BRPI0709456A2

BRPI0709456A2 - dispositivo de haste para um injetor de modelagem por injeção e processo para a produção de um dispositivo de haste para um injetor de modelagem por injeção

Info

Publication number: BRPI0709456A2
Application number: BRPI0709456-6A
Authority: BR
Inventors: Hebert Guenther
Original assignee: Guenther Heissakanaltechnik Gmbh
Priority date: 2006-04-19
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2011-07-12
Also published as: JP2009534212A; DE102006018336A1; TW200808519A; US20090074907A1; MX2008012040A; KR20090004995A; EP2007546A1; CN101426613A; WO2007121827A1; CA2648807A1

Abstract

<B>DISPOSITIVO DE HASTE PARA UM INJETOR DE MODELAGEM POR INJEçãO E PROCESSO PARA A PRODUçãO DE UM DISPOSITIVO DE HASTE PARA UM INJETOR DE MODELAGEM POR INJEçãO<D> Um dispositivo de haste (10) para um injetor de modelagem por injeção (1) com um tubo de material aquecido (3),que apresenta, na lateral extrema, uma ponta do injetor (5), possui uma peça principal de haste (20), uma peça separável com isolamento térmico (30) e uma peça final de haste (40), sendo que a peça principal de haste (20) e a peça separável de haste (30) envolvem o tubo de material (3) com intervalo radial, enquanto a peça final de haste (40) constitui um alojamento (41), que recebe, de forma impermeável, a extremidade livre (4) do tubo de material (3) . A peça principal de haste (20), a peça separável (30) e a peça final de haste (40) apresentam, na lateral frontal, alojamentos (21, 31, 32) para no mínimo uma peça de haste adjacente (20, 30, 40).Elas possuem ainda, antes da formação deum contorno externo de processamento (K), um depósito de soldagem (23, 33), no qual estão instalados os elementos de soldagem anulares (24, 34) para soldar todos os três componentes (20, 30, 40) entre si. A peça final anular (40) é endurecida pelo processo de soldagem para aumentar a resistência ao desgaste, sendo que a temperatura de soldagem se encontra na área da temperatura de transformação do material da peça final de haste (40)

Description

"DISPOSITIVO DE HASTE PARA UM INJETOR DE MODELAGEM POR INJEÇÃO E PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE UM DISPOSITIVO DE HASTE PARA UM INJETOR DE MODELAGEM POR INJEÇÃO"

A invenção se refere a um dispositivo de haste para um injetor de modelagem por injeção de acordo com a reivindicação 1, um injetor de canal quente de acordo com a reivindicação 21, bem como a um processo para a produção de um dispositivo de haste para um injetor de modelagem por injeção de acordo com a reivindicação 22.

Os injetores de modelagem por injeção sãoutilizados em equipamentos de modelagem por injeção para alimentar um conjunto de fôrmas separáveis com uma massa líquida, sob pressão elevada e em uma temperatura previsível. Neste caso, é importante que a massa conduzida pelo sistema, de canal de fluxo seja mantida líquida até chegar ao conjunto de fôrmas, o que torna necessária uma conservação exata da temperatura. Entretanto, o material deverá endurecer rapidamente na fôrma para poder obter os melhores resultados do produto em tempos cíclicos breves. Conseqüentemente, deverão ser mantidas o menor possível as perdas térmicas do injetor na maioria das vezes quente na ferramenta fria, em especial, na área da ponta do injetor.

A EP-Bl-O 927 617 divulga um injetor de canal quente com um tubo de material externamente aquecido, que está equipado, na parte extrema, com uma ponta do injetor. Para obter uma distribuição homogênea de temperatura e para diminuir as perdas térmicas, o tubo de material é instalado em uma caixa em forma de haste, que apresenta, na área inferior do tubo do material, uma tampa produzida de material levemente termocondutor.Essa tampa fica em contato com a ferramenta apenas em uma lateral distante da ponta do injetor e forma, em conjunto com a sua extremidade inferior, uma base corrediça para o tubo de material, que é conduzida de forma centralizada e termicamente isolada na área da ponta do injetor em relação à ferramenta. Entretanto, no aquecimento e no resfriamento do sistema, ocorre um movimento relativo devido às diversas dilatações térmicas entre o tubo de material e a tampa do dispositivo de haste, que poderá implicar um elevado desgaste e conseqüentemente vazamentos devido ao material, na maioria das vezes, com pouca condução térmica.

Por sua vez, a DE-Cl-41 27 036 propõe um dispositivo de haste de vários estágios que envolve o tubo de material, com um tubo de revestimento externo produzido de aço de ferramenta de alta resistência com boa condução térmica, com um invólucro separável adjacente produzido de material com pouca condução térmica, por exemplo, aço cromo-níquel, e com uma peça final anular produzida de aço de ferramenta de alta resistência. Por isso, é reduzido o desgaste entre a peça final e o tubo de material. Porém, representa um problema o fato de que a seleção do material para o invólucro separável de pouco condução térmica é limitado, pois, por exemplo, o titânio e o aço não podem ser soldados entre si e uma conexão aparafusada requer uma despesa grande.

O objetivo da invenção é evitar outras desvantagens da tecnologia atual e criar um dispositivo de haste para um injetor de modelagem por injeção, que seja projetado com recursos simples e custos favoráveis, garantindo um isolamento térmico melhor. Além disso, deverá ser continuamente reduzido odesgaste na peça final anular para garantir uma operação permanentemente confiável do injetor de modelagem por injeção. Pretende-se, ainda, uma produção simples e econômica, do dispositivo de haste.

As características principais da invenção estãoindicadas nas reivindicações 1, 21 e 22. As configurações são objeto das reivindicações 2 a 20 e 23 a 28.

Em se tratando de um dispositivo de haste para um injetor de modelagem por injeção com um tubo de material aquecido, que apresenta, na lateral extrema, uma ponta do injetor, consistindo de uma peça principal de haste, uma peça separável com isolamento térmico e de uma peça final de haste, sendo que a peça principal de haste e peça separável envolvem o tubo de material com um intervalo radial, enquanto a peça final de haste constitui um alojamento, que recebe a extremidade livre do tubo de material de forma impermeável, a invenção prevê que a peça principal de haste, a peça separável e a peça final de haste sejam soldadas entre si e que a peça final de haste seja endurecida.

Desta forma, obtém-se, na área extrema da peça separável, uma melhor resistência ao desgaste sem que seja prejudicado o efeito de isolamento térmico da peça separável. 0 injetor de modelagem por injeção é bem impermeável, o que garante uma operação permanentemente confiável do injetor de modelagem por inj eção.

Um injetor de canal quente com um dispositivo dehaste de acordo com a invenção tem a vantagem de que esse injetor opera de forma confiável, pois o anel de aço endurecido na tampa de titânio protege o injetor contra o desgaste por fricção nocontato com o tubo de material.

Em se tratando de um processo para a produção de um dispositivo de haste para um injetor de modelagem por injeção, com um tubo de material externamente aquecido, que apresenta uma ponta do injetor na lateral extrema, consistindo de uma peça principal de haste, de uma peça separável com isolamento térmico e de uma peça final de haste, sendo que a peça principal de haste e a peça separável envolvem o tubo de material com intervalo radial, enquanto a peça final de haste constitui um alojamento, que recebe, de forma impermeável, a extremidade livre, está previsto, de acordo com a invenção, que a peça principal de haste, a peça separável e a peça final de haste sejam soldadas entre si e que a peça final de haste seja endurecida por um processo de soldagem.

Esse processo surpreendentemente simples permite uma produção rápida e simples dos dispositivos de haste. Seus componentes são ligados fixamente entre si através do processo de soldagem, enquanto o processo de endurecimento seguinte ao processo de soldagem resulta uma elevada resistência ao desgaste da peça final de haste. Outras características, particularidades e vantagens da invenção poderão ser observadas no texto das reivindicações, bem como na descrição a seguir de exemplos de configuração com o auxílio dos desenhos. Mostram-se:

A Figura 1 é uma vista lateral de um dispositivo de haste para um injetor de canal quente, antes do processamento final e

A Figura 2 é uma vista lateral de um outro dispositivo de haste para um injetor de canal quente, após oprocessamento final.

0 injetor de modelagem por injeção indicado na figura 1 genericamente com o número 1 está previsto para ser utilizado em um dispositivo de modelagem por injeção (não representado), que serve para a fabricação de peças moldadas de uma massa líquida - por exemplo, de uma massa fundida sintética. 0 dispositivo de modelagem por injeção possui normalmente uma placa de fixação e, paralelamente a ela, uma placa distribuidora, na qual está projetado um sistema de canais de fluxo. Esses canais desembocam em vários injetores de modelagem por injeção 1, que são projetados, por exemplo, como injetores de canal quente e são montados com uma caixa 2 na lateral inferior da placa distribuidora.

Em cada caixa 2 está instalado, na parte central, um tubo de material 3, que produz, em sua extensão externa, um aquecimento elétrico. O tubo de material 3 termina em uma ponta do injetor 5, que constitui, na lateral extrema, um orifício de saída do injetor 7. 0 material a ser processado é transferido, por esse orifício, para um conjunto de fôrmas (não representado) através de um orifício de massa fundida (também não representado).

Para proteger termicamente o tubo de material 3 e o aquecimento 6 em relação às placas da ferramenta, a caixa 2 é continuada em sentido da ponta do injetor 5 por um dispositivo de haste 10. Esse dispositivo possui uma peça principal de haste 20 produzida de aço de ferramenta endurecido, uma peça separável em forma de tampa produzida de material levemente termocondutor e uma peça final de haste 40 anular também produzida de aço de ferramenta endurecido. Esta último constitui um alojamento 41 comum contorno interno I substancialmente cilíndrico, que compreende, de forma impermeável, a extremidade livre 4 do tubo de material 3 na base corrediça, enquanto a peça principal dè haste 20 e a peça separável 30 envolvem o tubo de material 3 com intervalo radial, de modo que permanece um entreferro 9 com isolamento térmico entre o aquecimento 6 e o dispositivo de haste 10, à exceção de um ponto estreito da instalação 8 do aquecimento 6 na peça separável 30.

A peça principal de haste 20 projetada de forma totalmente cilíndrica está equipada, em sua extremidade superior 25, com uma rosca externa 26 e aparafusada na parte inferior da caixa 2. A extremidade inferior 27 da peça principal de haste 20 é projetada de forma escalonada e soldada na extremidade superior 3 5 da peça separável 30. Essa última possui, na parte frontal, um alojamento em forma de bucha 32, que recebe a extremidade inferior 27 da peça superior de haste 20. A extremidade inferior 37 da peça separável 30 constitui ainda um alojamento escalonado 31, que recebe a peça final de haste 40. Esta última e a peça separável 30 também são soldadas entre si.

Verifica-se nas figuras 1 e 3 que as peças de haste 20, 30, 40 soltadas entre si estão dispostas, em conjunto, na caixa 2, de forma concêntrica em relação ao eixo longitudinal A do injetor de canal quente 1 e apresentam, em sua extensão, um contorno externo de processamento K. Esse contorno constitui, na parte central da peça separável 30, um estágio S, de modo que a peça 38 da tampa 30, que envolve a área extrema do injetor e que é projetada de forma totalmente cônica, possa ser apoiada na ferramenta sem contato. Entre a peça final cônica 38 da tampa 30, que é continuada conclusivamente a partir da peça final de haste40, e a ferramenta existe, na parte central, uma área livre, que pode ser abastecida com o material a ser processado durante a operação do injetor de canal quente 1. Por isso, o efeito de isolamento da tampa separável 3 0 continua a aumentar.

O contorno externo K está projetado, de formacilíndrica, na parte superior do estágio S. Essa área serve como ajuste fino na ferramenta e, ao mesmo tempo, como área de impermeabilização e centralização. Para garantir que a massa fundida sintética a ser injetada sob elevada pressão não possa penetrar na área superior da haste 10, está projetado, no contorno externo K da haste 10, na parte inferior da rosca 26, um ajuste 28 na forma de uma elevação radial. Esse ajuste impermeabiliza a haste 10 em relação à ferramenta de forma confiável e serve, ao mesmo tempo, como uma outra centralização do injetor 10 na ferramenta.

Percebe-se que a peça principal de haste forma uma peça superior de haste, que está aparafusada na caixa 2 do injetor de modelagem por injeção 1. A peça separável 30 constitui uma tampa, que é produzida, de preferência, de titânio ou de um 20 material similar de pouco condução térmica e está instalada na parte extrema da peça final de haste 40. Esta última é projetada, de preferência, de forma anular e produzida de um aço de ferramenta endurecido. A peça superior de haste 20 é produzida, preferivelmente, do mesmo aço de ferramenta.

Enquanto as figuras 1 e 3 mostram o dispositivode haste 10 em sua configuração de processamento final, as peças de haste 20, 30, 40 mostradas na figura 2 e soldadas entre si se encontram no estado inicial do processamento.A tampa separável 30 está encaixada na peça superior de haste 20, sendo que essa peça está equipada, na parte frontal, com um alojamento 21 para a extremidade em forma de bucha 35 da tampa separável 30. Esta recebe a área extrema escalonada 27 da peça superior de haste 20, sendo que os componentes 20, 30, à exceção de uma fenda estreita (não representada em detalhes) engrenam uns nos outros com união positiva. Na área do alojamento 21 da peça superior de haste 20, está projetado, na lateral circunferencial, ao lado da tampa separável 30, um depósito de solda 23, no qual esta instalado um elemento de solda anular 24.

A peça final de haste 40 projetada como anel de aço possui uma contorno externo escalonado e apóia esse contorno, com união positiva, no alojamento frontal 31 da tampa separável30, sendo que, entre essa tampa e o anel de aço 40, existe uma fenda estreita. Na lateral circunferencial, ao lado do anel de aço40, está projetado um outro depósito de solda 33, que recebe um elemento de solda anular 34.

Os alojamentos escalonados 21, 31, 32 na peça superior de haste 20 e na tampa separável 30 projetados na lateral frontal, providenciam para que o dispositivo de haste 10 possa ser verticalmente erguido, ou seja, o anel 40 e a tampa separável 30 preservam o sentido axial. É possível projetar os alojamentos 21,31, 32 na parte frontal de forma parcialmente cônica em caso de necessidade, o que iria centralizar adicionalmente os componentes20, 30, 40. A largura da fenda entre as peças de haste 20, e 30, 40 fica entre 0,02 mm e 0,2 mm, para que o material de solda 24, 34 possa penetrar nas fendas entre os componentes 20, 30, 40 durante o processo de soldagem.Para soldar as peças de haste 20, 30, 40, o dispositivo de haste 10, conforme representado na figura 2, é colocado em um forno de soldagem (não mostrado) e levado à temperatura de soldagem. A solda 24, 34 colocada nos depósitos de solda 23, 33 é derretida; ela penetra, neste caso, entre a peça superior de haste 20, a tampa separãvel 30 e o anel de aço 40 até que as fendas existentes estejam completamente abastecidas de solda devido ao efeito capilar.

Já durante o processo de soldagem, a peça final de haste 40 anular, produzida de aço de ferramenta, é endurecida, pois a temperatura de soldagem fica, de acordo com a invenção, na área da temperatura de transformação do aço de ferramenta selecionado para a peça principal de haste 20 e para a peça final de haste 40.

Após o processo de soldagem, a área extrema dodispositivo de haste 10 e conseqüentemente a peça final de haste 40 são colocadas em banho de água ou de óleo e depois temperadas.

Depois desse melhoramento, as peças de haste 20, 30, 40 recebem, através de um processamento de retificação, os seus contorno externos de processamento Κ. 0 alojamento 41 da peça final de haste 40 é equipado com o contorno interno de processamento I, para que o tubo de material 3 seja conduzido, de forma impermeável, até o anel de aço 40 instalado na parte extrema da tampa separável 30. Uma vez que esse anel é endurecido devido ao processo de soldagem e de produção, o movimento relativo inevitável entre o dispositivo de haste 10 e o tubo de material 3 não implica mais desgastes excessivos. Todo o dispositivo fica continuamente impermeável, o que garante uma operação confiável doinjetor de modelagem por injeção. O tubo de material 3 ainda é bem isolado termicamente, em especial, na área da ponta do injetor ( de modo que quase não podem se manifestar perdas térmicas.

A invenção não está restrita a uma das forma de configuração prescritas, e poderá ser aplicada em inúmeras formas. Entretanto, percebe-se que um dispositivo de haste para um injetor de modelagem por injeção 1 com um tubo de material aquecido 3, que apresenta, na lateral extrema, uma ponta do injetor 5, possui uma peça principal de haste 20, uma peça separável com isolamento térmico 30 e uma peça final de haste 40, sendo que a peça principal de haste 20 e a peça separável 30 envolvem o tubo de material 3 com intervalo radial, enquanto a peça final de haste 40 constitui um alojamento 41, que recebe, de forma impermeável, a extremidade livre 4 do tubo de material 3. A peça principal de haste 20, a peça separável 30 e a peça final de haste 40 apresentam, na lateral frontal, alojamentos 21, 31, 32 para no mínimo uma peça de haste adjacente 20, 30, 40. Elas possuem ainda, antes da formação de um contorno externo de processamento K, um depósito de soldagem 23, 33, no qual estão instalados elementos de soldagem anulares 24, 34, para soldar todos os três componentes 20, 30, 40 entre si. A peça final anular 40 é endurecida pelo processo de soldagem para aumentar a resistência ao desgaste, sendo que a temperatura de soldagem se encontra na área da temperatura de transformação do material da peça final de haste 40.

Todas as características e vantagens das reivindicações, descrição e desenho, incluindo as particularidades construtivas, disposições espaciais e etapas de processo, poderãoser relevantes para a invenção tanto por si sós quanto nas mais diversas combinações.

Lista de referências

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Claims

1. Dispositivo de haste (10) para um injetor de modelagem por injeção (1) com um tubo de material aquecido (3) , que apresenta, na lateral extrema, uma ponta do injetor (5) , consistindo de uma peça principal de haste (20) , de uma peça separável com isolamento térmico (30) e de uma peça final de haste (40), sendo que a peça principal de haste (20) e a peça separável de haste (30) envolvem o tubo de material (3) com intervalo radial, enquanto a peça final de haste (40) constitui um alojamento (41), que recebe, de forma impermeável, a extremidade livre (4) do tubo de material (3), caracterizado pelo fato de que a peça principal de haste (20) , a peça separável (30) e a peça final de haste (40) são soldadas entre si e que a peça final de haste (40) é endurecida.

2. Dispositivo de haste, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a peça final de haste (40) é melhorada.

3. Dispositivo de haste, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a peça final de haste (40) é projetada de forma anular.

4. Dispositivo de haste, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a peça principal de haste (20) é endurecida.

5. Dispositivo de haste, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a peça principalde haste (20) é melhorada.

6. Dispositivo de haste, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de que apeças de haste soldadas entre si (20, 30, 40) apresentam, no mínimo parcialmente, um contorno externo de processamento (K).

7. Dispositivo de haste, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de que oalojamento (41) da peça final de haste (40) apresenta um contorno interno de processamento (I).

8. Dispositivo de haste, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a peça principal de haste (20) e/ou a peça separável (30) apresentamou formam, na lateral frontal, alojamentos (21, 31, 32) para no mínimo uma peça de haste adjacente (20, 30, 40).

9. Dispositivo de haste, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que cada alojamento (21, 31, 32) recebe a respectiva peça de haste adjacente (20, 30,40) por união não positiva e/ou positiva.

10. Dispositivo de haste, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que os alojamentos (21, 31, 32) são projetados, no mínimo parcialmente, de forma escalonada e/ou cônica.

11. Dispositivo de haste, dé acordo com qualqueruma das reivindicações de 8 a 10, caracterizado pelo fato de que a largura da fenda entre as peças de haste (20, 30, 40) é de 0,02 mm a 0,2 mm.

12. Dispositivo de haste, de acordo com qualqueruma das reivindicações de 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a peça principal de haste (20), a peça separável (30) e/ou a peça final de haste (40) apresentam, antes da formação do contorno externo de processamento (K), um depósito de soldagem (23, 33).

13. Dispositivo de haste, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que os depósitos de soldagem (23, 33) são projetados na área dos alojamentos (21, 31, 32) .

14. Dispositivo de haste, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 13, caracterizado pelo fato de que no mínimo uma peça de haste (20, 30, 40) está projetada, pelo menos parcialmente, de forma cônica.

15. Dispositivo de haste, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 14, caracterizado pelo fato de que apeça principal de haste (20) está equipada, em sua extremidade superior (25) , com uma rosca (26) .

16. Dispositivo de haste, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a rosca (26) é uma rosca externa.

17. Dispositivo de haste, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 16, caracterizado pelo fato peça principal de haste (20) e a peça final de (40) são haste produzidas de um material com boa condução térmica.

18. Dispositivo de haste, de acordo comuma das reivindicações de 1 a 17, caracterizado pelo fato peça principal de haste (20) e a peça final de haste (40) sãoproduzidas de um aço de ferramenta endurecido.

19. Dispositivo de haste, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 18, caracterizado pelo fatopeça separável (30) é produzida de um material com pouca térmica.

20. Dispositivo de haste, de acordo com a qualquer de que areivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o material de pouca condução térmica é o titânio.

21. Injetor de canal quente (1) com um dispositivo de haste (10) caracterizado pelo fato de que é acordocom as reivindicações de 1 a 20.

22. Processo para a produção de um dispositivo de haste (10) para um injetor de modelagem por injeção (1), com um tubo de material externamente aquecido (3), que apresenta uma ponta do injetor (5) na lateral extrema, consistindo de uma peçaprincipal de haste (20), de uma peça separável (30) com isolamento térmico e de uma peça final de haste (40), sendo que a peça principal de haste (20) e a peça separável (30) envolvem o tubo de material (3) com intervalo radial, enquanto a peça final de haste (40) constitui um alojamento (41), que recebe, de forma impermeável, a extremidade livre (4) do tubo de material (3), em especial, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 20, caracterizado pelo fato de que a peça principal de haste (20), a peça separável (30) e peça final de haste (40) são soldadas entre si e que a peça final de haste (40) é endurecida pelo processo de soldagem.

23. Processo, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que a temperatura de soldagem fica na área da temperatura de transformação do material da peça final de haste (40).

24. Processo, de acordo com a reivindicação 22 ou-23, caracterizado pelo fato de que a peça final de haste (40) é suprida após o processo de soldagem e depois temperada.

25. Processo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 22 a 24, caracterizado pelo fato de que a peça principal de haste (20) é endurecida juntamente com a peça final de haste (40) no processo de soldagem, suprida após esse processo e em seguida temperada.

26. Processo, de acordo com a reivindicação 25,caracterizado pelo fato de que as peças de haste (20, 30, 40) soldadas entre si recebem, após o temperamento, no mínimo parcialmente, um contorno externo de processamento (K).

27. Processo, de acordo com a reivindicação 25 ou 26, caracterizado pelo fato de que o alojamento (41) da peça finalde haste (40) é equipada, após o temperamento, com um contorno interno de processamento (I).

28. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 22 a 27, caracterizado pelo fato de que oprocesso de soldagem é realizado em um forno.