ES2200451T3 - Boquillas para dispositivos de inyeccion. - Google Patents

Abstract

Tobera de herramienta o tobera de máquina para una instalación de moldeo por inyección, cuya tobera consta de un vástago (2) para inyectar la masa fundida en la herramienta de moldeo por inyección o en un componente que conduzca la masa fundida a la herramienta de inyección, así como de un cabezal adaptador (1) fabricado como pieza independiente, para conectar al componente que inyecta la masa fundida en la tobera, donde el vástago (2) y el cabezal adaptador (1) se pueden unir entre sí mediante una única unión roscada, que se puede desmontar sin provocar su destrucción.

Description

Boquillas para dispositivos de inyección.

La presente invención se refiere a toberas de herramientas y toberas de máquinas para instalaciones de moldeo por inyección. Ambas clases de toberas se componen esencialmente de una cabeza de tobera y de un vástago de tobera.

En una tobera de herramienta, el vástago penetra dentro de la herramienta de moldeo por inyección, que forma el molde para la pieza que se trata de fundir. La cabeza de la tobera de herramienta va conectada o bien directamente a la tobera de máquina de la máquina de moldeo por inyección o a un bloque de distribución, a través del cual se distribuye la masa fundida procedente de la máquina de moldeo por inyección entre dos o más toberas de herramienta.

Una tobera de máquina se fija (enrosca) con su cabeza de tobera al orificio de salida de la máquina de moldeo por inyección. Sirve para adaptar el orificio de salida de la máquina a la pieza que recibe la masa fundida. El vástago de la tobera de máquina por lo tanto va por lo general o bien unido directamente a una tobera de herramienta o conectado a un bebedero de un bloque de distribución.

Ambas clases de toberas, la tobera de herramienta y la tobera de máquina, se venían fabricando hasta ahora de una sola pieza. Sólo la cubierta del punto de inyección en el extremo del lado de salida del vástago se realiza con frecuencia de forma sustituible. El componente unitario a base de cabeza de tobera y vástago de tobera se fabrica, de acuerdo con el estado de la técnica, a partir de una pieza bruta, por mecanizado de arranque de viruta. El diámetro final del vástago de la tobera suele ser notablemente inferior al de la cabeza de la tobera.

Las toberas conocidas de una sola pieza presentan los siguientes inconvenientes:

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La cabeza de la tobera es una pieza sometida a elevados esfuerzos mecánicos sujeta a desgaste. Una vez que se ha desgastado hay que sustituir la tobera completa.

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La cabeza y el vástago están expuestos a cargas diferentes. Debido a la gran intensidad de las fuerzas que actúan sobre la cabeza, se desea para ésta un material muy duro, mientras que para el vástago, expuesto a esfuerzos menores, se desea un material tenaza. Por lo tanto, es necesario llegar a una solución de compromiso en la elección del material.

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Debido a la considerable diferencia de diámetros entre la cabeza de la tobera y el vástago de la tobera se requiere un gran volumen de arranque de viruta durante la fabricación.

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Dado que las dimensiones y formas necesarias para la cabeza de la tobera y también para el vástago de la tobera son muy diversas, tanto el fabricante como el usuario necesitan mantener en almacén unas existencias muy importantes de toberas de diferente configuración y dimensiones.

Todos los puntos anteriores tienen como efecto un aumento de los costes. Además, en el caso de que sea necesario fabricar una tobera de repuesto, los plazos de suministro serán más largos debido al mayor volumen de mecanizado.

Por las patentes DE-A-2 113 482 y US-A- 4.945.630 se conocen toberas para instalaciones de moldeo por inyección, que constan de más de dos componentes, entre ellos un vástago de tobera, donde el vástago está unido con los restantes componentes de una forma que no se puede desmontar sin provocar su destrucción.

La presente invención tiene como objetivo reducir y en parte incluso eliminar los inconvenientes antes citados de las toberas conocidas.

Para resolver este objetivo se proponen toberas de herramientas y toberas de máquinas para instalaciones de moldeo por inyección conforme a la reivindicación 1.

Otras configuraciones de estas toberas o de los cabezales adaptadores se caracterizan por las características de las reivindicaciones dependientes.

La característica esencial de la invención es la configuración de las toberas en dos partes que se puedan desmontar sin provocar su destrucción. Las toberas se componen de un cabezal adaptador independiente y de un vástago de tobera independiente. Ambas partes se pueden unir entre sí con una unión roscada para formar una tobera.

Esta configuración de la tobera en dos partes permite la fabricación independiente de la cabeza de la tobera y del vástago de la tobera. Para ambas partes se puede utilizar el material más adecuado para cada una, o su dureza más adecuada. El vástago de la tobera se puede fabricar a partir de una pieza bruta que de entrada tenga menor sección, de manera que se reduce el volumen de arranque de viruta. La cabeza de la tobera, es decir, el cabezal adaptador, se puede fabricar en una diversidad de realizaciones que estén adaptadas a las diferentes condiciones de conexión del extremo del lado de entrada de la tobera. En todos estos cabezales adaptadores de configuración diversa se pueden enroscar vástagos de tobera de las formas más diversas.

La invención se trata de aclarar con mayor detalle mediante los ejemplos de realización representados en las Figuras. En éstas pueden verse:

Figura 1 un ejemplo de la disposición de una tobera de herramienta convencional,

Figura 2 un primer ejemplo de realización de una tobera de herramienta conforme a la invención, para conectar a una tobera de máquina,

Figura 3 la realización del cabezal adaptador para conexión de una tobera de herramienta a una máquina de moldeo por inyección, cuyo orificio de salida esté realizado como émbolo de descompresión,

Figura 4 una tobera de herramienta conforme a la invención, en la que el cabezal adaptador está realizado para ser conectado a un bloque de distribución,

Figura 5 una tobera de herramienta conforme a la invención, en la que el cabezal adaptador está realizado para conexión oblicua con una tobera de máquina,

Figura 6 un ejemplo de realización de una tobera de máquina conforme a la invención.

La Figura 1 muestra la disposición esencial de una tobera de herramienta convencional, compuesta por la cabeza de tobera 1 y el vástago de tobera 2. El vástago de tobera 2 lleva en su extremo del lado de salida una cubierta intercambiable del punto de inyección 3, que desemboca en la cavidad de la herramienta de fundición. El vástago de la tobera 2 va rodeado de una camisa de calefacción 6. Con la referencia 4 se designa el conducto de masa fundida o conducto de flujo. La tobera de herramienta se acopla por el rebaje de acoplamiento 5 a la tobera de salida de la máquina de moldeo por inyección, que no está representada, y que aprieta con gran fuerza la cabeza de tobera 1 contra la parte superior de la herramienta de moldeo por inyección 9. La junta estanca de la tobera de máquina se efectúa, o bien por medio de una junta tórica 7, tal como está indicado en la parte derecha de la Figura 1, o por medio de una superficie de apriete cónica o de forma esférica 8, tal como se indica en la parte izquierda de la Figura 1. El vástago de la tobera lleva una camisa de calefacción para mantener caliente la masa fundida.

Se observa que en la zona a, la cabeza de la tobera está expuesta a elevados esfuerzos mecánicos. El puente anular 1a de la cabeza de la tobera ha de ser relativamente largo para que no tenga lugar una evacuación de calor demasiado grande a la herramienta de moldeo por inyección 9 contigua. El vástago de la tobera está expuesto a esfuerzos menores, y teniendo en cuenta posibles esfuerzos laterales, debería ser en lo posible de un material tenaz. Los inconvenientes citados inicialmente de una tobera convencional de una sola pieza quedan evidenciados a la vista de la Figura 1.

La Figura 2 muestra una tobera de herramienta semejante a la Figura 1, en una realización conforme a la invención. La tobera está compuesta por dos piezas independientes, que se pueden enroscar entre sí, que son el cabezal adaptador 1 y el vástago de la tobera 2. El cabezal adaptador lleva en su lado de salida de la masa fundida un agujero roscado ciego 11, concéntrico al conducto de masa fundida 4, y el vástago de la tobera 2 lleva en su extremo del lado de entrada un tetón roscado 21, adaptado al agujero roscado ciego 11, y que rodea el conducto de masa fundida. Mediante esta unión roscada, la cabeza y el vástago se unen para formar una tobera unitaria. Esta disposición en dos piezas permite unir un mismo vástago de tobera con cabezas de tobera (cabezales adaptadores) de diferente diseño y que se pueden elegir libremente, que estén adaptados a la situación en el lado de entrada de la masa fundida de la tobera.

La Figura 3 muestra esquemáticamente la realización del cabezal adaptador para conectar la tobera a una máquina de moldeo por inyección, cuyo orificio de salida está realizado como émbolo de descompresión. En el moldeo por inyección se entiende por procedimiento de descompresión lo siguiente: determinados materiales plásticos que se vayan a moldear presentan una gama de temperatura muy limitada para su estado de agregación líquido. Esto incluye por ejemplo las poliamidas, que se tienen que inyectar dentro de un intervalo de temperatura muy estrecho, de por ejemplo 260 más/menos 10ºC. Dentro de esta gama de temperaturas tan estrecha, estos materiales plásticos presentan una viscosidad muy reducida, comparable a la del agua. Por lo tanto existe el riesgo de que al expulsar una pieza recién inyectada, la masa fundida sometida a la elevada presión de trabajo escape de la tobera. Esto se evita por el hecho de que la tobera de máquina está realizada como un émbolo que está introducido con junta estanca en un cilindro de alojamiento de la cabeza de la tobera. Poco antes de expulsar la pieza, se echa hacia atrás el émbolo de la tobera de la máquina de moldeo por inyección un corto recorrido, de tal manera que se forma una depresión que impide el escape de masa fundida a la salida de la tobera.

De acuerdo con esto, el cabezal adaptador 1 representado en la Figura 3 está realizado con un cilindro de alojamiento 12 para el émbolo de la tobera de máquina. En el ejemplo de realización de la Figura 3, el cabezal adaptador también está rodeado por una camisa de calefacción 16. Una camisa de calefacción de este tipo para el cabezal adaptador se puede prever también en caso de necesidad en las otras formas de realización de la invención, por ejemplo, en la tobera de máquina según la Figura 2.

La Figura 4 muestra esquemáticamente una tobera de herramienta conforme a la invención, en la que el cabezal adaptador 1 está realizado para conectarlo a un bloque de distribución 31. La tobera de máquina inyecta la masa fundida dentro del bebedero 32, desde el cual se distribuye a través del conducto de masa fundida 33 entre las diversas toberas de herramienta, de las cuales sólo está representada una 1, 2. La tobera de herramienta se compone del cabezal adaptador 1 y del vástago de tobera 2 enroscado a aquél tal como se ha indicado en los ejemplos de realización anteriores. En esta realización, la cabeza de la tobera lleva en su lado de entrada de la masa fundida una superficie de asiento plana 17, perpendicular al conducto de masa fundida 4, para el bloque de distribución 31, contra el que asienta firme, de forma conocida, al quedar enroscado.

La Figura 5 muestra una tobera de herramienta conforme a la invención, cuyo cabezal adaptador 1 está realizado para una conexión inclinada a una tobera de máquina, que asienta en el rebaje de acoplamiento 5. Para este fin, el plano de conexión 14 del cabezal adaptador está realizado inclinado con respecto a la dirección longitudinal del conducto de flujo 4. Gracias a esta conexión inclinada se puede renunciar en determinadas aplicaciones a intercalar un bloque de distribución, si la entrada en la herramienta de moldeo por inyección no está alineada con la dirección longitudinal de la tobera de máquina.

La Figura 6 muestra esquemáticamente la realización de una tobera de máquina conforme a la invención. Tal como se ha indicado inicialmente, una tobera de máquina se conecta al lado de salida de la máquina de moldeo por inyección para adaptar el extremo de salida de la máquina al componente que recibe la masa fundida, por ejemplo, en cuanto al diámetro. También estas toberas de máquina se venían fabricando hasta ahora en una sola pieza. Gracias a la realización en dos piezas, de acuerdo con la invención, se consiguen también aquí esencialmente las mismas ventajas que en la tobera de herramienta objeto de la invención. Tal como muestra la Figura 6, el cabezal adaptador 1 está realizado con un muñón roscado 15, que se puede enroscar en el correspondiente agujero roscado de alojamiento (no representado) de la tobera de máquina. El vástago 2 de la tobera de máquina conforme a la invención está realizado por su extremo del lado de salida, que no está representado, como una tobera de máquina convencional, que se conecta o bien directamente a una tobera de herramienta o a un bloque de distribución.

En los ejemplos de realización anteriores de la invención es siempre el cabezal adaptador el que lleva el agujero roscado ciego, y el vástago el que está provisto del muñón roscado. Obviamente esto también puede ser al revés, en una tobera conforme a la invención, es decir, que el cabezal adaptador es el que puede llevar el muñón roscado y el vástago estar provisto del correspondiente agujero roscado ciego.

En cuanto a las existencias de toberas en almacén cabe también la posibilidad de tener almacenado el cabezal adaptador en forma semi-acabada. En ese caso, el adaptador semi-acabado se compone de un bloque cilíndrico, que ya está provisto de un conducto para la masa fundida y del agujero ciego roscado o del muñón roscado para la conexión del vástago de la tobera. El lado de entrada de la masa fundida del cabezal adaptador y su longitud se pueden preparar entonces según necesidad, en plazo breve, mediante un mecanizado de arranque de viruta relativamente reducido. El adaptador semi-acabado puede ya estar provisto eventualmente de un escalón para el acoplamiento de una camisa de calefacción 16 para el cabezal adaptador.

Claims (10)

1. Tobera de herramienta o tobera de máquina para una instalación de moldeo por inyección, cuya tobera consta de un vástago (2) para inyectar la masa fundida en la herramienta de moldeo por inyección o en un componente que conduzca la masa fundida a la herramienta de inyección, así como de un cabezal adaptador (1) fabricado como pieza independiente, para conectar al componente que inyecta la masa fundida en la tobera, donde el vástago (2) y el cabezal adaptador (1) se pueden unir entre sí mediante una única unión roscada, que se puede desmontar sin provocar su destrucción.

2. Tobera de herramienta según la reivindicación 1, caracterizada porque el cabezal adaptador (1) consta de un bloque preferentemente cilíndrico con un conducto para la masa fundida (4) preferentemente central, que en su extremo de salida pasa a un agujero ciego roscado (11), y porque el vástago (2) está provisto de un muñón roscado (21) que se puede enroscar en el agujero ciego roscado (11), y a través del cual se extiende el conducto de masa fundida (4) del vástago.

3. Tobera de herramienta según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque el cabezal adaptador (1) destinado a una tobera de máquina está realizado en su extremo alejado del vástago (2) para conectarlo a la tobera de salida de una máquina de moldeo por inyección.

4. Tobera de herramienta según la reivindicación 3, caracterizada porque el extremo del adaptador destinado a ser conectado a la tobera de máquina lleva un rebaje de acoplamiento (5) para la tobera de máquina, que presenta o bien una superficie de asiento para un anillo de sellado (7) o una superficie de sellado por contacto (8).

5. Tobera de herramienta según las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizada porque el extremo del cabezal del adaptador (1) destinado a ser conectado a la tobera de máquina transcurre oblicuo con respecto al eje longitudinal del conducto de masa fundida (4) del cabezal adaptador.

6. Tobera de herramienta según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque el extremo del cabezal del adaptador destinado a ser conectado a la máquina de moldeo por inyección está realizado para alojar un orificio de salida de la máquina de moldeo por inyección realizado como émbolo de descompresión.

7. Tobera de herramienta según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque el cabezal adaptador (1) destinado a una tobera de herramienta está realizado por su extremo alejado del vástago (2) con una superficie frontal plana (17) que asienta contra un orificio de salida de un bloque de distribución (31).

8. Tobera de herramienta según la reivindicación 1, caracterizada porque el cabezal adaptador (1) consta de un bloque preferentemente cilíndrico con un conducto de masa fundida (4) central, que en su extremo del lado de entrada está provisto de un muñón roscado (15) que rodea al conducto de masa fundida (4), para enroscar en la salida de la máquina de fundición inyectada, y que en su extremo de salida pasa a un agujero roscado ciego (11) dentro del cual se puede enroscar el vástago (2) dotado de un muñón roscado (21).

9. Tobera de herramienta según una de las reivindicaciones 2 a 8, caracterizada porque el agujero roscado ciego (11) citado se encuentra en el vástago (2), y el muñón roscado (21) citado se encuentra en el cabezal adaptador (1).

10. Tobera de herramienta según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el cabezal adaptador (1) está provisto de un escalón de acoplamiento para una camisa de calefacción (16).