ES2568066T3

ES2568066T3 - Dispositivo de moldeo con canales de enfriamiento con etapas sucesivas

Info

Publication number: ES2568066T3
Application number: ES12790229.4T
Authority: ES
Inventors: Thomas Barnes
Original assignee: F&S Tool Inc
Current assignee: F&S Tool Inc
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2012-05-15
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2032-05-15
Also published as: ZA201309266B; EP2714356A2; HK1199227A1; EP2714356B1; MX2013013506A; CN103946001B; KR101946589B1; JP2014517783A; JP6085295B2; KR20140086926A; US8585392B2; US20120301572A1; US20140035194A1; CN103946001A; US9475246B2; WO2012162035A3; AU2012259212A1; CA2836572A1; EP2714356A4; MX344506B

Abstract

Un dispositivo de moldeo para moldear un material plástico, que comprende: un núcleo central (10), que comprende una pluralidad de entradas (22) de núcleo central y una pluralidad de salidas (27) de núcleo central; un borboteador (14), acoplado con el núcleo central (10) y que comprende una entrada (21) de borboteador y una salida (28) de borboteador, en el que el borboteador (14) está configurado para definir adicionalmente una ruta (112) de flujo de refrigerante líquido, de manera que un refrigerante fluya a través de la entrada (21) de borboteador, a través de las entradas (22) de núcleo central, y en el que el borboteador (14) está configurado para definir adicionalmente la ruta (112) de flujo de refrigerante líquido, de modo que el refrigerante fluya desde las salidas ( 27) de núcleo central y al exterior a través de la salida (28) de borboteador; un anillo de enfriamiento (11) dispuesto alrededor del núcleo central (10), comprendiendo el anillo de enfriamiento (11) una pluralidad de ranuras internas, una pluralidad de canales transversales (24), una pluralidad de ranuras arqueadas (25), y una pluralidad de ranuras externas; y un núcleo de rosca (12), dispuesto alrededor del anillo de enfriamiento (11); en el que el núcleo central (10), el anillo de enfriamiento (11), y el núcleo de rosca (12) están configurados para definir una ruta (112) de flujo de líquido refrigerante líquido a través de la cual puede fluir el refrigerante hacia la pluralidad de entradas (22) de núcleo central, a través de una pluralidad de canales internos (23) delimitados por la pluralidad de ranuras internas y el núcleo central (10), a través de la pluralidad de canales transversales (24), a través de una pluralidad de canales arqueados (25), delimitados por la pluralidad de ranuras arqueadas y el núcleo de rosca (12), a través de una pluralidad de canales externos (26) delimitados por la pluralidad de ranuras externas y el núcleo de rosca (12), y a través de la pluralidad de salidas (27) de núcleo central; en el que el núcleo central (10), el anillo de enfriamiento (11), y el núcleo de rosca (12) están configurados para definir la ruta (112) de flujo de refrigerante líquido con unas áreas de sección transversal configuradas para controlar el flujo de refrigerante; en el que el núcleo central (10) está configurado para definir la pluralidad de entradas (22) de núcleo central, con una mayor área de sección transversal combinada que la entrada (21) de borboteador; en el que el núcleo central (10) y el anillo de enfriamiento (11) están configurados para definir la pluralidad de canales internos (23), con un área de sección transversal combinada menor que la entrada (21) de borboteador; y en el que el núcleo de rosca (12) y el anillo de enfriamiento (11) están configurados para definir la pluralidad de canales externos (26), con un área de sección transversal combinada menor que la pluralidad de canales internos (23).

Description

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DESCRIPCION

Dispositivo de moldeo con canales de enfriamiento con etapas sucesivas Campo de la invencion

El moldeo por compresion es un proceso de fabrication conocido para producir objetos moldeados a partir de diversos plasticos. El material plastico se coloca en una cavidad de molde abierta. A continuation, un tapon u otro elemento forzador cierra el molde y comprime el material para que se expanda a la forma de la cavidad del molde. El molde se abre y se expulsa la pieza. Generalmente se calienta previamente el material plastico, a veces por encima del punto de fusion, para hacer que el material plastico sea mas flexible para el moldeo. Una vez que el material plastico se ha comprimido en la forma de la cavidad del molde, puede expulsarse el plastico moldeado y repetirse el ciclo. Este proceso puede repetirse con frecuencia para fabricar rapidamente un numero elevado de objetos moldeados. Para habilitar la operation a alta velocidad, puede enfriarse el molde activamente. Ejemplos de aparatos y procesos de moldeo por inyeccion/compresion se describen en el documento DE 10 2006 028 149, en el que el inserto de enfriamiento muestra una ruta en zigzag sobre la superficie de enfriamiento, y en el documento WO 00/48815, en el que el inserto de enfriamiento muestra rutas arbitrarias de enfriamiento sobre la superficie de enfriamiento (Figura 2).

Sumario

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invencion, se proporciona un dispositivo de moldeo para moldear un material plastico de acuerdo con la reivindicacion 1. De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invencion, se proporciona un metodo de enfriamiento de un dispositivo de moldeo con un llquido refrigerante, de acuerdo con la reivindicacion 5.

Diversos conjuntos de realization incluyen un conjunto de moldeo por compresion o por inyeccion para moldear un material plastico, que presenta una ruta de flujo de refrigerante que incluye una pluralidad de etapas, en el que al menos una de la pluralidad de etapas tiene un area combinada de section transversal mayor que las otras etapas, y en el que la ruta de flujo de refrigerante esta configurada para enfriar un nucleo central del conjunto de moldeo por compresion o por inyeccion.

Otras realizaciones incluyen un dispositivo de moldeo por compresion o por inyeccion para moldear un material plastico, que incluye un borboteador con una entrada de borboteador y una salida de borboteador, un nucleo central situado en un extremo del borboteador con una pluralidad de entradas del nucleo central y una pluralidad de salidas del nucleo central, un anillo de enfriamiento dispuesto alrededor del nucleo central con una pluralidad de ranuras internas, una pluralidad de canales transversales, una pluralidad de ranuras arqueadas, y una pluralidad de ranuras externas, y un nucleo de rosca dispuesto alrededor del anillo de enfriamiento, en el que el borboteador, el nucleo central, el anillo de enfriamiento, y el nucleo de rosca estan configurados de tal manera que un refrigerante llquido pueda fluir a traves de la entrada de borboteador, la pluralidad de entradas del nucleo central, una pluralidad de canales internos delimitados por la pluralidad de ranuras internas y el nucleo central, la pluralidad de canales transversales, una pluralidad de canales arqueados delimitados por la pluralidad de ranuras arqueadas y el nucleo de rosca, una pluralidad de canales externos delimitados por la pluralidad de ranuras externas y el nucleo de rosca, la pluralidad de salidas del nucleo central, y la salida del borboteador .

Otras realizaciones incluyen un metodo para enfriar con un refrigerante llquido un dispositivo de moldeo por compresion o por inyeccion, incluyendo el dispositivo de moldeo por compresion o por inyeccion un borboteador, un nucleo central, un anillo de enfriamiento, y un nucleo de rosca. El metodo incluye dirigir el refrigerante llquido hacia una entrada de borboteador del borboteador, dirigir el refrigerante llquido hacia una pluralidad de entradas de nucleo central del nucleo central, dirigir el refrigerante llquido hacia una pluralidad de canales internos delimitados por una pluralidad de canales internos del anillo de enfriamiento y el nucleo central, dirigir el refrigerante llquido hacia una pluralidad de canales transversales del anillo de enfriamiento, dirigir el refrigerante llquido hacia una pluralidad de canales arqueados delimitados por una pluralidad de ranuras arqueadas del anillo de enfriamiento y el nucleo de rosca, dirigir el refrigerante llquido hacia una pluralidad de ranuras externas del anillo de enfriamiento, dirigir el llquido refrigerante hacia una pluralidad de salidas de nucleo central del nucleo central, y dirigir el refrigerante llquido hacia una salida de borboteador del borboteador.

Breve description de los dibujos

Los dibujos adjuntos, que se incorporan en el presente documento y constituyen parte de la presente memoria, ilustran realizaciones ejemplares de la invencion, y, junto con la descripcion general presentada anteriormente y la descripcion detallada que se presenta a continuacion, sirven para explicar las caracterlsticas de la invencion.

La Figura 1A es una vista en seccion transversal de una pila de cavidad que muestra una ruta de flujo de refrigerante hacia la pila.

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La Figura 1B es una vista en primer plano de la ruta de flujo de refrigerante en la pila de cavidad de la Figura 1A.

La Figura 2 es una vista en perspectiva de un anillo de enfriamiento visto desde la parte inferior.

La Figura 3 es una vista en perspectiva de un anillo de enfriamiento visto desde la parte superior.

La Figura 4 es una vista en seccion transversal de la pila de cavidad de la Figura 1A, pero girada treinta grados para mostrar una ruta de flujo de salida de refrigerante de la pila.

La Figura 5 es una vista en seccion transversal de una pila de cavidad para producir un tapon sin un sello de tapon, que muestra una ruta de flujo de entrada de refrigerante a la pila.

La Figura 6 es una vista en seccion transversal de la pila de cavidad de la Figura 5, pero girada treinta grados para mostrar una ruta de flujo de salida de refrigerante de la pila.

La Figura 7 es un diagrama de flujo de proceso de un metodo de realizacion para enfriar un dispositivo de moldeo por compresion o inyeccion.

Description detallada

A continuation, se describiran en mas detalle los presentes conjuntos, dispositivos y metodos con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran realizaciones de las invenciones. Las presentes realizaciones se proporcionan para que la presente descripcion sea minuciosa y completa, y transmita el alcance de la invention a los expertos en la materia. Los mismos numeros se refieren a los mismos elementos en todo el documento.

La siguiente es una lista de los numeros, y de sus elementos asociados, que aparecen en los dibujos y en la siguiente descripcion de las diversas realizaciones:

10 Nucleo Central

11 Anillo de Enfriamiento

12 Nucleo de Rosca

13 Nucleo de Bandas Inviolables

14 Tubo de borboteador

15 Tubo de aire

16 Tapon de Aire

17 Junta Torica - Nucleo Central

18 Junta Torica - Anillo de Enfriamiento

19 Junta Torica - Mandril

20 Junta Torica - Tapon de Aire

21 Ruta de Flujo de Refrigerante - Entrada de borboteador

22 Ruta de Flujo de Refrigerante - Entrada de Nucleo Central

23 Ruta de Flujo de Refrigerante - Canales Internos del Anillo de Enfriamiento

24 Ruta de Flujo de Refrigerante - Canales Transversales del Anillo de Enfriamiento

25 Ruta de Flujo de Refrigerante - Canales Arqueados del Anillo de Enfriamiento

26 Ruta de Flujo de Refrigerante - Canales Externos del Anillo de Enfriamiento

27 Ruta de Flujo de Refrigerante - Salida de Nucleo Central

28 Ruta de Flujo de Refrigerante - Salida de borboteador

29 Deslingotera

30 Cavidad

31 Anillo Exterior

32 Parte Inferior de la Cavidad

33 Placa de Cubierta

34 Adaptador

35 Tuerca de Maquina

36 Mandril

100 Conjunto de Moldeo por Compresion

102 Conjunto Superior

104 Conjunto inferior

106 Roscas Externas del Nucleo de Rosca

108 Huecos del Sello de Tapon

110 Roscas de Montaje Interno del Nucleo de Rosca

112 Ruta de Flujo de Refrigerante

En la presente descripcion, el termino "ejemplar/es" se usa con el significado "que sirve como ejemplo, caso, o ilustracion". Cualquier implementation descrita en el presente documento como "ejemplar" no debe interpretarse necesariamente como preferida o ventajosa sobre otras implementaciones.

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Las diversas realizaciones proporcionan metodos y dispositivos para el enfriamiento de un conjunto de moldeo por compresion o por inyeccion, lo que permite una mayor velocidad y eficiencia de los ciclos. Las realizaciones proporcionan rutas de flujo de refrigerante a traves de un conjunto de molde, a traves de las cuales un llquido refrigerante (por ejemplo, agua) fluye dentro y fuera de un anillo de enfriamiento, situado alrededor del nucleo del conjunto de moldeo. La ruta de flujo de refrigerante puede dividirse en varios canales dentro del anillo de enfriamiento, y alrededor del mismo, para permitir una transferencia eficiente de calor y unos perfiles termicos mas uniformes dentro del conjunto de molde, de lo que se consigue con los disenos convencionales. La ruta de flujo de refrigerante puede incluir una serie de etapas con diferentes volumenes o dimensiones de seccion transversal, configuradas para regular el flujo de refrigerante. Los metodos y dispositivos de realizacion pueden permitir mayores velocidades de produccion con menores caudales de refrigerante inferior.

La Figura 1A es una vista en seccion transversal de una realizacion de un conjunto 100 de moldeo por compresion, que puede utilizarse para moldear tapones de plastico. El conjunto 100 de moldeo puede comprender un conjunto superior 102 y un conjunto 104 inferior. El conjunto superior 102 puede incluir una deslingotera 29, un nucleo 13 de bandas inviolables, un nucleo 12 de rosca, un anillo 11 de enfriamiento, un nucleo central 10, y un mandril 36.

En funcionamiento, el nucleo central 10 puede entrar en contacto con un material plastico (no mostrado) y comprimirlo. Alrededor del nucleo central 10 esta configurado un anillo 11 de enfriamiento. Alrededor del anillo 11 de enfriamiento esta configurado un primer extremo de un nucleo 12 de rosca. El nucleo de rosca 12, el anillo 11 de enfriamiento, y el nucleo central 10 son concentricos alrededor de un eje central, como se muestra en la Figura 1A.

Un segundo extremo del nucleo 12 de rosca puede estar montado alrededor de un mandril 36. En la realizacion ilustrada en la Figura 1A, el nucleo 12 de rosca esta situado dentro de un nucleo 13 de banda inviolable que forma bandas inviolables para los tapones. Sin embargo, el nucleo 13 de banda inviolable es opcional, y mas adelante se describe una realizacion sin este componente, con referencia a las Figuras 5 y 6. El nucleo 13 de banda inviolable puede estar montado dentro de una deslingotera 29, que puede empujar un tapon formado para sacarlo del conjunto de molde 100 despues formar el tapon. En funcionamiento, el conjunto 104 inferior puede moverse con respecto al conjunto superior 102, para comprimir el material plastico dentro del volumen entre los dos conjuntos.

El conjunto 104 inferior puede incluir una cavidad 30 con una cavidad inferior 32. Durante el funcionamiento, puede cargarse el material plastico dentro de la cavidad 30, y comprimirse el mismo moviendo los conjuntos superior o inferior el uno con respecto al otro. Normalmente, el conjunto superior 102 esta enroscado en un carrusel, mientras que el conjunto inferior 104 esta unido a un mecanismo de prensado (por ejemplo, un ariete hidraulico), que hace subir y bajar el conjunto inferior con respecto al conjunto superior 102. El material plastico comprimido toma la forma del espacio abierto situado dentro de la cavidad del molde, entre el conjunto inferior 104 y el conjunto superior 102. Por ejemplo, en el conjunto 100 de la Figura 1A el material plastico comprimido llena los llmites de la cavidad 30 y la cavidad inferior 32.

El conjunto inferior 104 tambien puede incluir un anillo exterior 31 y una placa 33 de cubierta. El conjunto inferior 104 puede estar cargado sobre un adaptador 34, que puede estar enroscado a un soporte o mecanismo de prensa. Una tuerca de la maquina 35 puede incluir un labio que se coloca alrededor del anillo exterior 31 y actua para retener el conjunto inferior 104 con el apoyo o mecanismo de prensado.

El conjunto superior 102 de molde mostrado en la Figura 1A incluye un tubo 14 de borboteador y un tubo 15 de aire dentro del mandril 36. El tubo 15 de aire y el tubo 14 de borboteador pueden ser concentricos alrededor del eje longitudinal del mandril 36, estando dispuesto el tubo 15 de aire dentro del tubo 14 de borboteador. El tubo 15 de aire puede extenderse hasta un tapon 16 de aire dentro del nucleo central 10. Puede aplicarse aire a presion a traves del tubo 15 de aire y al interior del tapon 16 de aire. Durante el funcionamiento, el aire dirigido por el tapon 16 de aire se puede utilizar para ayudar a expulsar del nucleo central 10 un tapon de plastico moldead, evitando por ejemplo la formacion de un vaclo entre el tapon moldeado y el conjunto superior 102.

A traves de la entrada 21 de borboteador se suministra un refrigerante, tal como agua u otros llquidos. La entrada de borboteador puede estar definida por las superficies interiores del tubo 14 de borboteador y las superficies exteriores del tubo 15 de aire. El tubo 14 de borboteador puede estar configurado para mantener el refrigerante libre de aire y otros gases. El refrigerante fluye desde la entrada 21 de borboteador hasta una pluralidad de entradas 22 de nucleo central. Las multiples entradas 22 de nucleo central estan definidas por superficies en el interior del nucleo central 10. Durante el funcionamiento, el refrigerante fluye desde las entradas 22 de nucleo central hacia los canales internos 23 adyacentes al anillo 11 de enfriamiento, estando definidos los canales internos 23 por la superficie exterior del nucleo central y por una pluralidad de ranuras, situadas en la superficie interna del anillo 11 de enfriamiento. A continuacion, el refrigerante fluye hacia unos canales transversales 24 definidos por una pluralidad de orificios, que se extienden radialmente desde una superficie interior hasta una superficie exterior del anillo 11 de enfriamiento. Mas adelante se describe con mas detalle la orientacion de las ranuras que forman los canales internos 23 y los canales transversales 24 en el anillo 11 de enfriamiento, con referencia a las Figuras 2 y 3.

Para sellar las rutas de flujo de refrigerante a traves de las diversas partes, para evitar fugas y la entrada de aire, el conjunto 100 tambien puede incluir una cantidad de juntas toricas entre las diversas partes. Por ejemplo, en la

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Figura 1A, la junta torica 17 del nucleo central forma un sello entre el nucleo central 10 y el anillo 11 de enfriamiento, que evita fugas del refrigerante que fluye por los canales internos 23 o que entra en los canales transversales 24. De manera similar, la junta torica 18 del anillo de enfriamiento forma un sello entre el nucleo 12 de rosca y el anillo 11 de enfriamiento, evitando fugas del refrigerante que fluye por los canales externos 25 o que sale por los canales transversales 24. Una junta torica 19 del mandril puede formar un sello en la parte superior del nucleo 12 de rosca. Una junta torica 20 de tapon de aire puede impedir que el refrigerante contenido en el nucleo central 22 entre en el tapon de aire, y evitar que entre aire en el llquido refrigerante.

La Figura 1B es una vista en primer plano de una porcion del conjunto 100 mostrado en la Figura 1A, que ilustra mejor la ruta 112 de flujo del refrigerante a traves del conjunto de esta realization. La ruta 112 de flujo de refrigerante esta definida por varias superficies del nucleo central 10, el anillo 11 de enfriamiento, y el nucleo 12 de rosca. El refrigerante que fluye hacia el conjunto de la realizacion ilustrada, mostrado con un signo de suma rayado, pasa hacia abajo a traves del tubo 14 de borboteador, hacia las entradas 22 del nucleo central dentro del nucleo central 10. El refrigerante fluye fuera de las entradas 22 del nucleo central, hacia los canales internos 23. Los canales internos 23 estan formados en el volumen entre las ranuras transversales de la superficie interior del anillo 11 de enfriamiento y la superficie exterior del nucleo central 10. El refrigerante fluye desde los canales internos 23 hacia los canales transversales 24 que atraviesan la pared del anillo 11 de enfriamiento, desde la superficie interior del anillo 11 de enfriamiento hasta la superficie exterior del anillo 11 de enfriamiento. Al salir de los canales transversales 24, el llquido refrigerante puede fluir alrededor de la circunferencia del anillo 11 de enfriamiento, por los canales arqueados que dirigen el refrigerante a una ruta de flujo de retorno, a traves de unas rutas de flujo longitudinal formadas por unas ranuras longitudinales en la superficie exterior del anillo 11 de enfriamiento, estando definida la ruta de flujo por la estructura de ranura y por una superficie interior del nucleo 12 de rosca.

La Figura 1B tambien ilustra caracterlsticas del nucleo 12 de rosca. El nucleo 12 de rosca puede incluir unas roscas externas 106 configuradas para moldear las roscas de cierre de los tapones. El nucleo 12 de rosca tambien puede incluir unas roscas internas 110 de montaje. El nucleo central 10 puede montarse a traves del anillo 11 de enfriamiento y enganchar con las roscas 110 de montaje del nucleo 12 de rosca. Tal montaje puede mantener las tres piezas juntas y formar los canales de enfriamiento entre las mismas. Cuando esta montado, entre el anillo 11 de enfriamiento y el nucleo central 10 esta formado un hueco 108 de sello de tapon, hacia el que fluye el material plastico comprimido durante las operaciones de prensado.

Las Figuras 2 y 3 muestran el anillo 11 de enfriamiento aislado. Con referencia a la Figura 2, los canales internos 23 de flujo estan definidos parcialmente por unas ranuras de la superficie interior del anillo 11 de enfriamiento. La otra superficie que define los canales internos 23 es la superficie exterior del nucleo central 10, cuando el nucleo central

10 y el anillo 11 de enfriamiento estan montados entre si. Como se ha analizado anteriormente, el llquido refrigerante fluye verticalmente a traves de los canales internos 23 formados entre el nucleo central 10 y el anillo 11 de enfriamiento, y despues radialmente hacia fuera a traves de una pluralidad de canales transversales 24, que son orificios que pasan a traves de la pared del anillo 11 de enfriamiento.

Con referencia a la Figura 3, el refrigerante que fluye desde el interior del anillo 11 de enfriamiento a traves de los canales transversales 24, fluye hacia uno o mas canales arqueados 25 que pasan alrededor de la parte exterior del anillo 11 de enfriamiento. La Figura 3 muestra estos canales arqueados 25 formados por ranuras en la superficie exterior del anillo 11 de enfriamiento. La otra superficie que define los canales arqueados de flujo es el interior del nucleo 12 de rosca, cuando el nucleo 12 de rosca y el anillo 11 de enfriamiento estan montados entre si. El refrigerante fluye a traves de los canales arqueados 25 hasta una pluralidad de canales 26 de flujo longitudinal situados en la superficie exterior del anillo 11 de enfriamiento. Estos canales externos 26 de flujo longitudinal estan definidos en un lado por las ranuras longitudinales, etiquetadas con el numero 26, situadas en el exterior del anillo

11 de enfriamiento, y por las superficies interiores del nucleo 12 de rosca, cuando el anillo 11 de enfriamiento y el nucleo 12 de rosca estan montados entre si.

Las Figuras 2 y 3 muestran una realizacion del anillo 11 de enfriamiento en la que el anillo esta formado como un solo componente. Sin embargo, en otras realizaciones, el anillo de enfriamiento puede ser un conjunto que comprenda una pluralidad de componentes. Por ejemplo, una pluralidad de componentes pueden estar unidos o sellados entre si, por ejemplo con juntas toricas adicionales, para formar un anillo de enfriamiento compuesto. Uno o mas de la pluralidad de componentes pueden definir los diversos canales, como se ha descrito en relation con el anillo 11 de enfriamiento.

La Figura 4 ilustra el mismo conjunto 100 de moldeo ejemplar que la Figura 1A, pero en un angulo diferente de rotation sobre el eje longitudinal, con el fin de revelar la ruta de flujo de refrigerante que sale del conjunto 100 de molde. En las Figuras 1A y 1B, se muestra el conjunto 100 en una primera orientation que muestra el refrigerante fluyendo hacia el conjunto. En la Figura 4, se ha girado treinta grados el conjunto para mostrar las rutas de flujo de salida de refrigerante, que estan separadas treinta grados de las rutas interiores 23 de flujo alrededor del anillo 11 de enfriamiento. Como se muestra en la Figura 4, en esta realizacion el refrigerante sale por los canales transversales 24 y fluye a traves de los canales arqueados 25, alrededor del anillo 11 de enfriamiento, antes de llegar a los canales externos 26, desde donde el flujo se dirige hacia arriba a lo largo de la superficie exterior del anillo 11 de enfriamiento. De nuevo, en las figuras 2 y 3 se muestran detalles de las ranuras del anillo de enfriamiento que

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forman los canales externos 26 de flujo, Incluyendo como estos canales de flujo estan desplazados entre si por un angulo sobre el eje longitudinal. En la realizacion ilustrada en las figuras, este angulo de desplazamiento es de treinta grados aproximadamente, pero el angulo puede variar en funcion del numero de canales de enfriamiento en cada etapa del conjunto.

El refrigerante puede fluir desde los canales externos 26 hacia las salidas 27 de nucleo central. Unas superficies del interior del nucleo central 10 pueden definir multiples salidas 27 de nucleo central, de manera similar a las entradas 22 de nucleo central. Las salidas 27 de nucleo central conducen el flujo de refrigerante a la salida 28 de borboteador, que dirige el flujo de refrigerante fuera del conjunto 100 de moldeo. La ruta de flujo a la salida 28 de borboteador puede pasar a traves del volumen definido por una superficie exterior del tubo 14 de borboteador y una superficie interior del mandril 36.

En la realizacion ilustrada en las figuras, el refrigerante entra en contacto con el nucleo central 10, el anillo 11 de enfriamiento, y el nucleo 12 de rosca mientras pasa a traves de varios volumenes de la ruta 112 de flujo de refrigerante. Esto permite transferir calor al refrigerante desde estas partes, y eliminarlo del conjunto 100 a medida que el refrigerante fluye fuera de la salida 28 de borboteador. Varias etapas de la ruta 112 de flujo de refrigerante pueden incluir multiples canales. Los multiples canales por etapa pueden aumentar la superficie de contacto con las partes, y mejorar la transferencia de calor. Los multiples canales y rutas de flujo pueden estar disenados, o dispuestos, para asegurar una distribucion uniforme del calor dentro de las partes del conjunto de molde, evitando as! que los puntos calientes localizados afecten negativamente al rendimiento del conjunto 100 de moldeo durante las operaciones de moldeo de gran volumen.

Los diversos canales de la ruta 112 de flujo de llquido refrigerante estan dimensionados con areas de seccion transversal disenadas para impartir un comportamiento deseable del flujo de refrigerante. El area de seccion transversal combinada de la pluralidad de entradas de nucleo central es mayor que el area de seccion transversal de la entrada 21 de borboteador. El area de seccion transversal combinada de los canales internos 23 es menor que el area de seccion transversal de la entrada 21 de borboteador. El area de seccion transversal combinada de los canales externos 26 es menor que el area combinada de los canales internos 23. Estos parametros dimensionales pueden asegurar un flujo uniforme a traves del conjunto superior 102 de molde durante el funcionamiento.

Las relaciones de las areas de seccion transversal entre las porciones de la ruta de flujo pueden configurarse para controlar el flujo de refrigerante, y de esta manera mejorar la transferencia de calor. Cada elemento o etapa sucesiva puede tener una relacion de area de flujo con la etapa precedente que este configurada para mejorar la transferencia de calor en cada etapa. Cada relacion de area de flujo puede estar relacionada con el area de seccion transversal de la entrada 21 de borboteador, o con otra etapa en la ruta 112 de flujo de refrigerante. Por ejemplo, en un conjunto con las relaciones de area de flujo anteriormente descritas, las entradas 23 de nucleo central pueden tener una mayor area de seccion transversal combinada que otras porciones del conjunto. Las porciones posteriores de la ruta de flujo de refrigerante a traves del conjunto superior 102 pueden tener una menor area de seccion transversal combinada, que se corresponda con un aumento de la velocidad de flujo y una menor presion con un flujo volumetrico constante. Por lo tanto, el refrigerante puede experimentar un gradiente de presion a lo largo de la ruta 112 de flujo del refrigerante. Este gradiente de presion se puede utilizar para regular el flujo de refrigerante a traves del conjunto superior 102, y para mejorar la transferencia de calor al refrigerante desde los elementos del molde.

Realizaciones alternativas pueden incluir nucleos centrales, anillos de enfriamiento, o nucleos de rosca con diferentes formas. Las realizaciones que requieran un mayor enfriamiento pueden incluir un mayor numero de canales de enfriamiento. Alternativamente, las realizaciones que requieran un menor enfriamiento pueden incluir menos canales de refrigerante, y por lo tanto reducir la cantidad de refrigerante usado. En realizaciones adicionales, algunos de los componentes ilustrados y descritos en el presente documento como elementos separados pueden combinarse para formar componentes individuales, que presenten las mismas caracterlsticas o caracterlsticas similares y que lleven a cabo las mismas funciones o funciones similares. Ademas, los componentes ilustrados y descritos en el presente documento como estructuras unitarias pueden formarse como conjuntos de multiples componentes.

La Figura 5 ilustra una realizacion alternativa de un conjunto de moldeo. La realizacion ilustrada en la Figura 5 incluye muchos de los mismos elementos que el conjunto 100 de molde anteriormente descrito, con referencia a las Figuras 1A, 1B, 4. Sin embargo, en la realizacion ilustrada en la Figura 5, el nucleo central 10 y el anillo 11 de enfriamiento estan configurados de manera diferente, de modo que la parte inferior del nucleo central 10 se extienda hasta el nucleo 12 de rosca. Esta realizacion puede no incluir los huecos 108 de sello de tapon mostrados en la Figura 1B, y por lo tanto los tapones producidos no tendran un sello de tapon. Un sello de tapon puede ser un sello que encaje dentro del labio de un recipiente acoplado con un tapon. En esta realizacion, el anillo 11 de enfriamiento puede no hacer contacto directo con el material plastico que se este moldeando. El calor puede transferirse al anillo 11 de enfriamiento desde el material de plastico de manera indirecta, a traves del nucleo central 10 o el nucleo 12 de rosca.

La Figura 6 ilustra la realizacion de la Figura 5 girada treinta grados, para mostrar la ruta de salida del refrigerante desde el conjunto superior 102. Al igual que en la Figura 5, el conjunto puede no incluir los huecos 108 de sello de

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tapon, y el anillo 11 de enfriamiento puede estar configurado para no hacer contacto con el material plastico que se este moldeando.

Otras realizaciones incluyen metodos de enfriamiento de un conjunto de moldeo. Estas realizaciones de metodos pueden incluir dirigir el refrigerante llquido a traves de una o mas de las estructuras analizadas anteriormente, mientras se forman piezas de plastico mediante moldeo por compresion o por inyeccion. La Figura 7 ilustra una realizacion de un metodo 200, en el que se dirige el refrigerante llquido hacia diversos elementos de la ruta 112 de flujo de refrigerante. Especlficamente, en la etapa 202 puede dirigirse el refrigerante llquido hacia una entrada de borboteador, o a traves de la misma, en la etapa 204 a traves de una pluralidad de entradas de nucleo central, en la etapa 206 a traves de una ruta de flujo longitudinal definida por la pluralidad de ranuras internas en el anillo de enfriamiento, en la etapa 208 a traves de una pluralidad de orificios que atraviesan el anillo de enfriamiento, en la etapa 210 circunferencialmente a traves de rutas de flujo definidas por una pluralidad de ranuras arqueadas del anillo de enfriamiento, en la etapa 212 a traves de una ruta de flujo longitudinal definida por una pluralidad de ranuras externas del anillo de enfriamiento, en la etapa 214 a traves de una pluralidad de salidas de nucleo central, y en la etapa 216 fuera del conjunto a traves de una salida de borboteador.

Otras realizaciones incluyen conjuntos de moldeo por inyeccion con rutas de flujo de refrigerante segun lo descrito en el presente documento. A pesar de que las Figuras 1A-6 ilustran rutas de flujo en realizaciones de conjuntos de moldeo por compresion, en otras realizaciones pueden incluirse configuraciones y rutas de flujo de refrigerante similares en conjuntos de moldeo por inyeccion. Por ejemplo, varias realizaciones pueden incluir conjuntos de moldeo por inyeccion a traves de los cuales un llquido refrigerante, tal como agua, fluya hacia un anillo de enfriamiento alrededor del nucleo del conjunto de moldeo, y fuera del mismo. Realizaciones de conjuntos de moldeo por inyeccion pueden incluir una ruta de flujo de refrigerante de tal manera que pueda dirigirse el refrigerante llquido hacia una entrada de borboteador, o a traves de la misma, a traves de una pluralidad de entradas de nucleo central, a traves de una ruta de flujo longitudinal definida por una pluralidad de ranuras internas del anillo de enfriamiento, a traves de una pluralidad de orificios que atraviesen el anillo de enfriamiento, circunferencialmente a traves de rutas de flujo definidas por una pluralidad de ranuras arqueadas del anillo de enfriamiento, a traves de una ruta de flujo longitudinal definida por una pluralidad de ranuras externas del anillo de enfriamiento, a traves de una pluralidad de salidas de nucleo central, y fuera del conjunto a traves de una salida de borboteador. Adicionalmente, los conjuntos de moldeo por inyeccion pueden incluir una ruta de flujo de inyeccion de plastico, a traves de la cual pueda inyectarse en el molde el material plastico para formar el tapon. La ubicacion y la configuracion de tal flujo de inyeccion de plastico dentro del conjunto de molde pueden variar, y no son crlticas para el alcance de las reivindicaciones.

La anterior descripcion de las diversas realizaciones se proporciona para permitir que los expertos en la materia fabriquen o utilicen la presente invencion. Diversas modificaciones a estas realizaciones resultaran evidentes para los expertos en la materia, y los principios genericos definidos en el presente documento pueden aplicarse a otras realizaciones sin apartarse del alcance de la invencion. Asl, la presente invencion no esta destinada a limitarse a las realizaciones mostradas en el presente documento, sino que esta definida por el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de moldeo para moldear un material plastico, que comprende:

un nucleo central (10), que comprende una pluralidad de entradas (22) de nucleo central y una pluralidad de salidas (27) de nucleo central;

un borboteador (14), acoplado con el nucleo central (10) y que comprende una entrada (21) de borboteador y una salida (28) de borboteador, en el que el borboteador (14) esta configurado para definir adicionalmente una ruta (112) de flujo de refrigerante llquido, de manera que un refrigerante fluya a traves de la entrada (21) de borboteador, a traves de las entradas (22) de nucleo central, y en el que el borboteador (14) esta configurado para definir adicionalmente la ruta (112) de flujo de refrigerante llquido, de modo que el refrigerante fluya desde las salidas ( 27) de nucleo central y al exterior a traves de la salida (28) de borboteador;

un anillo de enfriamiento (11) dispuesto alrededor del nucleo central (10), comprendiendo el anillo de enfriamiento (11) una pluralidad de ranuras internas, una pluralidad de canales transversales (24), una pluralidad de ranuras arqueadas (25), y una pluralidad de ranuras externas; y un nucleo de rosca (12), dispuesto alrededor del anillo de enfriamiento (11);

en el que el nucleo central (10), el anillo de enfriamiento (11), y el nucleo de rosca (12) estan configurados para definir una ruta (112) de flujo de llquido refrigerante llquido a traves de la cual puede fluir el refrigerante hacia la pluralidad de entradas (22) de nucleo central, a traves de una pluralidad de canales internos (23) delimitados por la pluralidad de ranuras internas y el nucleo central (10), a traves de la pluralidad de canales transversales (24), a traves de una pluralidad de canales arqueados (25), delimitados por la pluralidad de ranuras arqueadas y el nucleo de rosca (12), a traves de una pluralidad de canales externos (26) delimitados por la pluralidad de ranuras externas y el nucleo de rosca (12), y a traves de la pluralidad de salidas (27) de nucleo central; en el que el nucleo central (10), el anillo de enfriamiento (11), y el nucleo de rosca (12) estan configurados para definir la ruta (112) de flujo de refrigerante llquido con unas areas de seccion transversal configuradas para controlar el flujo de refrigerante;

en el que el nucleo central (10) esta configurado para definir la pluralidad de entradas (22) de nucleo central, con una mayor area de seccion transversal combinada que la entrada (21) de borboteador;

en el que el nucleo central (10) y el anillo de enfriamiento (11) estan configurados para definir la pluralidad de canales internos (23), con un area de seccion transversal combinada menor que la entrada (21) de borboteador;

y

en el que el nucleo de rosca (12) y el anillo de enfriamiento (11) estan configurados para definir la pluralidad de canales externos (26), con un area de seccion transversal combinada menor que la pluralidad de canales internos (23).
2. El dispositivo de moldeo de la reivindicacion 1, en el que:

el nucleo central (10) esta configurado para moldear tapones; y/o

el nucleo de rosca (12) comprende roscas externas.
3. El dispositivo de moldeo de la reivindicacion 2, en el que el anillo de enfriamiento (11) esta configurado para contactar directamente con el material plastico durante una operacion de moldeo.
4. El dispositivo de moldeo de la reivindicacion 1, en el que el dispositivo de moldeo es un dispositivo de moldeo por inyeccion, o un dispositivo de moldeo por compresion.
5. Un metodo de enfriamiento de un dispositivo de moldeo con refrigerante llquido, comprendiendo el dispositivo de moldeo un borboteador (14), un nucleo central (10), un anillo de enfriamiento (11), y un nucleo de rosca (12), comprendiendo el metodo:

configurar el nucleo central (10), el anillo de enfriamiento (11), y el nucleo de rosca (12) para que definan una ruta (112) de flujo de refrigerante llquido con unas areas de seccion transversal, configuradas para controlar el flujo de refrigerante mediante:

la disposicion del anillo de enfriamiento (11) alrededor del nucleo central (10);

la configuracion del nucleo central (10) para que defina una pluralidad de entradas (22) de nucleo central, con una mayor area de seccion transversal combinada que una entrada (21) de borboteador; la configuracion del nucleo central (10) y el anillo de enfriamiento (11) para que definan una pluralidad de canales internos (23), con un area de seccion transversal combinada menor que la entrada (21) de borboteador; y

la configuracion del nucleo de rosca (12) y el anillo de enfriamiento (11) para que definan una pluralidad de canales exteriores (26), con un area de seccion transversal combinada menor que la pluralidad de canales internos (23); comprendiendo el metodo comprende adicionalmente:

dirigir el refrigerante llquido hacia la entrada (21) de borboteador del borboteador (14);

10

15

dirigir el llquido refrigerante llquido desde el borboteador (14) hacia la pluralidad de entradas (22) de nucleo central del nucleo central (10);

dirigir el refrigerante llquido desde las entradas (22) de nucleo central hacia la pluralidad de canales internos (23), delimitados por una pluralidad de ranuras internas del anillo de enfriamiento (11) y el nucleo central (10); dirigir el refrigerante llquido desde la pluralidad de canales internos (23) hacia una pluralidad de canales transversales (24) del anillo de enfriamiento (11);

dirigir el llquido refrigerante llquido desde la pluralidad de canales transversales (24) hacia una pluralidad de canales arqueados (25), delimitados por una pluralidad de ranuras arqueadas del anillo de enfriamiento (11) y el nucleo de rosca (12);

dirigir el llquido refrigerante desde la pluralidad de canales arqueados (25) hacia la pluralidad de canales externos (26), definidos por las ranuras externas del anillo de enfriamiento (11) y el nucleo de rosca (12); dirigir el refrigerante llquido desde la pluralidad de canales externos (26) hacia una pluralidad de salidas (27) de nucleo central del nucleo central (10); y

dirigir el llquido refrigerante desde la pluralidad de salidas (27) de nucleo central hacia una salida (28) de borboteador del borboteador (14), y fuera del dispositivo de moldeo.