BRPI0714925A2

BRPI0714925A2 - estrangulamento para uma mÁquina de moldagem por injeÇço para moldagem por injeÇço de materiais de borracha ou elastomÉricos, mÁquina de moldagem por injeÇço, e, sistema e mÉtodo para temperar materiais de borracha ou elastomÉricos durante moldagem por injeÇço

Info

Publication number: BRPI0714925A2
Application number: BRPI0714925-5A
Authority: BR
Inventors: Rainer Schmidt; Hubert Degenbeck
Original assignee: Steinl Landshuter Werkzeug
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2013-05-21
Also published as: TW200827138A; CN101495288A; CA2659160A1; EP2049316A2; JP4892610B2; WO2008014976A3; RU2009107231A; WO2008014976A2; DE102006035816A1; US20090302497A1; JP2009545467A; DE102006035816B4; EP2049316B1; KR20090045215A

Abstract

ESTRANGULAMENTO PARA UMA MÁQUINA DE MOLDAGEM POR INJEÇçO PARA MOLDAGEM POR INJEÇçO DE MATERIAIS DE BORRACHA OU ELASTOMÉRICOS, MAQUINA DE MOLDAGEM POR INJEÇçO, E, SISTEMA E MÉTODO PARA TEMPERAR MATERIAIS DE BORRACHA OU ELASTOMÉRICOS DURANTE MOLDAGEM POR INJEÇçO. A presente invenção é relativa a um restritor de fluxo para uma máquina de moldagem por injeção para moldagem por injeção de materiais de borracha ou materiais elastoméricos, e compreende um módulo restritor de fluxo, um canal de fluxo de entrada e um canal de fluxo de saída fornecidos nele e também um dispositivo restritor de fluxo. O canal de fluxo de entrada pode ser fornecido em um ângulo com relação ao canal de fluxo de saida. O dispositivo restritor de fluxo compreende um pistão restritivo de fluxo que serve, mais particularmente, não apenas para restringir o fluxo do material mas também para injeção de material de borracha ou material elastomérico para o interior do molde de injeção. A utilização do restritor inovador de fluxo pode fornecer um sistema e método para controle de temperatura de materiais borracha ou de materiais elastômeros durante moldagem por injeção, e isto, de maneira mais particular, pode alcançar tempos de ciclo mais curtos.

Description

"ESTRANGULAMENTO PARA UMA MÁQUINA DE MOLDAGEM POR INJEÇÃO PARA MOLDAGEM POR INJEÇÃO DE MATERIAIS DE BORRACHA OU ELASTOMÉRICOS, MÁQUINA DE MOLDAGEM POR INJEÇÃO, E, SISTEMA E MÉTODO PARA TEMPERAR MATERIAIS DE BORRACHA OU ELASTOMÉRICOS DURANTE MOLDAGEM POR INJEÇÃO"

A invenção é relativa a um estrangulamento para uma máquina de moldagem por injeção para moldagem por injeção de materiais de borracha ou elastoméricos, uma máquina de moldagem por injeção compreendendo tal estrangulamento e um sistema para temperar materiais de borracha ou elastoméricos durante moldagem por injeção, bem como um método correspondente.

A técnica precedente, por exemplo, WO 2006/008164 A2 divulga uma máquina de moldagem por injeção e um método de moldagem por injeção para injetar materiais plásticos, em particular materiais de borracha e elastoméricos. Dita máquina de moldagem por injeção compreende uma extrusora, uma primeira unidade de pistão/cilindro e uma segunda unidade de pistão/cilindro montadas em série com ela. O cilindro da primeira unidade de pistão/cilindro conduz para a extremidade da segunda unidade de pistão/cilindro localizada a uma distância de um molde de injeção a ser enchido. O material plástico é conduzido por meio da primeira unidade de pistão/cilindro através do cilindro da segunda unidade de pistão/cilindro para o interior do molde de injeção, no qual o pistão da segunda unidade de pistão/cilindro libera o trajeto de fluxo para o molde de injeção. Em seguida o pistão da segunda unidade de pistão/cilindro é movido para o interior do cilindro associado para introduzir o material plástico localizado dentro do segundo cilindro para o interior do molde de injeção. As duas unidades pistão/cilindro desta máquina de moldagem por injeção são preferivelmente essencialmente verticais e conectam uma à outra por meio de um elemento de desvio. O elemento de desvio pode compreender um estrangulamento de seção transversal variável que é ajustável mecanicamente ou pode ser atuado eletricamente e hidraulicamente ou pneumaticamente. É possível ajustar o material plástico para uma temperatura alvo predeterminada por meio deste estrangulamento.

Além disto, as DE 199 546 53 B4 e DE 299 23 755 Ul divulgam uma extrusora para a preparação de misturas de borracha para produtos elastoméricos. A extrusora compreende um cilindro, um parafuso montado de maneira rotativa no cilindro, para trazer, transportar e homogeneizar a mistura de borracha e uma cabeça de extrusão que compreende uma ferramenta de extrusão inserida. De acordo com uma configuração, a cabeça de extrusão da extrusora é dotada de uma peça de pressão projetada para aumentar ainda mais a temperatura de mistura da mistura de borracha no canal do parafuso, bem como na cabeça de extrusão, por meio de ajustar ou aumentar a pressão e reduzir o tempo de resistência médio em temperas de mistura mais elevadas.

As DE 19 64 895 A, DE 2 002 102 A e CH 512 1978 C são relativas a dispositivos e métodos para processar materiais plásticos. Aqui o material plástico frio enchido em um cilindro é basicamente comprimido de maneira adiabática sem suprimento de calor externo, por meio de um pistão e é assim somente aquecido e comprimido para fora através de uma saída estreitada e fundido com isto. Fusão do material plástico é devida à conversão da energia de compressão aplicada com pressão elevada que ocorre durante a compressão do material plástico através de um espaço de cisalhamento de cerca de 0,05 mm como saída.

Outros métodos para extrusar materiais plásticos bem como extrusoras correspondentes estão descritos, por exemplo, nas DE 37 37 618 Al, DE 1 529 774 A e US 3 647 344 A.

É o objetivo da presente invenção fornecer dispositivo que consideravelmente melhore o processamento de materiais de borracha ou elastoméricos em moldagem por injeção no qual, em particular, tempos de ciclo mais curtos e uma variabilidade mais elevada com relação a materiais de borracha ou elastoméricos a serem processados, são assegurados. Este objetivo é alcançado com os aspectos das reivindicações independentes. Configurações preferenciais estão descritas nas reivindicações dependentes.

Para alcançar o objetivo acima, é a idéia básica da invenção assegurar têmpera da materiais de borracha ou elastoméricos por meio de um estrangulamento fornecido no trajeto de fluxo na máquina de moldagem por injeção. De acordo com um aspecto da presente invenção, um estrangulamento é fornecido para uma máquina de moldagem por injeção para moldar por injeção materiais de borracha ou elastoméricos, a qual compreende um bloco de estrangulamento, um canal de entrada e um canal de saída fornecidos nele, bem como um dispositivo de estrangulamento. O canal de entrada conduz para o canal de saída em um ângulo que é preferivelmente maior do que 45 ° e mais preferivelmente maior do que 75 O dispositivo de estrangulamento compreende um pistão de estrangulamento que serve ao mesmo tempo para reduzir o fluxo de material e para injetar o material de borracha ou elastomérico para o interior de um molde de injeção.

Preferivelmente o dispositivo de estrangulamento ainda compreende uma área de estrangulamento que interage com o pistão de estrangulamento e que afunila de maneira cônica na direção de fluxo, e comprime uma porção extrema de diâmetro mínimo através da qual o pistão de estrangulamento pode ser conduzido, no qual o estrangulamento é fechado se o pistão de estrangulamento conduziu através da porção extrema. Além disto, como uma alternativa, é preferido fornecer o dispositivo de estrangulamento com uma bucha de estrangulamento e um inserto de bucha de estrangulamento, no qual a bucha de estrangulamento e o inserto de bucha de estrangulamento formam um segmento circular na região da porta do canal de entrada no canal de saída. A seção transversal deste segmento circular aumenta preferivelmente com distância crescente para o canal de entrada. Assim, o material de borracha ou elastomérico supridos podem ser distribuídos tão uniformemente quanto possível no espaço anular.

Alternativamente, também é possível dotar o inserto de bucha de estrangulamento com um furo que afunila conicamente na direção do fluxo de modo que o material de borracha ou elastomérico não escoe ao redor de toda a periferia do pistão de estrangulamento, mas somente por uma sua parte circunferencial, isto é, cerca de 90 ° do pistão contata o material de borracha ou elastomérico. Assim menos poluição é assegurada quando o pistão de estrangulamento é retraído. Conseqüentemente, em todas as configurações o inserto de bucha de estrangulamento forma uma área de estrangulamento que afunila de maneira cônica na direção de fluxo que é interativa com o pistão de estrangulamento.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, um estrangulamento é fornecido para uma máquina de moldagem por injeção para moldagem por injeção de materiais de borracha ou elastoméricos, dito estrangulamento compreendendo um bloco de estrangulamento, um canal de entrada e um canal de saída fornecidos nele, bem como um dispositivo de estrangulamento arranjado no canal de saída. O canal de entrada conduz para o interior do canal de saída. O dispositivo de estrangulamento compreende um pistão de estrangulamento e uma área de estrangulamento que interage com o pistão de estrangulamento e é afunilada de maneira cônica na direção de fluxo, no qual a área de estrangulamento tem uma porção extrema de diâmetro mínimo ou seção transversal através da qual o pistão de estrangulamento pode ser conduzido. O estrangulamento é fechado se o pistão de estrangulamento é passado através da porção extrema.

O dispositivo de estrangulamento preferivelmente compreende uma bucha de estrangulamento e um inserto de bucha de estrangulamento, no qual a busca de estrangulamento e o inserto de bucha de estrangulamento formam um segmento circular na região da porta do canal de entrada para o canal de saída. Preferivelmente a seção transversal deste segmento circular está a uma distância do canal de entrada ou oposta ao canal de saída, maior do que na região da porta. O inserto de bucha de estrangulamento preferivelmente define a área de estrangulamento que afunila conicamente na direção do fluxo.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, um estrangulamento é fornecido para uma máquina de moldagem por injeção para moldagem por injeção de materiais de borracha ou elastoméricos, o estrangulamento compreendendo um bloco de estrangulamento, um canal de entrada e um canal de saída fornecidos nele, bem como um dispositivo de estrangulamento arranjado no canal de saída. O canal de entrada conduz para o interior do canal de saída. O dispositivo de estrangulamento compreende um pistão de estrangulamento, uma bucha de estrangulamento e um inserto de bucha de estrangulamento, no qual a bucha de estrangulamento e o inserto de bucha de estrangulamento formam um segmento circular na região da porta do canal de entrada no canal de saída.

Preferivelmente dito segmento circular tem uma seção transversal que é crescente com distância crescente até o canal de entrada. Nas diversas configurações o inserto de bucha de estrangulamento é preferivelmente arranjado na bucha de estrangulamento. Além disto, a bucha de estrangulamento e o inserto de bucha de estrangulamento são preferivelmente montáveis a partir de lados opostos do bloco de estrangulamento. Também na configuração acima descrita o inserto de bucha de estrangulamento define uma área de estrangulamento que afunila conicamente na direção de fluxo e interagindo com o pistão de estrangulamento.

De acordo com um outro aspecto, a presente invenção é relativa a uma máquina de moldagem por injeção para moldar por injeção materiais de borracha ou elastoméricos, que compreende uma extrusora, uma primeira unidade de pistão/cilindro e uma segunda unidade de pistão/cilindro conectadas em série a ela, bem como um estrangulamento de acordo com a descrição acima. O canal de entrada do estrangulamento está em conexão direta com uma extremidade de saída da primeira unidade de pistão/cilindro e o canal de saída do estrangulamento está em conexão direta com uma extremidade de entrada da segunda unidade de pistão/ cilindro. O pistão da segunda unidade de pistão/cilindro preferivelmente serve como um pistão de estrangulamento e basicamente esvazia inteiramente o cilindro da segunda unidade de pistão/cilindro.

Além disto, a invenção é relativa a um sistema para temperar materiais de borracha ou elastoméricos durante moldagem por injeção, no qual o sistema compreende uma primeira unidade de pistão/cilindro que compreende um primeiro pistão e um primeiro cilindro para suprir a materiais de borracha ou elastoméricos para o interior e através de um estrangulamento de acordo com a descrição acima, e dispositivo para ajustar a posição do pistão de estrangulamento para reduzir o fluxo de material de acordo com parâmetros predeterminados para o respectivo material de borracha ou elastomérico. Preferivelmente dito sistema ainda compreende dispositivo para mover o pistão de estrangulamento através do dispositivo de estrangulamento em um segundo cilindro de uma segunda unidade de pistão/cilindro para alimentar o material de borracha ou elastomérico para o interior de um molde de injeção.

Além disto, de acordo com um outro aspecto da invenção, a invenção é relativa a um método para temperar materiais de borracha ou elastoméricos durante moldagem por injeção, que compreende as etapas de suprir a materiais de borracha ou elastoméricos através de uma primeira unidade de pistão/cilindro que compreende um primeiro pistão e um primeiro cilindro para o interior e através de um estrangulamento de acordo com a descrição acima e para ajustar o pistão de estrangulamento de acordo com parâmetros predeterminados para o respectivo material de borracha ou elastomérico. O método preferivelmente compreende a etapa adicional de mover o pistão de estrangulamento através do dispositivo de estrangulamento em um segundo cilindro de uma segunda unidade de pistão/cilindro para alimentar o material de borracha ou elastomérico para o interior de um molde de injeção.

No que segue, configurações preferenciais da invenção são descritas na maneira de exemplo com os desenhos:

A figura 1 é uma vista esquemática em seção transversal de uma primeira configuração de um estrangulamento da invenção, quando o pistão de estrangulamento está essencialmente aberto;

A figura 2 é uma vista em seção transversal similar à figura 1, na qual o pistão de estrangulamento é movido em uma posição de estrangulamento para temperar o material de borracha ou elastomérico;

A figura 3 é uma vista em perspectiva em seção transversal de uma configuração de um estrangulamento da invenção;

A figura 4a é uma vista em perspectiva em seção transversal de uma primeira configuração de uma bucha de estrangulamento utilizável no estrangulamento da invenção;

A figura 4b é uma vista em perspectiva em seção transversal de uma outra configuração de uma bucha de estrangulamento utilizável no estrangulamento da invenção;

A figura 5 é uma vista em perspectiva de uma configuração de um pistão de estrangulamento utilizável no estrangulamento da invenção;

A figura 6a é uma vista em perspectiva de uma primeira configuração de um inserto de bucha de estrangulamento a ser utilizado no estrangulamento da invenção; A figura 6b é uma vista similar à figura 6a de uma segunda configuração de um inserto de bucha de estrangulamento;

A figura 6c é uma vista em perspectiva de uma terceira configuração de um inserto de bucha de estrangulamento;

A figura 7a é uma vista em seção transversal de uma primeira configuração de um estrangulamento de acordo com a invenção;

A figura 7b é uma vista em seção transversal de uma segunda configuração de um estrangulamento de acordo com a invenção;

A figura 8 é um diagrama da temperatura de mistura que depende da queda de pressão;

A figura 9 é um diagrama da temperatura que depende da posição do pistão de estrangulamento; e

A figura 10 é um diagrama da queda de pressão que depende da posição do pistão de estrangulamento.

As figuras 1 e 2 mostram uma vista em seção transversal de uma primeira configuração do estrangulamento 2 da invenção. O estrangulamento compreende basicamente um bloco de estrangulamento 4, um canal de entrada 6 e um canal de saída 8 fornecidos nele, bem como um dispositivo de estrangulamento. O canal de entrada 6 conduz preferivelmente para o interior do canal de saída 8 em um ângulo maior do que 0 preferivelmente maior do que 45 mais preferivelmente maior do que 75 O ângulo da configuração delineada nas figuras 1 e 2 é cerca de 90 ° entre o canal de entrada 6 e o canal de saída 8.

O dispositivo de estrangulamento é basicamente arranjado no canal de saída 8 do bloco de estrangulamento 4 e compreende um pistão de estrangulamento 10 guiado em uma bucha de estrangulamento 12. A bucha de estrangulamento 12 é preferivelmente montada a partir de uma primeira superfície lateral 14 do bloco de estrangulamento 4 e aparafusada com ele. O dispositivo de estrangulamento ainda compreende uma área de estrangulamento 16 que está interagindo com o pistão de estrangulamento 10 e que afunila conicamente na direção de fluxo. Na configuração mostrada nas figuras 1 e 2, dita área de estrangulamento 16 é formada por um inserto de bucha de estrangulamento 18. O inserto de bucha de estrangulamento 18 é preferivelmente montado a partir de um lado oposto à primeira superfície 14 do bloco de estrangulamento 4 no qual é preferido que o inserto de bucha de estrangulamento 18 seja arranjado na bucha de estrangulamento 12.

A área de estrangulamento 16 compreende uma porção extrema que tem um diâmetro mínimo através do qual o pistão de estrangulamento 10 pode ser conduzido, no qual o estrangulamento é preferivelmente basicamente fechado se o pistão de estrangulamento 10 é conduzido através da porção extrema. A bucha de estrangulamento 12 e o inserto de bucha de estrangulamento 18 formam preferivelmente um segmento circular 20 em uma região da porta do canal de entrada 6 e no canal de saída 8. Este segmento circular 20 é particularmente vantajoso para distribuir o material suprido através do canal de entrada 6 tão uniformemente quanto possível no dispositivo de estrangulamento. Neste contexto é preferido formar o segmento circular 20 de maneira assimétrica, preferivelmente em que a seção anular oposta à região da porta do canal de entrada 6 é maior do que a seção voltada para a região da porta. Isto está descrito em seguida em mais detalhe, em particular em vista das figuras 6b e 7a. Além disto, um alagamento contínuo de seção transversal progressivamente ou regressivamente crescente com distância crescente para a região da porta também é possível. Tal projeto possibilita o material a escoar ao redor do pistão de estrangulamento 10 mais facilmente ao escoar para o interior do espaço anular, o que possibilita uma têmpera uniforme do material no estrangulamento. É ainda preferido que todas as mudanças de diâmetro no segmento circular tenham raios substanciais para eliminar possíveis zonas mortas onde material de borracha ou elastomérico poderia depositar. A utilização de um dispositivo de estrangulamento com uma bucha de estrangulamento 12 e um inserto de bucha de estrangulamento separado 18 é particularmente vantajosa por razões de produtibilidade mais fácil, moldagem mais fácil, e custos operacionais reduzidos. Uma vez que a área de estrangulamento 16 é formada pelo inserto de bucha de estrangulamento 18, ela pode ser trocada separadamente quando de sinais de desgaste, o que é consideravelmente mais barato do que trocar uma bucha de estrangulamento integral com a área de estrangulamento incorporada. A bucha de estrangulamento 12 preferivelmente compreende uma vedação em labirinto 22 e é assim vedada no bloco de estrangulamento 4 para impedir vazamento de material de borracha ou elastomérico.

O estrangulamento 2 da invenção é em particular utilizável de maneira vantajosa em uma máquina de moldagem por injeção que compreende duas unidades pistão/cilindro como descrito, por exemplo, na WO 2006/008164 A2 já mencionada na porção introdutória. Aqui, o estrangulamento 2 da invenção também assume a função de elemento de desvio descrito neste documento, entre uma primeira unidade de pistão/cilindro e uma segunda unidade de pistão/cilindro.

Na configuração mostrada nas figuras 1 e 2, uma extremidade de saída 24 de um cilindro 26 de uma primeira unidade de pistão/cilindro da máquina de moldagem por injeção é acoplada ao canal de entrada 6 do bloco de estrangulamento 4. O pistão (não mostrado) da primeira unidade de pistão/cilindro transporta o material de borracha ou elastomérico através do cilindro 26 para o interior do canal de entrada 6 do estrangulamento 2. O canal de saída 8 do estrangulamento 2 está conectado a uma extremidade de entrada 28 de um segundo cilindro 30 de uma segunda unidade de pistão/cilindro. Uma extremidade de saída 32 da segunda unidade de pistão/cilindro é adaptada para ser conectada a um molde de injeção (não mostrado). De acordo com a invenção, o pistão de estrangulamento 10 do estrangulamento 2 preferivelmente serve como pistão para a segunda unidade de pistão/cilindro. O pistão de estrangulamento 10 é formado de tal modo que ele serve por um lado para reduzir o fluxo de material através do estrangulamento 2 e, por outro lado, para alimentar o material a partir do segundo cilindro 30 da segunda unidade de pistão/cilindro para o interior do molde de injeção. Neste contexto é particularmente vantajoso que o cilindro 30, bem como o canal de saída do estrangulamento 2, possam ser basicamente esvaziados completamente por meio do pistão de estrangulamento 10, e material de borracha ou elastomérico remanescentes não sejam deixados.

Na posição mostrada na figura 1 o pistão de estrangulamento está retraído tão afastado do canal de entrada 8 ou da bucha de estrangulamento 12 que o material pode escoar basicamente não impedido ou não restringido desde o canal de entrada 6 para o interior do canal de saída 8 e o segundo cilindro 30. Aqui uma ponta 34 do pistão de estrangulamento 10 se estende ligeiramente para o interior da área do espaço anular 20 e termina ligeiramente dentro do inserto de bucha de estrangulamento 18. A ponta 34 do pistão de estrangulamento 10 tem um efeito vantajoso no desvio de fluxo de material a partir do canal de entrada 6 para o interior do canal de saída 8.

Na posição mostrada na figura 2 o pistão de estrangulamento é ainda mais trazido para o interior do estrangulamento 2, no qual uma saia de pistão 36 é trazida por cerca de um quarto de seu comprimento no inserto de bucha de estrangulamento 18, formando assim um espaço anular 38 entre a saia de pistão 36 e a área de estrangulamento 16 do inserto de bucha de estrangulamento 18 através do qual o material de borracha ou elastomérico deve ser comprimida. Aqui o material escoa através do canal de entrada 8 e do segmento circular 20 do estrangulamento 2 começando da extremidade de saída 24 da primeira unidade de pistão/cilindro antes de alcançar, através do espaço anular 38, a extremidade de entrada 28 do segundo cilindro 30 da segunda unidade de pistão/cilindro. A largura anular do espaço anular 38, bem como o comprimento do estrangulamento, isto é, a largura do espaço anular 38, e assim o efeito de estrangulamento sobre o material de borracha ou elastomérico pode ser ajustado posicionando o pistão de estrangulamento para criar condições adaptadas de maneira otimizada para os respectivos materiais e requisitos de processo. Uma vez que a área de estrangulamento 16 criada pelo inserto de bucha de estrangulamento 18 afunila em direção do fluxo do fluxo de material, o espaço anular 38 se torna menor quanto mais o pistão 10 é inserido no inserto de bucha de estrangulamento.

O comprimento da área de estrangulamento 16 é preferivelmente entre 5mm e 50mm, mais preferivelmente entre IOmm e 40mm, e mais preferivelmente entre 20mm e 30mm. O afunilamento da área de estrangulamento 16 é preferivelmente definido por um ângulo na faixa entre 0,5 ° e 5 mais preferivelmente entre 1,5° e 3,5° é ainda mais preferivelmente entre 2 ° e 3 ° relativo ao eixo de rotação do inserto de bucha de estrangulamento 18. O diâmetro do inserto de bucha de estrangulamento 18 é preferivelmente na faixa entre 10 mm e 50 mm, mais preferivelmente entre 15 mm e 40 mm, ainda mais preferivelmente entre 20 mm e 30 mm. O espaço anular 20 tem preferivelmente um diâmetro ampliado perante o diâmetro da saia de pistão 36 do pistão de estrangulamento 10 por no mínimo 2 mm, mais preferivelmente por no mínimo 4 mm, e ainda mais preferivelmente por no mínimo 6 mm. A largura do espaço anular 20 corresponde usualmente aproximadamente ao diâmetro do canal de entrada, por exemplo, cerca de 10 mm até 15 mm, em particular cerca de 12 mm. Em uma seção transversal em expansão ou expandida do segmento circular 20 no lado oposto à região da porta, a largura do segmento circular 20 preferivelmente é no mínimo cerca de 2 mm, preferivelmente no mínimo 4 mm maior do que na região da porta.

Se o pistão de estrangulamento 10 é retraído basicamente até que a porção extrema de diâmetro mínimo do inserto bucha de estrangulamento 18, a largura do espaço anular é basicamente zero, isto é, o dispositivo de estrangulamento fecha o trajeto de fluxo através do estrangulamento 2, basicamente de maneira completa. Quando o pistão de estrangulamento 10 é ainda movido no cilindro 30 da segunda unidade de pistão/cilindro para alimentar o material de borracha ou elastomérico para o interior do molde de injeção, a abertura do canal de entrada 6 é basicamente fechada pelo pistão, de modo que nenhum material pode ainda escoar para dentro. Para esta finalidade o pistão de estrangulamento 10 pode ser formado sobre todo o seu comprimento com o mesmo diâmetro como na área da saia do pistão 36. Alternativamente, é preferido formar o pistão de estrangulamento 10 em uma área 40 que segue a saia de pistão 36 com um perfil de seção transversal reduzido. Contudo, para vedar a região da porta do canal de entrada 6 é preferido não formar uma primeira área do pistão se estendendo em direção longitudinal e faceando a região da porta em uma maneira de diâmetro afunilado, isto é, com um diâmetro que corresponde à saia de pistão 36 e preferivelmente adicionalmente não formar uma segunda área do pistão se estendendo em direção longitudinal e se opondo à região da porta em uma maneira de diâmetro afunilado. Isto está explicado em seguida em mais detalhe com referência à figura 5.

A figura 3 mostra uma vista em perspectiva em seção transversal de uma configuração de um estrangulamento 2 de acordo com a invenção, que corresponde aproximadamente à configuração mostrada nas figuras 1 e 2. Contrária à configuração do estrangulamento 2 mostrado nas figuras 1 e 2, o canal de entrada 6 do estrangulamento 2 de acordo com a figura 3 é arranjado no bloco de estrangulamento 4 em um ângulo de cerca de 83 ° com relação ao canal de saída 8. Independentemente do que a configuração mostrada na figura 3 basicamente corresponde à configuração mostrada nas figuras 1 e 2. A figura 4a mostra uma primeira configuração de uma bucha de estrangulamento 12 que é montada no estrangulamento 2 mostrado na figura 3. A bucha de estrangulamento 12 compreende um flange de montagem 42 para montar a bucha de estrangulamento 12 no bloco de estrangulamento 4. Preferivelmente furos vazados 44, bem como furos de pino de alinhamento são fornecidos para montagem. Uma porção alongada 48 com diâmetro externo basicamente constante se estende desde o flange 42 no qual vedações em labirinto 22 são fornecidas para vedar a bucha 12 no bloco de estrangulamento 4. Além disto, uma abertura de entrada ou abertura porta 50 é fornecida na seção 48, a abertura sendo arranjada de maneira apertada com o canal de entrada 6 no bloco de estrangulamento 4 para possibilitar um fluxo do material para o interior da bucha de estrangulamento 12. Em seu interior a bucha de estrangulamento 12 tem uma seção 52 de um diâmetro que corresponde aproximadamente ao diâmetro externo do pistão de estrangulamento 10 ou da saia de pistão 36. Esta porção 52 é formada para guiar o pistão de estrangulamento 10 na bucha de estrangulamento 12. Na área da abertura porta 50 o diâmetro interno se expande até uma área 54 que tem um diâmetro maior. Desta área 54 de diâmetro maior o inserto de bucha de estrangulamento 18 é inserido a partir de um lado oposto ao flange 42. As figuras 6a e 6a(?) mostram diversos insertos de bucha de estrangulamento 18 utilizáveis com a bucha de estrangulamento 12 de acordo com a figura 4a.

Na configuração do inserto de bucha de estrangulamento 18 mostrada na figura 6a, uma vedação em labirinto 50 é também fornecida para vedar entre o inserto de bucha de estrangulamento 18 e a superfície interna da área 54 com diâmetro maior da bucha de estrangulamento 12. Além disto, o inserto de bucha de estrangulamento 18 compreende um flange batente 58 que define o comprimento de inserção do inserto de bucha de estrangulamento 18 para o interior da bucha de estrangulamento 12. Em condição montada, a extremidade 60 do inserto de bucha de estrangulamento se opondo ao batente 58 define o segmento circular 20 juntamente com a bucha de estrangulamento 12. A área de estrangulamento 16 que afunila em direção de fluxo é formada preferivelmente ao longo de toda a superfície interna do inserto de bucha de estrangulamento 18 no qual o diâmetro afunila em direção do flange 58.

A figura 6b mostra uma segunda configuração do inserto de bucha de estrangulamento 18 que corresponde essencialmente à configuração mostrada na figura 6a na qual, contudo, a extremidade 60 que se opõe ao flange 58 é escalonada para definir um segmento circular 20 que muda sua largura em uma condição montada na bucha de estrangulamento 12. Aqui o inserto de bucha de estrangulamento 18 é arranjado de tal maneira na bucha de estrangulamento 12 que uma área escalonada 62 é posicionada oposta à abertura porta 50, resultando assim em um segmento circular 20 ampliado relativo à região da porta do canal de entrada 6, o que promove uma distribuição uniforme de material no segmento circular 20.

Como uma alternativa à configuração do inserto de bucha de estrangulamento 18 mostrado nas figuras 6a e 6b, também é possível formar a extremidade 60 do inserto de bucha de estrangulamento em uma maneira chanfrada com relação a seu eixo de rotação, criando um segmento circular 20 que expande de maneira contínua desde a região da porta até o lado oposto.

O pistão de estrangulamento 10 está mostrado em mais detalhe na figura 5. De acordo com o delineamento na figura 5 o pistão de estrangulamento 10 compreende, como já mencionado, uma ponta 34 do pistão bem como uma saia de pistão 36. O diâmetro da saia de pistão 36 corresponde basicamente ao diâmetro interno da área 52 que tem um diâmetro menor que a bucha de estrangulamento 12. Encontrando a saia de pistão 36, um recesso 64 que se estende em direção longitudinal é fornecido, preferivelmente ao redor de uma parte da periferia do pistão 10; o recesso torna mais fácil para o pistão 10 ser conduzido através da bucha de estrangulamento 12 e em particular o cilindro 30 da segunda unidade de pistão/cilindro. Como já mencionado acima, contudo, uma primeira área 66 do pistão 10 voltada para a abertura porta 50 é projetada com o mesmo diâmetro ou raio que na área da saia de pistão 36, de modo que a abertura porta 50 é basicamente fechada quando o pistão de estrangulamento 10 é avançado. Preferivelmente uma segunda área 66 do pistão 10 voltada para longe da abertura porta 50 é formada com o mesmo diâmetro ou raio como na área da saia de pistão 36, de modo que o pistão é guiado no cilindro em ambos os lados.

A figura 7a mostra a configuração descrita acima do estrangulamento 2 em condição montada. Aqui, em particular, o segmento circular escalonada 20 é claramente reconhecível, o que é proporcionado pela montagem da bucha de estrangulamento 12 a partir de um lado do bloco de estrangulamento 4 e a moldagem do inserto de bucha de estrangulamento 18 a partir do lado oposto do bloco de estrangulamento 4.

Como já descrito acima, a largura do segmento circular 20 na área da abertura porta 50 corresponde basicamente ao diâmetro da abertura porta, no qual a largura do segmento circular 20 aumenta em uma área a uma distância para a abertura 50. Isto pode ter lugar passo a passo, ou de maneira contínua. Na configuração mostrada na figura 7a, a largura anular é formada pela extremidade escalonada 60 do inserto de bucha de estrangulamento 18.

A figura 4b mostra uma outra configuração de um estrangulamento 12 que, da mesma maneira, compreende um flange 42 bem como uma porção cilindro 52 que se estende para longe dele para acomodar o pistão de estrangulamento 10. Além disto, as aberturas de montagem 44 e a abertura de pino de alinhamento 46 e a vedação em labirinto 22 são fornecidas. Como diferença essencial para a bucha de estrangulamento 12 de acordo com a figura 4a, é notável que a porção cilindro 52 seja consideravelmente mais curta, isto é, com um comprimento tal que uma superfície de face 64 da bucha de estrangulamento 12 termina na região da porta do canal de entrada 6. Isto está claramente mostrado na figura 7b que delineia dita configuração do estrangulamento 2 da invenção em estado montado.

A figura 6c mostra uma configuração de um inserto de bucha de estrangulamento 18 que pode ser combinado com esta bucha de estrangulamento 12. Nesta configuração o pistão de estrangulamento não é circundado de maneira anular por fluxos de material, porém o fluxo de material tem lugar apenas em um lado do pistão ao redor de uma parte da periferia do pistão. Para esta finalidade no inserto de bucha de estrangulamento 18, a área de estrangulamento 16 é projetada na forma de uma ranhura 68 chanfrada com relação ao eixo longitudinal. Dita ranhura 68 se estende ao longo do eixo longitudinal do inserto de bucha de estrangulamento 18 em um ângulo preferivelmente de cerca de 15 ° e 25 e mais preferivelmente de 18 ° até 20 De acordo com esta configuração do estrangulamento 2 a abertura porta 50 é fornecida para o fluxo de entrada de material desde o canal de entrada 60 no inserto bucha de estrangulamento 18. Começando da abertura porta 50 a ranhura 68 se estende de tal modo em um ângulo que um canal que afunila se estende em direção do fluxo. Preferivelmente a ranhura 68 é fornecida ao redor de uma área periférica de cerca de 10% até 40%, mais preferivelmente 15 até 30% da periferia completa no inserto de bucha de estrangulamento 18.

É óbvio da configuração montada deste estrangulamento 2 mostrado na figura 7b que a bucha de estrangulamento 12 é posicionada em alinhamento apropriado com o inserto de bucha de estrangulamento 18 por um pino de alinhamento 70, de modo que a abertura porta 50 do inserto de bucha de estrangulamento 18 é alinhada com o canal de entrada 6. Na posição do pistão de estrangulamento 10 mostrado na figura 7b um trajeto de fluxo para o fluxo de entrada de material é definido pelo pistão de estrangulamento e o inserto de bucha de estrangulamento 18, em particular a ranhura 68 fornecida nele, e no qual o trajeto de fluxo é mais largo ou se torna mais estreito dependendo do posicionamento do pistão de estrangulamento 10. Dita configuração é vantajosa em particular com relação à poluição reduzida quando o pistão de estrangulamento 10 é retraído depois da injeção de material de borracha ou elastomérico para o interior do molde de injeção.

O projeto do estrangulamento de acordo com a invenção possibilita a realização de tempos de ciclo curtos para moldagem por injeção de diversos materiais de borracha ou elastoméricos, e um ajustamento das diversas temperaturas respectivamente desejadas no material, por meio de posicionamento de maneira apropriada do pistão de estrangulamento.

Exemplo

O efeito de uma máquina de moldagem por injeção fornecida com um estrangulamento 2 da invenção sobre material de borracha ou elastomérico é em seguida descrito à guisa de exemplo por meio de referência às figuras 8 até 10. A máquina de moldagem por injeção utilizada neste exemplo corresponde em sua estrutura básica à máquina de moldagem por injeção mostrada nas figuras 1 e 2. A bucha de estrangulamento 12 corresponde à configuração mostrada na figura 4b. O pistão de estrangulamento IOeo inserto de bucha de estrangulamento 18 correspondem às configurações mostradas nas figuras 5 ou 6c. Como material uma tira que tem uma seção transversal de 8 mm por 25 mm e que consiste de uma mistura de borracha de etileno propileno dieno com uma dureza Shore de 70 (EPDM Shore 70) foi processado.

A figura 8 apresenta a temperatura de mistura do EPDM que depende da queda de pressão no pistão da primeira unidade de pistão/cilindro. Em outras palavras, a figura 8 mostra o comportamento da temperatura de mistura quando a resistência a fluxo através do estrangulamento 2 aumenta, isto é, quando a seção transversal do estrangulamento se torna menor.

A Tabela 1 revela no que segue os dados que formam a base para o diagrama de acordo com a figura 8. Aqui a resistência ou queda de pressão está indicada como pressão requerida para injetar o material a partir do primeiro cilindro 26 da primeira unidade de pistão/cilindro através do estrangulamento 2, do segundo cilindro 30 da segunda unidade de pistão/cilindro e um bocal (não mostrado). Para esta finalidade o pistão da primeira unidade de pistão/cilindro foi movido a uma velocidade de 100 cm /s para o interior do cilindro 26. A respectiva posição do pistão de estrangulamento está indicada em mm na forma de trajeto de passeio restante no segundo cilindro 30. Em uma posição de pistão de 313 mm, o estrangulamento é basicamente completamente aberto, como está mostrado aproximadamente na figura 1. Em uma posição de pistão de cerca de 280 mm, o estrangulamento seria basicamente completamente fechado; o trajeto de passeio restante de 280 mm serve para dar saída ao material a partir do segundo cilindro 30. O estrangulamento 2 está parcialmente aberto entre 313 mm e 280 mm.

Tabela 1:

Velocidade do pistão da primeira unidade de pistão/cilindro em cm3/s Velocidade do pistão de estrangulamento em cm3/s Posição do pistão em mm Pressão requerida em bar Temperatura da massa em 0C 100 60 313 -600 109 100 60 307 -630 110 100 60 301 -650 112 100 60 295 -700 114 100 60 289 -800 117 100 60 287 -1000 123 100 60 286 -1100 127 100 60 285 -1200 131 100 60 284 -1300 135 100 60 283 -1800 143

Os diagramas de acordo com as figuras 9 e 10 revelam que

fechamento crescente do estrangulamento, isto é, reduzindo a seção transversal da passagem através do estrangulamento, a pressão requerida no primeiro pistão da primeira unidade de pistão/cilindro aumenta de maneira considerável, o que envolve um aumento em temperatura do material elastomérico ou de borracha. A temperatura do material foi medida com uma sonda de penetração.

Claims

1. Estrangulamento para uma máquina de moldagem por injeção para moldagem por injeção de materiais de borracha ou elastoméricos, caracterizado pelo fato de que compreende um bloco de estrangulamento, um canal de entrada e um canal de saída fornecidos nele, em que o canal de entrada conduz para o interior do canal de saída em um ângulo, e um dispositivo de estrangulamento compreende um pistão de estrangulamento no qual o pistão de estrangulamento serve para reduzir o fluxo de material e para injetar o material de borracha ou elastomérico para o interior de um molde de injeção.

2. Estrangulamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o ângulo ser maior do que 45 preferivelmente maior do que 75

3. Estrangulamento de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de o dispositivo de estrangulamento compreender uma área de estrangulamento que interage com o pistão de estrangulamento e que afunila conicamente em direção de fluxo, no qual a área de estrangulamento compreende uma porção extrema que tem diâmetro mínimo, através do qual o pistão de estrangulamento pode ser conduzido, no qual o estrangulamento é fechado quando o pistão de estrangulamento é conduzido através da porção extrema.

4. Estrangulamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 3, caracterizado pelo fato de o dispositivo de estrangulamento compreender uma bucha de estrangulamento e um inserto de bucha de estrangulamento, no qual a bucha de estrangulamento e o inserto de bucha de estrangulamento formam um segmento circular na região da porta do canal de entrada no canal de saída no qual preferivelmente uma seção transversal do segmento circular aumenta com uma distância a partir do canal de entrada.

5. Estrangulamento de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o inserto de bucha de estrangulamento definir uma área de estrangulamento que afunila conicamente em direção de fluxo que interage com o pistão de estrangulamento.

6. Estrangulamento para uma máquina de moldagem por injeção para moldagem por injeção de materiais de borracha ou elastoméricos, caracterizado pelo fato de compreender um bloco de estrangulamento, um canal de entrada e um canal de saída fornecidos nele, e no qual o canal de entrada conduz para o interior do canal de saída e um dispositivo de estrangulamento arranjado no canal de saída, no qual o dispositivo de estrangulamento compreende um pistão de estrangulamento e uma área de estrangulamento que interage com o pistão de estrangulamento e que afunila conicamente em direção de fluxo, no qual a área de estrangulamento compreende uma porção extrema que tem diâmetro mínimo através do qual o pistão de estrangulamento pode ser conduzido, no qual o estrangulamento é fechado quando o pistão de estrangulamento é conduzido através da porção extrema.

7. Estrangulamento de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o dispositivo de estrangulamento compreender uma bucha de estrangulamento e um inserto de bucha de estrangulamento, no qual a bucha de estrangulamento e o inserto de bucha de estrangulamento formam um segmento circular na região da porta do canal de entrada no canal de saída no qual preferivelmente uma seção transversal do segmento circular aumenta com uma distância para o canal de entrada.

8. Estrangulamento de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o inserto de bucha de estrangulamento definir a área de estrangulamento que afunila conicamente em direção do fluxo.

9. Estrangulamento para uma máquina de moldagem por injeção para moldagem por injeção de materiais de borracha ou elastoméricos, caracterizado pelo fato de compreender um bloco de estrangulamento, um canal de entrada e um canal de saída fornecidos nele, e no qual o canal de entrada conduz para o interior do canal de saída e um dispositivo de estrangulamento arranjado no canal de saída, no qual o dispositivo de estrangulamento compreende um pistão de estrangulamento, uma bucha de estrangulamento e um inserto de bucha de estrangulamento no qual a bucha de estrangulamento e o inserto de bucha de estrangulamento formam um segmento circular na região da porta do canal de entrada no canal de saída, no qual preferivelmente uma seção transversal do segmento circular aumenta com uma distância para o canal de entrada.

10. Estrangulamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 4, 5 e 7 até 9, caracterizado pelo fato de o inserto de bucha de estrangulamento ser arranjado na bucha de estrangulamento.

11. Estrangulamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 4, 5 e 7 até 10, caracterizado pelo fato de a bucha de estrangulamento e o inserto de bucha de estrangulamento serem montáveis a partir de lados opostos do bloco de estrangulamento.

12. Estrangulamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 até 11, caracterizado pelo fato de o inserto de bucha de estrangulamento definir uma área de estrangulamento que afunila conicamente em direção do fluxo e que interage com o pistão de estrangulamento.

13. Máquina de moldagem por injeção para a moldagem por injeção de materiais de borracha ou elastoméricos, caracterizada pelo fato de compreender uma extrusora, uma primeira unidade de pistão/cilindro e uma segunda unidade de pistão/ cilindro conectadas em série a ela e estrangulamento como definido em qualquer uma das reivindicações 1 até 12, em que o canal de entrada do estrangulamento está em conexão de fluxo com uma extremidade de saída da primeira unidade de pistão/ cilindro e o canal de saída do estrangulamento com uma extremidade de entrada da segunda unidade de pistão/cilindro.

14. Máquina de moldagem por injeção de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de o pistão da segunda unidade de pistão/cilindro servir como pistão de estrangulamento e basicamente esvaziar completamente o cilindro da segunda unidade de pistão/cilindro.

15. Sistema para temperar materiais de borracha ou elastoméricos durante moldagem por injeção, caracterizado pelo fato de compreender: a) uma primeira unidade de pistão/cilindro que compreende um primeiro pistão e um primeiro cilindro para suprir o material de borracha ou elastomérico através de um estrangulamento como definido em qualquer uma das reivindicações 1 até 12; e b) dispositivo para ajustar a posição do pistão de estrangulamento para reduzir o fluxo de material de acordo com parâmetros predeterminados para o respectivo material de borracha ou elastomérico.

16. Sistema de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de compreender: a) dispositivo para mover o pistão de estrangulamento através do dispositivo de estrangulamento em um segundo cilindro de uma segunda unidade de pistão/cilindro para alimentar o material de borracha ou elastomérico para o interior de um molde de injeção.

17. Método para temperar materiais de borracha ou elastoméricos durante moldagem por injeção, caracterizado pelo fato de compreender as etapas: a) suprir o material de borracha ou elastomérico por meio de uma primeira unidade de pistão/cilindro que compreende um primeiro pistão e um primeiro cilindro e através de um estrangulamento como definido em qualquer uma das reivindicações 1 até 12; e b) ajustar o pistão de estrangulamento de acordo com parâmetros predeterminados para o respectivo material de borracha ou elastomérico.

18. Método de acordo com a reivindicação 17 caracterizado pelo fato de compreender a etapa c) mover o pistão de estrangulamento através do dispositivo de estrangulamento em um segundo cilindro de uma segunda unidade de pistão/cilindro para alimentar o material de borracha ou elastomérico para o interior de um molde de injeção.