BR112020005366A2

BR112020005366A2 - aparelhos associados a uma máquina de moldagem por injeção

Info

Publication number: BR112020005366A2
Application number: BR112020005366-0A
Authority: BR
Inventors: Pascal Girault; Luca Gori; Massimo Rossi
Original assignee: Ermo
Priority date: 2017-09-18
Filing date: 2018-09-18
Publication date: 2020-12-01
Also published as: US20200276740A1; WO2019053292A1; KR20200065008A; CA3076300A1; EP3684581A1; IT201700104124A1; MX2020003000A; CN111315553A

Abstract

A presente invenção descreve um aparelho (10) para acoplamento de uma primeira parte (92) e de uma segunda parte (90) após elas serem produzidas por meio de moldagem por injeção. Ele compreende um trilho linear (12), um carrinho (18) que é montado sobre o trilho (12) onde ele é capaz de se mover em translação em uma direção de movimento (X); um membro pivotante (40; 70) que é montado em cantiléver sobre o carrinho de modo a girar em um movimento de satélite em torno de um eixo de rotação (Y) perpendicular à direção de movimento do carrinho (18), de modo que a rotação do membro pivotante (40; 70) faça com que uma (90) das duas partes se vire e permita que ela seja acoplada à outra (92). A parte de acionamento compreende uma primeira unidade de acionamento elétrico (30) montada sobre o trilho (12) de modo a mover o carrinho (18) ao longo do trilho (12); e uma segunda unidade de acionamento elétrico (50) montada sobre o carrinho (18) para girar o membro pivotante (40; 70) de forma a acoplar as duas partes (90; 92).

Description

“APARELHOS ASSOCIADOS A UMA MÁQUINA DE MOLDAGEM POR INJEÇÃO” DESCRIÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a um aparelho associado a uma máquina de moldagem por injeção para moldar objetos feitos a partir de material plástico.

[0002] Como exemplo de aplicação, nos referimos à moldagem de rolhas para garrafas que compreendem um corpo e uma tampa que são unidas por uma dobradiça integral ou por um ajuste de forma. Essas rolhas são muito difundidas, por exemplo, em frascos de xampu ou detergente ou similares. O corpo da rolha é montado na garrafa e a tampa é capaz de se mover entre uma posição fechada e uma posição aberta e vice-versa.

[0003] A produção das rolhas por moldagem requer uma máquina de moldagem que tem desempenhos cada vez mais avançados. Como menos de décimos de segundo representam milhares de peças a mais por hora, com um pagamento mais rápido dos custos de equipamentos, os fabricantes de moldes desenvolvem continuamente novas soluções. Surgiram duas tecnologias: IMC (/n-Mold Closing (fechamento no molde)) e IMA (In-Mould Assembly (montagem no molde)), ambas visando o molde produzindo uma rolha já pronta para ser montada na garrafa para a qual se destina, evitando uma fase manual ou automatizada de encerramento dos mesmos. Com o IMC, a tampa giratória é fechada na dobradiça do corpo e, com o IMA, o corpo e a tampa são moldados e, movendo partes do molde, eles são encaixados um no outro.

[0004] O documento WO 2016/141461 (HUSKY) descreve um sistema IMC fornecido com um membro móvel para mover a tampa do corpo. O membro móvel é acionado linearmente por dois servomotores elétricos ao longo de dois eixos ortogonais. O controle dos servomotores é muito complexo e este não é o ideal para transmitir caminhos curvos no elemento móvel.

[0005] Os documentos US 8827678 B2 e US 7874830 B2 (ERMO) descrevem, respectivamente, um sistema IMA e um sistema IMC no qual um acionador pneumático ou elétrico 104 com um único eixo alternado controlado move um carrinho transferível 108 e gira uma parte giratória. À comutação da potência mecânica para o carrinho transferível 108 ou a parte pivotante é obtida com cinemática biestável. Este sistema não oferece controle posicional muito bom, o que significa que o controle posicional não pode se desviar do que foi decidido na fase de projeto, uma vez que é limitado pelos cames e, de qualquer forma, sujeito a desgaste.

[0006] Um objetivo da presente invenção é propor um sistema para a moldagem e montagem de duas partes que não apresentem os inconvenientes da técnica anterior.

[0007] Para esse fim, é proposto um aparelho para acoplar uma primeira parte e uma segunda parte após a produção por moldagem por injeção,

[0008] em que é possível acoplar o aparelho a um molde montado em uma máquina de moldagem por injeção capaz de moldar as referidas peças, o aparelho compreendendo:

[0009] + um trilho linear;

[0010] + um carrinho montado no trilho, onde pode fazer translações na direção do movimento;

[0011] + um membro pivotante montado em cantiléver no carrinho para girar em torno de um eixo de revolução perpendicular à direção do movimento do carrinho, de modo que a revolução do membro pivotante faça com que uma das duas partes se vire e torne possível acoplar com o outro;

[0012] * um primeiro acionador elétrico montado no trilho para mover o carrinho ao longo do trilho;

[0013] + um segundo acionador elétrico montado no carrinho para fazer com que o membro giratório gire de modo a acoplar as duas partes.

[0014] Em uma modalidade preferida, o membro pivotante é configurado para girar com um movimento planetário em torno da referida perpendicular: isso significa que o membro pivotante tem seu próprio eixo longitudinal capaz de efetuar uma revolução sobre o referido eixo perpendicular enquanto permanece a uma certa distância a partir do mesmo.

[0015] Em uma modalidade preferida, o aparelho compreende dois acionadores como o primeiro acionador, cada um sendo capaz de se mover em translação em um respectivo trilho linear, os dois trilhos sendo paralelos e o membro pivotante sendo montado de forma rotativa em cada carrinho e colocado entre os dois carrinhos. De preferência, nesta modalidade, o aparelho compreende dois acionadores, como o segundo acionador, sendo cada acionador montado no carrinho correspondente, a fim de girar o membro pivotante. Deste modo, o balanceamento das forças durante o manuseio do membro pivotante é simplificado e a precisão de sua colocação é melhorada.

[0016] Para maximizar a economia, e no caso em que a máquina de moldagem não compreende uma segunda unidade de injeção, poderia haver apenas uma unidade como a primeira. No entanto, ter dois deles simplifica o equilíbrio de forças (especialmente com dois trilhos paralelos) e melhora a precisão da colocação do carrinho. No caso de uma única unidade cair no meio da parte superior do molde, é possível usar o sistema com unidade dupla.

[0017] Em uma modalidade preferida, o primeiro e/ou o segundo acionador, ou cada um deles, é um motor elétrico rotativo (outra opção é, por exemplo, um atuador linear ou motor).

[0018] Em uma modalidade preferida, o primeiro motor elétrico rotativo, ou cada um deles, é conectado ao respectivo carrinho por meio de um eixo rotativo roscado montado em engate com uma porca presente no carrinho, uma translação do carrinho correspondente à rotação do eixo rotativo roscado.

[0019] Em uma modalidade preferida, o primeiro motor elétrico rotativo, ou cada um deles, é conectado ao dito membro pivotante por meio de um eixo rotativo roscado montado em engate com uma roda dentada conectada ao membro pivotante, uma rotação da roda dentada correspondente à rotação do eixo rotativo roscado.

[0020] Em uma modalidade preferida, o primeiro e/ou o segundo acionador compreendem ou consistem em um motor elétrico rotativo (outra opção é, por exemplo, um atuador linear ou motor).

[0021] Em uma modalidade preferida, para aumentar a produtividade, o aparelho compreende, nos referidos dois trilhos, uma pluralidade dos referidos membros pivotantes montados em paralelo e a uma distância um do outro, em que os membros pivotantes estão todos conectados ao mesmo eixo rotativo de uma ou cada segunda unidade.

[0022] Através do controle do primeiro e do segundo acionadores elétricos, é possível coordenar o caminho do carrinho e do membro pivotante para maximizar a produtividade.

[0023] O aparelho pode ser adaptado para produzir um dispositivo na tecnologia IMC (/n-Mold Closing (fechamento em molde)) ou IMA (In-Mould Assembly (montagem em molde)).

[0024] No primeiro caso, o membro pivotante é uma barra, por exemplo, no caso de rolhas, configurada para entrar em contato com a tampa e empurrá-la sobre o corpo. A barra tem preferencialmente partes com um diâmetro maior (“barris”) correspondentes aos pontos destinados a tocar a tampa, a fim de garantir a extensão máxima do contato e evitar a necessidade de tocar nas bordas da rolha que foram fechadas.

[0025] No segundo caso, o membro pivotante é uma porção de molde na qual o material fundido é injetado para moldar a primeira parte (por exemplo, uma tampa de rolha) e, em seguida, a porção de molde é girada para sobrepor a primeira parte e o segunda parte (por exemplo, o corpo de uma rolha) e juntá-las umas às outras.

[0026] Em uma modalidade preferida, o aparelho compreende uma unidade lógica (por exemplo, um microprocessador ou uma API) programada para controlar o primeiro e o segundo acionadores elétricos e coordenar os movimentos dos mesmos. Controle automático dos motores elétricos, o aparelho oferece inúmeras vantagens, pois os motores elétricos proporcionam alto desempenho e precisão, o que resulta em alta produtividade do aparelho e da máquina de moldagem.

[0027] Por meio da unidade lógica, é possível programar o movimento de um motor independentemente do movimento do outro motor, com a vantagem de que o membro pivotante pode ter um caminho composto muito elaborado adequado à aplicação. Os movimentos coordenados dos motores dão mais liberdade relativa ao projeto em comparação com os documentos US 8827678 B2 e US 7874830 B2, nos quais os movimentos são estritamente lineares.

[0028] Em particular, por meio da unidade lógica, é possível programar o movimento dos dois motores para que o membro pivotante tenha um caminho composto que permaneça contido dentro de um volume preestabelecido, uma espécie de limite de segurança que evita impactos com obstáculos ou um componente colocado fora deste volume.

[0029] De preferência, o aparelho compreende sensores de posição para determinar a posição de um carrinho em relação ao respectivo trilho e/ou o ângulo de rotação de um membro pivotante em relação ao carrinho.

[0030] Em uma modalidade preferida para uma aplicação IMC, a unidade lógica é programada:

[0031] a. parar ativar inicialmente apenas o primeiro acionador, a fim de mover o membro pivotante em direção à peça a ser movida;

[0032] b. para desativar a primeira unidade e ativar a segunda unidade, a fim de deslocar o membro pivotante e mover uma das duas partes;

[0033] c. para ativar simultaneamente o primeiro acionador e o segundo acionador, a fim de retornar o conjunto que consiste em um membro pivotante e carrinho para uma posição ociosa (do início do ciclo).

[0034] Em uma aplicação IMA preferida, o aparelho compreende:

[0035] * um terceiro acionador, que pode ser implementado, por exemplo, como o primeiro ou o segundo acionador, e

[0036] * uma segunda porção de molde na qual o material fundido é injetado para moldar a segunda parte (por exemplo, o corpo de uma rolha).

[0037] O terceiro acionador serve para mover a segunda porção do molde linearmente ao longo de um eixo ortogonal ao plano identificado pela referida direção de movimento e pelo referido eixo de rotação, com o objetivo de mover a segunda porção em direção à porção incluída no membro pivotante e unir a primeira e a segunda partes.

[0038] O terceiro acionador pode ser um elemento de manuseio já incluído na máquina de moldagem, por exemplo, como acionador óleo-hidráulico ou mecânico (um meio de expulsar as peças) ou outro atuador que é acionado por ar comprimido, óleo ou eletricidade.

[0039] No contexto da referida aplicação IMA preferida, em uma variante a unidade lógica é programada para:

[0040] * ativar inicialmente apenas o primeiro acionador, para mover o membro pivotante que contém a primeira parte em direção à segunda parte;

[0041] * em seguida, ativar o segundo acionador ao mesmo tempo que o primeiro acionador, a fim de diminuir o caminho do membro

7H pivotante (ou seja, o membro pivotante começa a girar enquanto ainda está em translação sob o impulso da primeira unidade);

[0042] e continuar a ativar simultaneamente o primeiro acionador e o segundo acionador, a fim de colocar o membro pivotante acima da segunda parte;

[0043] e em seguida, ativar apenas o terceiro acionador para encaixar as duas partes uma na outra.

[0044] Em outra modalidade de IMA, é possível, em primeiro lugar, rodar o membro pivotante e depois movê-lo em translação.

[0045] Em outra modalidade de IMA, a unidade lógica é programada para:

[0046] * ativar inicialmente apenas o primeiro acionador, para mover o membro pivotante que contém a primeira parte em direção à segunda parte;

[0047] e em seguida, ativar apenas o segundo acionador enquanto bloqueia o primeiro acionador, para virar o membro pivotante e colocá-lo acima da segunda parte;

[0048] * em seguida, ativar apenas o terceiro acionador para encaixar as duas partes uma na outra.

[0049] Outro aspecto da invenção se refere a uma máquina de moldagem por injeção fornecida com o referido aparelho.

[0050] As características da invenção mencionadas acima, bem como outras, emergirão mais claramente de uma leitura da descrição a seguir de uma modalidade exemplificadora, sendo a dita descrição dada em relação aos desenhos anexos, entre os quais:

[0051] + a Figura 1 mostra uma vista em perspectiva de um primeiro aparelho de moldagem de acordo com uma modalidade na tecnologia IMA;

[0052] + a Figura 2 mostra uma vista em planta do primeiro aparelho;

[0053] *e a Figura 3 mostra uma vista em corte transversal do primeiro aparelho ao longo do plano II1-1I;

[0054] + a Figura 4 mostra uma vista em perspectiva de um segundo aparelho de moldagem de acordo com uma modalidade na tecnologia IMC;

[0055] + a Figura 5 mostra uma vista em planta do segundo aparelho;

[0056] + a Figura 6 mostra um diagrama de percursos para o primeiro aparelho;

[0057] + a Figura 7 mostra outro diagrama de percurso para o primeiro aparelho;

[0058] + a Figura 8 mostra um diagrama de percursos para o segundo aparelho.

[0059] Uma rolha composta por um corpo (a primeira parte) e uma tampa (a segunda parte) é descrita como um exemplo de um objeto moldado. O aparelho 10 e o aparelho 60 estão associados a uma máquina de moldagem conhecida e a um molde de injeção que não é representado.

[0060] Nas figuras, as referências idênticas designam partes idênticas. Para não sobrecarregar as figuras, apenas alguns elementos são marcados com uma referência.

[0061] A Figura 1 mostra um aparelho 10 para moldar e montar a tampa e o corpo de uma rolha. O aparelho 10 compreende uma base que consiste principalmente em dois trilhos paralelos 12. Nas Figuras existem dois trilhos 12, mas, no caso de grandes instalações, é possível produzir trilhos adicionais.

[0062] Em cada trilho 12, é montado um carrinho móvel 18 capaz de se mover longitudinalmente ao longo do trilho 12 enquanto é empurrado ou puxado por um motor elétrico 30 ao longo de um eixo X. Os dois carrinhos 18 são conectados juntos no meio por uma ou mais porções de molde 40 que se estendem entre os dois carrinhos 18 perpendicularmente à direção de movimento dos carrinhos 18, ao longo de um eixo Y.

[0063] O número de porções de molde 40 varia de acordo com o tipo de molde.

[0064] Cada porção de molde 40 é montada no carrinho 18, de modo a poder girar em torno do eixo X com uma trajetória planetária, ou seja, é deslocada excentricamente em relação ao eixo Y. Desse modo, o eixo da porção 40 gira sobre o eixo Y.

[0065] O motor elétrico 30 é do tipo rotativo e gira um sem-fim 32, cujo eixo é paralelo a X e que está engatado com uma porca correspondente no carrinho 18. A rotação do sem-fim 32 envolve o avanço do carrinho 18 no trilho 12 ao longo do eixo X.

[0066] Em cada carrinho 18 é montado um segundo motor elétrico rotativo 50, cujo eixo de saída gira um sem-fim 52, cujo eixo é paralelo a X e que está engatado com os dentes em uma roda dentada 54 que tem o eixo de rotação Y. A roda dentada 54 está conectada a um disco ou suporte que suporta e gira a porção 40.

[0067] O controle coordenado dos motores 30, 50 permite que o aparelho 10 funcione no modo IMA. Por favor, conferir os diagramas nas Figuras 6 e 7, que ilustram alguns tipos de percurso impostos à porção 40.

[0068] Na Figura 6, a porção 40 é inicialmente movida ao longo do eixo X, pela ativação do motor 30, de uma posição Q para uma posição W. Em seguida, o motor 30 é parado e a porção 40 gira excentricamente em torno do eixo Y, sob o efeito da ativação do motor 50, da posição W para a posição E na qual é virado verticalmente e está em uma altura diferente em relação ao trilho 12.

[0069] Finalmente, outro motor elétrico (não mostrado) é ativado para abaixar verticalmente a porção 40 até unir uma matriz 42 que contém o corpo da rolha (posição R). O acoplamento da porção 40 com a matriz 42 faz com que a tampa e o corpo da rolha se encaixem. O último movimento, isto é, aquele que monta as duas partes, também pode ocorrer na direção oposta, de preferência executada pelos meios de ejeção de peças situados na máquina de moldagem. Ou o referido último movimento é efetuado por um atuador externo.

[0070] Na Figura 7, a porção 40 é inicialmente movida ao longo do eixo X, pela ativação do motor 30, de uma posição G para uma posição H. Então, o motor 50 é ativado ao mesmo tempo que o motor 30 e o seu movimento coordenado obtém um caminho composto para a porção 40. Este último começa, por exemplo, a subir linearmente em relação ao trilho 12 ou efetua uma parábola com sua concavidade virada para baixo (extremidade HI) enquanto gira sobre o eixo Y sob o efeito da ativação do motor 50.

[0071] Finalmente, como antes, a porção 40 é abaixada verticalmente até unir uma matriz 42 para encaixar entre a tampa e o corpo. Aqui também a variante existe com uma direção oposta do movimento.

[0072] As Figuras 4 e 5 mostram outro aparelho 60 para moldar e fechar a tampa 90 e o corpo 92 de uma rolha um no outro (Figura 8). A tampa 90 e o corpo 92 são moldados de modo a serem unidos por uma dobradiça integral. A seção transversal na Figura 3 também é válida para o aparelho 60.

[0073] O aparelho 60 difere do aparelho 10 apenas através da estrutura da peça rotativa, e é por isso que são ignorados os detalhes comuns.

[0074] Os dois carrinhos 18 são conectados juntos no meio por uma ou mais barras 70 que se estendem entre as duas carruagens 18 perpendicularmente à direção do movimento dos carrinhos 18. O número de barras 70 varia de acordo com o tipo de molde.

[0075] A roda dentada 54 é conectada a um disco 56 que suporta a barra 70 excentricamente e a gira. Cada barra 70 é então montada no carrinho 18, de modo a poder girar em torno de um eixo Y perpendicular ao eixo X, enquanto permanece a uma certa distância do eixo Y. Em outras palavras, cada barra 70 é montada no carrinho 18 para poder girar em torno do eixo Y em um movimento planetário.

[0076] O controle coordenado dos motores 30, 50 permite que o aparelho 60 funcione no modo IMC.

[0077] Por favor, conferir o diagrama na Figura 8, que ilustra um tipo de caminho imposto na barra 70 (desenhada a título de exemplo como um círculo). A barra 70 é inicialmente movida ao longo do eixo X, pela ativação do motor 30, de uma posição J para uma posição K; nesta fase, a barra 70 se moveu sob a tampa 90. Então o motor 30 é parado e a barra 70 gira em torno do eixo Y, sob o efeito da ativação do motor 50, da posição K para a posição L. Ao girar, a barra 70 empurra a tampa 90 em direção ao corpo 92 até que eles se unam com um clique (posição L). A Figura 8 também mostra posições sucessivas da tampa 90.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. — Aparelho (10) para acoplar uma primeira parte (92) e uma segunda parte (90) depois de terem sido produzidas por moldagem por injeção, em que o aparelho pode ser acoplado a um molde montado em uma máquina de moldagem por injeção capaz de moldar as referidas peças, sendo que o aparelho é caracterizado pelo fato de que compreende: .º um trilho linear (12); .º um carrinho (18) que está montado no trilho (12), onde pode fazer translações em uma direção de movimento (X); .º um membro pivotante (40; 70) que é montado em cantiléver no carrinho para girar em torno de um eixo (Y) de revolução perpendicular à direção do movimento do carrinho (18), de modo que a revolução do membro pivotante (40; 70) faça com que uma (90) das duas partes se vire e possibilite acoplá-la à outra (92); .º um primeiro acionador elétrico (30) montado no trilho (12) para mover o carrinho (18) ao longo do trilho (12); .º um segundo acionador elétrico (50) montado no carrinho (18) para fazer com que o membro pivotante (40; 70) gire, de modo a acoplar as duas partes (90, 92).

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende dois acionadores como o primeiro acionador (30), sendo cada um deles capaz de se mover em translação em um respectivo trilho linear (12), os dois trilhos sendo paralelos e o membro rotativo (40; 70) sendo montado rotativamente em cada carrinho e colocado entre os dois carrinhos (18).

3. — Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende dois acionadores como o segundo acionador (50), sendo cada acionador montado no carrinho correspondente (18), a fim de fazer com que o membro rotativo (40; 70) gire.

4. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o primeiro e/ou o segundo acionadores (30; 50), ou cada um deles, é um motor elétrico rotativo.

5. “Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o primeiro motor elétrico rotativo (30), o cada um deles, está ligado ao respectivo carrinho (18) por meio de um eixo rotativo roscado (32), montado em contato com uma porca presente no carrinho (18), uma translação do carrinho (18) correspondente à rotação do eixo rotativo roscado.

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o segundo motor elétrico rotativo (50), ou cada um deles, está ligado ao dito membro pivotante (40; 70) por meio de um eixo rotativo roscado (52) montado em engate com uma roda dentada conectada ao membro pivotante (40; 70), sendo que uma rotação da roda dentada corresponde à rotação do eixo rotativo roscado.

7. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o membro pivotante é uma barra (70) configurada para entrar em contato com uma parte e para empurrá-la sobre a outra.

8. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o membro pivotante (40) é uma parte de molde (40), na qual o material fundido é injetado, a fim de moldar a primeira parte.

9. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende uma unidade lógica programada para controlar o primeiro e o segundo acionadores elétricos e para coordenar os movimentos dos mesmos, a fim de mover o membro pivotante de modo a que esta última,

" durante a translação da mesma, se aproxime das duas partes, e, " através de sua rotação, provoque o giro de uma (90) das duas partes e torne possível acoplá-la com a outra (92).

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