivamente fechado com a agulha de válvula móvel (10), que é dotada de uma ponta afunilada na modalidade mostrada. A placa de molde (1) juntamente com a ponta de bocal (9) do bocal de coinjeção (2) formam, dessa forma, um tipo de câmara de bocal frontal a partir da qual os materiais fundidos (A e B) saem através do orifício de bocal (30), o qual pode ser fechado, posteriormente, pela agulha de válvula, para uma cavidade de molde (1a) da placa de molde (1).
[0053] A Figura 3 mostra uma vista explodida do bocal de coinjeção (2) que compreende os cinco componentes: agulha de válvula (10) (apenas a região frontal que está no bocal de coinjeção é mostrada), corpo de bocal (11), inserto de distribuição de material fundido (12), luva de separação (13) e luva de retenção e vedação (14). A Figura 4 mostra uma vista em corte do bocal de coinjeção (2) da Figura 3 na forma montada sem a agulha de válvula e com uma placa de molde (1) mostrada de forma diagramática.
[0054] A agulha de válvula (10) (Figura 3) é dotada de uma seção afunilada frontal (na metade a jusante (2a)) que, juntamente com o furo central (20) no inserto de distribuição de material fundido (12), forma o canal de material fundido interno anular (23). À montante (na região da metade (2b)), a agulha de válvula (10) tem uma constrição ou sulco circunferencial (42).
[0055] O inserto de distribuição de material fundido (12) com o furo central (20) tem um flange a montante (50) com a primeira abertura de suprimento de material fundido (21a) e a segunda abertura de suprimento de material fundido (22a). Essas aberturas formam a entrada, respectivamente, para o primeiro e o segundo canais de suprimento de material fundido (21 e 22). Uma seção em formato de bastão ou em formato de cilindro circular (51) do inserto de distribuição de material fundido (12) a jusante do flange (50) é acomodada em um furo central (52) do corpo de bocal (11). Nos sulcos formados na superfície de luva da seção (51), são formados canais de distribuição (26 e 27) para os materiais fundidos (A e B) que colocam os canais de suprimento de material fundido (21 e 22) em comunicação de fluido com os canais de material fundido intermediário anular e externo anular (25 e 24). Os canais de distribuição (26 e 27), sob esse aspecto, são parcialmente fechados pela parede interna do furo central (52) no corpo de bocal (11). Na região superior da seção (51) do inserto de distribuição de material fundido (12) está um canal de material fundido de entrada (41a) e um dentre os dois canais de material fundido de saída (41b) do canal de material fundido (41) que atravessa o furo central (20). O canal de material fundido de entrada (41a) está em comunicação de fluido com o segundo canal de suprimento de material fundido (22). Os canais de material fundido de saída (41b) estão, respectivamente, em comunicação de fluido com o canal de material fundido intermediário anular (24) através de um canal de distribuição (27). Na modalidade mostrada, os canais de distribuição (26 e 27) têm um formato espiralado na direção axial, o que permite que os respectivos materiais fundidos entrem nos canais de material fundido interno ou externo anular (25 e 24) em uma inclinação em relação à direção axial, a fim de obter a melhor distribuição do material fundido (consulte também a Figura 6).
[0056] A Figura 5 mostra uma vista em corte da barreira de refluxo integrada (40). O canal de material fundido (41) que atravessa o furo central (20) é formado por um canal de material fundido de entrada (41a) e dois canais de material fundido de saída (41b). Esses são formados por furos laterais na seção em formato de bastão ou em formato de cilindro circular (51) do inserto de distribuição de material fundido (12) que alcançam o furo central (20). O furo no corpo de bocal (11) para o segundo canal de suprimento de material fundido (22) alcança o furo para o canal de material fundido de entrada (41a). A agulha de válvula (10) com a reentrância (42) é acomodada de maneira axialmente móvel no furo central (20). A barreira de refluxo na Figura 5 é mostrada na posição aberta, e o material fundido (B) pode passar livremente através da barreira de refluxo.
[0057] Adicionalmente, a luva de separação (13) e a luva de retenção e vedação (14) observadas na Figura 3 e na Figura 4, conforme já descrito, formam o canal de material fundido intermediário anular (24) e o canal de material fundido externo anular (25) juntamente com o inserto de distribuição de material fundido (12). Uma ponta cônica da seção em formato de bastão (51) do inserto de distribuição de material fundido (12) é acomodada no mesmo a uma distância da luva de separação cônica (13). A ponta da luva de separação cônica (13) é acomodada na mesma, a uma distância da luva de retenção e vedação (14). A luva de retenção e vedação (14) foi aparafusada firmemente no corpo de bocal (11) e, dessa forma, retém a luva de separação (13) no bocal de coinjeção (2). Para esse propósito, a luva de separação (13) pode ser dotada de um flange em sua extremidade a montante. O inserto de distribuição de material fundido (12) é aparafusado no corpo de bocal (11) através de seu flange (50). Para limpar o bocal de coinjeção (2), isso pode ser facilmente removido da placa de retenção de bocal (3) e da placa de molde (1) e ser decomposto em suas peças individuais.
[0058] Uma vantagem particular da construção do bocal de coinjeção com o inserto de distribuição de material fundido descrito se situa no fato de que a barreira de refluxo integrada e a distribuição dos dois materiais fundidos dentro do bocal de coinjeção podem ser facilmente obtidas por alguns furos e sulcos polidos no inserto de distribuição de material fundido.
[0059] No bocal de coinjeção (2) mostrado nas Figuras 3 e 4, a luva de separação (13) é dotada de uma abertura (13a) cujo diâmetro corresponde ao diâmetro da agulha de válvula afunilada (10). Dessa maneira, a agulha de válvula (10) pode assumir uma posição em que a comunicação de fluido dos canais de material fundido interno e intermediário anular (23 e 24) com o orifício de bocal (30) é interrompida. A abertura (13a) pode, entretanto, ter também o mesmo diâmetro que a seção inferior (20a) do furo central (20).
[0060] A Figura 6 mostra quatro vistas laterais. As Figuras 6(a) a 6(d) (frontal, direita, traseira, esquerda) do inserto de distribuição de material fundido (12) e da luva de separação (13) em uma vista explodida, em que as vistas são respectivamente giradas em 90°. A Figura 7(a) (direita, consulte a Figura 6(b)) e a Figura 7(b) (frontal, consulte a Figura 6(a)), respectivamente, mostram uma vista em corte do inserto de distribuição de material fundido (12) e da luva de separação (13) em uma vista explodida.
[0061] O formato espiralado dos canais de distribuição (26 e 27) pode ser visto particularmente bem na Figura 6. Na forma de realização do inserto de distribuição de material fundido (12) mostrada, para o primeiro e o segundo materiais fundidos (A e B), dois canais de distribuição (26 e 27) são respectivamente formados. Os dois canais de distribuição (26) para o primeiro material fundido (A) e os dois canais de distribuição (27) para o segundo material fundido (B) se alternam e ficam a uma distância uniforme um do outro ao redor da circunferência da seção em formato de cilindro circular (51), permitindo a distribuição otimizada de calor dentro do bocal de coinjeção (2). De maneira similar, os canais de distribuição também podem ser formados a fim de se estenderem retos na direção axial.
[0062] O canal de material fundido de entrada (41a) da barreira de refluxo pode ser visto na Figura 6(b). No furo central (20) do inserto de distribuição de material fundido (12), o segundo material fundido (B) é dividido em duas correntes que passam através dos canais de material fundido de saída (41b) (Figuras 6(a) e 6(c)) nos respectivos canais de distribuição (27).
[0063] O primeiro canal de suprimento de material fundido (21) chega até o furo central (20) do inserto de distribuição de material fundido (12) (Figura 7(b)). Nessa região, uma porção do material fundido (A) é guiada lateralmente em dois canais de distribuição (26) sobre a superfície do inserto de distribuição de material fundido (12) e uma porção é guiada no canal de material fundido interno anular (23) ao longo da seção inferior (20a) do furo central (20). O primeiro canal de distribuição (26) é alimentado diretamente através do primeiro canal de suprimento de material fundido (21). Um canal de conexão (28) conecta o segundo canal de distribuição (26) ao furo central (20) e, dessa forma, é suprido com o primeiro material fundido (A).
[0064] Os canais de distribuição (27) começam a montante dos canais de distribuição (26) e se estendem mais a jusante do que os canais de distribuição (26) na região do canal de material fundido intermediário anular (24) da qual uma parte é formada pela superfície (4a) da ponta cônica do inserto de distribuição de material fundido (12). Os canais de distribuição (26) para o primeiro material fundido (A) são, dessa forma, mais curtos em comprimento do que os canais de distribuição (27) para o segundo material fundido (B).
[0065] O canal de material fundido externo anular (25) se estende na direção axial mais a montante do que o canal de material fundido intermediário anular (24). Dessa maneira, o canal de distribuição (26) pode alimentar o canal de material fundido externo anular (25) através de um furo (26a) na luva de separação (13) sem ter que atravessar o canal de material fundido intermediário (24). Esse furo (26a) termina na superfície externa (25a) da luva de separação (13), que forma parte do canal de material fundido externo anular (25).
[0066] Em todas as Figuras, são usados números de referência iguais para as peças iguais. LISTA DE REFERÊNCIAS 1 placa de molde 1a câmara de molde (cavidade) 2 bocal de coinjeção 2a metade de bocal de coinjeção (a jusante) 2b metade de bocal de coinjeção (a montante) 3 placa de retenção de bocal 4 placa de derivação de material fundido 4a furo 5 placa de apoio 6 dispositivo de atuação de agulha de válvula 7 primeira linha de suprimento de material fundido 8 segunda linha de suprimento de material fundido 9 ponta de bocal 10 agulha de válvula 11 corpo de bocal 12 inserto de distribuição de material fundido 13 luva de separação 14 luva de retenção e vedação 15 elemento de aquecimento 20 furo central 20a seção inferior do furo central 20b seção superior do furo central 21 primeiro canal de suprimento de material fundido 21a primeira abertura de suprimento de material fundido 22 segundo canal de suprimento de material fundido 22a segunda abertura de suprimento de material fundido 23 canal de material fundido interno anular 24 canal de material fundido intermediário anular 25 canal de material fundido externo anular 26 canal de distribuição para material fundido A 26a furo 27 canal de distribuição para material fundido B 28 canal de conexão 30 orifício de bocal 40 barreira de refluxo 41 canal de material fundido transversal 41a canal de material fundido de entrada 41b canal de material fundido de saída 42 reentrância 50 flange 51 seção em formato de bastão/em formato de cilindro circular 52 furo central do corpo de bocal A primeiro material fundido B segundo material fundido
Claims (11)
1. “BOCAL DE COINJEÇÃO PARA UM DISPOSITIVO DE MOLDAGEM POR INJEÇÃO PARA PRODUÇÃO DE PRODUTOS MOLDADOS POR INJEÇÃO DE MULTICAMADAS”, em que o bocal de coinjeção (2) compreende um primeiro canal de suprimento de material fundido (21) para um primeiro material fundido (A); um segundo canal de suprimento de material fundido (22) para um segundo material fundido (B); um furo central (20); uma agulha de válvula (10) axialmente móvel, acomodada no furo central (20) para abrir e fechar um orifício de bocal (30); um canal de material fundido interno anular (23) que é formado na metade a jusante (2a) do bocal de coinjeção (2) pelo furo central (20) e pela agulha de válvula (10) e está em comunicação de fluido com o primeiro canal de suprimento de material fundido (21); um canal de material fundido intermediário anular (24) que está em comunicação de fluido com o segundo canal de suprimento de material fundido (22) e que se estende em torno do canal de material fundido interno anular (23); um canal de material fundido externo anular (25) que está em comunicação de fluido com o primeiro canal de suprimento de material fundido (21) e que se estende em torno do canal de material fundido intermediário anular (24); em que os canais de material fundido interno intermediário e externo (23, 24, 25) convergem de maneira fluídica na região da ponta de bocal (9) a fim de formar uma corrente de material fundido com camadas concêntricas; o bocal de coinjeção (2) compreende adicionalmente um corpo de bocal (11) e um inserto de distribuição de material fundido (12) que compreende o furo central (20) do bocal de coinjeção (2); o inserto de distribuição de material fundido (12) possuir uma seção em formato de cilindro circular (51) com a qual o mesmo é acomodado em um furo central (52) do corpo de bocal (11); caracterizado por pelo menos um canal de distribuição (26) para o primeiro material fundido (A) e pelo menos um canal de distribuição (27) para o segundo material fundido (B) serem formados na superfície de luva da seção em formato de cilindro circular (51) e se estenderem uma direção essencialmente axial.
2. “BOCAL DE COINJEÇÃO PARA UM DISPOSITIVO DE MOLDAGEM POR INJEÇÃO PARA PRODUÇÃO DE PRODUTOS MOLDADOS POR INJEÇÃO DE MULTICAMADAS”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o pelo menos um canal de distribuição (26) para o primeiro material fundido (A) estar em comunicação de fluido a montante com o primeiro canal de suprimento de material fundido (21) e com o canal de material fundido interno anular (23), e em comunicação de fluido a jusante com o canal de material fundido externo anular (25).
3. “BOCAL DE COINJEÇÃO PARA UM DISPOSITIVO DE MOLDAGEM POR INJEÇÃO PARA PRODUÇÃO DE PRODUTOS MOLDADOS POR INJEÇÃO DE MULTICAMADAS”, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por pelo menos um canal de distribuição (27) para o segundo material fundido estar em comunicação de fluido a montante com o segundo canal de suprimento de material fundido (22) e a jusante com o canal de material fundido intermediário anular (24).
4. “BOCAL DE COINJEÇÃO PARA UM DISPOSITIVO DE MOLDAGEM POR INJEÇÃO PARA PRODUÇÃO DE PRODUTOS MOLDADOS POR INJEÇÃO DE MULTICAMADAS”, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o pelo menos um canal de distribuição (27) para o segundo material fundido (B) ser conectado a montante com o segundo canal de suprimento de material fundido (21) através de um canal de material fundido (41) que atravessa o furo central (20) do bocal de coinjeção (2), em que o canal de material fundido transversal (41) e a agulha de válvula (10) formam uma barreira de refluxo para o segundo material fundido (B).
5. “BOCAL DE COINJEÇÃO PARA UM DISPOSITIVO DE MOLDAGEM POR INJEÇÃO PARA PRODUÇÃO DE PRODUTOS MOLDADOS POR INJEÇÃO DE MULTICAMADAS”, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o inserto de distribuição de material fundido (12) é dotado de dois canais de distribuição (26) para o primeiro material fundido (A) e dois canais de distribuição (27) para o segundo material fundido (B).
6. “BOCAL DE COINJEÇÃO PARA UM DISPOSITIVO DE MOLDAGEM POR INJEÇÃO PARA PRODUÇÃO DE PRODUTOS MOLDADOS POR INJEÇÃO DE MULTICAMADAS”, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por os dois canais de distribuição (26) para o primeiro material fundido (A) e os dois canais de distribuição (27) para o segundo material fundido (B) serem distribuídos ao redor da circunferência da seção em formato de cilindro circular (51) de uma maneira alternada e separados uniformemente uns dos outros.
7. “BOCAL DE COINJEÇÃO PARA UM DISPOSITIVO DE MOLDAGEM POR INJEÇÃO PARA PRODUÇÃO DE PRODUTOS MOLDADOS POR INJEÇÃO DE MULTICAMADAS”, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por os canais de distribuição (26 e 27) se estenderem paralelamente um ao outro.
8. “BOCAL DE COINJEÇÃO PARA UM DISPOSITIVO DE MOLDAGEM POR INJEÇÃO PARA PRODUÇÃO DE PRODUTOS MOLDADOS POR INJEÇÃO DE MULTICAMADAS”, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por os canais de distribuição se estenderem de maneira espiralada na direção axial.
9. “BOCAL DE COINJEÇÃO PARA UM DISPOSITIVO DE MOLDAGEM POR INJEÇÃO PARA PRODUÇÃO DE PRODUTOS MOLDADOS POR INJEÇÃO DE MULTICAMADAS”, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o pelo menos um canal de distribuição (26) para o primeiro material fundido (A) ser mais curto que o pelo menos um canal de distribuição (27) para o segundo material fundido (B).
10. “BOCAL DE COINJEÇÃO PARA UM DISPOSITIVO DE MOLDAGEM POR INJEÇÃO PARA PRODUÇÃO DE PRODUTOS MOLDADOS POR INJEÇÃO DE MULTICAMADAS”, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o bocal de coinjeção (2) compreender adicionalmente uma luva de separação (13) cuja superfície interna forma parte do canal de material fundido intermediário anular (24) e cuja superfície externa (25a) forma parte do canal de material fundido externo anular (25).
11. “BOCAL DE COINJEÇÃO PARA UM DISPOSITIVO DE MOLDAGEM POR INJEÇÃO PARA PRODUÇÃO DE PRODUTOS MOLDADOS POR INJEÇÃO DE MULTICAMADAS”, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o pelo menos um canal de distribuição (26) para o primeiro material fundido (A) ser conectado a jusante com o canal de material fundido externo anular (25) através de um furo (26a) na luva de separação (13).
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