ES2589727T3 - Dispositivo y procedimiento para la manipulación de una dosis de material plástico en estado fundido - Google Patents

Dispositivo y procedimiento para la manipulación de una dosis de material plástico en estado fundido Download PDF

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ES2589727T3 ES07735637.6T ES07735637T ES2589727T3 ES 2589727 T3 ES2589727 T3 ES 2589727T3 ES 07735637 T ES07735637 T ES 07735637T ES 2589727 T3 ES2589727 T3 ES 2589727T3
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Abstract

Dispositivo de moldeo de un artículo de material plástico en el cual el artículo es obtenido por compresión de una dosis de material plástico (3) en estado fundido entre las dos partes de un molde, que comprende al menos una alimentación de material plástico (1), un vástago (11) deslizante en el interior de un casquillo (8) adaptado para soportar temporalmente la citada dosis de material plástico (3), un molde de cabeza de artículo (6, 7), un mandril (18) que coopera con el citado molde (6, 7), comprendiendo el casquillo (8) una cara superior (16) y una pared lateral (17); estando caracterizado el dispositivo por el hecho de que el mismo comprende medios de depósito de la dosis sobre el casquillo (1, 2) que están adaptados de manera que la cantidad de material plástico (22) dispuesta por encima de un plano (20) coincidente con la cara superior (16) del casquillo (8) se sitúa entre el 20% y el 40% de la masa total de la dosis (3).

Description

DESCRIPCION
Dispositivo y procedimiento para la manipulacion de una dosis de material plastico en estado fundido Ambito de la invencion
La presente invencion concierne al moldeo por compresion de artmulos de material plastico en el cual un artmulo es 5 obtenido por compresion de una dosis de material plastico en estado fundido entre las dos partes de un molde.
La presente invencion se aplica de modo mas particular a la realizacion de tubos de material plastico por ejemplo dentifricos o cosmeticos, estando formado el tubo por un cuerpo cilmdrico flexible unido a una cabeza que comprende un resalte y un orificio. En este caso particular, la cabeza del tubo es formada y simultaneamente soldada al cuerpo en una operacion. La cabeza de tubo es realizada a partir de una dosis de material fundido 10 formado y comprimido entre una herramienta inferior denominada conjunto matriz y una herramienta superior denominada mandril sobre la cual es encajado el cuerpo cilmdrico flexible. La temperatura del material es tal que el mismo se suelda al cuerpo del tubo. En una maquina de produccion de tubos, varios moldes estan generalmente animados de un movimiento discontinuo (o continuo), siendo sometido cada molde a las diferentes etapas del procedimiento (carga del cuerpo de tubo, deposito de la dosis de material plastico, compresion moldeo, enfriamiento, 15 desmolde y descarga del tubo).
Estado de la tecnica
En el estado de la tecnica son conocidos dispositivos y procedimientos de realizacion de tales tubos.
A tftulo de ejemplo, pueden citarse la solicitud DE 103 49 837 y la patente US 4 943 405 cuyo contenido es incorporado como referencia en la presente solicitud en lo que concierne a la descripcion de los citados 20 procedimientos y dispositivos.
La solicitud DE 103 49 837 describe un dispositivo y procedimiento de produccion de tubos en los cuales es depositada una dosis en forma anular sobre un casquillo que hace la funcion de soporte intermedio y a traves del cual esta montado un vastago deslizante. El vastago es mantenido en posicion superior por intermedio de un muelle y es empujado contra la fuerza del muelle durante la introduccion del mandril en la matriz para formar la cabeza.
25 En la patente US 4.943.405, y como esta representado en la figura 1 de la misma, una dosis de material plastico en forma anular es depositada desde una alimentacion sobre la cara superior de un casquillo y alrededor del vastago que sirve para formar el orificio en el resalte. La salida de la alimentacion esta rodeada por una boquilla anular que permite la proyeccion de aire a presion para separar la dosis depositada de la alimentacion, una vez que haya sido depositada la cantidad deseada. Una vez depositada la dosis sobre el casquillo, se retira la alimentacion y se lleva 30 un mandril que tiene la forma del resalte que haya que crear. La cara frontal del mandril entra en contacto con la cara superior del vastago y el conjunto casquillo-vastago es empujado al interior de la matrices de resalte y de fileteado para formar la cabeza que sera la extremidad del tubo. Las figuras 3 y 4 de esta patente ilustran esta etapa de formacion de la cabeza y de la soldadura de la misma al cuerpo del tubo llevado por el mandril. El orificio de la cabeza es formado por el vastago que se desplaza longitudinalmente en el interior del casquillo. Durante esta etapa 35 de formacion de la cabeza y desplazamiento del mandril en el interior de la matriz, el vastago es empujado axialmente en el interior del casquillo por el mandril desde una posicion superior a una posicion inferior en la cual el mismo sirve para formar un orificio en el resalte que sobresale de la cara superior del casquillo.
El problema que se encuentra en la patente US 4.943.405 y en la solicitud DE 103 49 837 esta relacionado con el posicionamiento temporal de la dosis de material plastico sobre el casquillo. Segun la reparticion del material plastico 40 entre la superficie y la pared lateral del casquillo, la calidad del artmulo moldeado puede ser considerablemente mejorada o degradada.
Asf, uno de los objetivos de la invencion es mejorar los procedimientos y dispositivos conocidos.
De modo mas particular, uno de los objetivos de la invencion es proponer un sistema que permita una reparticion adecuada del material plastico sobre el casquillo.
45 Otro objetivo de la invencion es proponer un procedimiento de formacion de resaltes de tubos que sea mas eficaz que los procedimientos conocidos.
Descripcion general de la invencion
La invencion concierne por tanto a un dispositivo de moldeo de un artmulo plastico en el cual el artmulo es obtenido por la compresion de una dosis de material plastico en estado fundido entre las dos partes de un molde, que 50 comprende al menos una alimentacion de material plastico, un vastago deslizante en el interior de un casquillo adaptado para soportar temporalmente la citada dosis de material plastico, un molde de cabeza de artmulo, un mandril que coopera con el citado molde, comprendiendo el casquillo una cara superior y una pared lateral. El dispositivo de acuerdo con la invencion esta caracterizado por el hecho de que el mismo comprende medios de deposito de la dosis sobre el casquillo que estan adaptados de manera que la cantidad de material plastico
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depositada por encima de un plano coincidente con la superficie superior del casquillo se situe entre el 20% y el 40% de la masa total de la dosis.
Preferentemente, la relacion entre la masa de material por encima del plano y la masa de material por debajo del plano se situa en torno al 30/70.
Descripcion detallada de la invencion
La invencion se comprendera mejor en lo que sigue por la descripcion de un modo de realizacion de la misma y de las figuras referidas a la misma, en las cuales:
La figura 1 representa la parte inferior del molde, conjunto matriz,
la figura 1A una variante del modo de ejecucion de la figura 1,
la figura 2 representa una boquilla de dosificacion abierta que forma una dosis de material plastico en la parte inferior del molde,
la figura 3 representa una boquilla de dosificacion cerrada y dosis situada en la parte inferior del molde,
la figura 4 corresponde a la figura 3, pero con vastago de orificio de diametro pequeno,
la figura 5 corresponde a la figura 3 pero con vastago de orificio de diametro grande,
la figura 6 representa el mandril y el conjunto matriz al inicio de la fase de compresion, y
la figura 7 representa el final de la fase de compresion,
la figura 8 ilustra el modo en el que la dosis es depositada sobre el casquillo.
La figura 1 representa la parte inferior del molde en posicion de reposo, denominada conjunto matriz, que comprende una matriz de resalte 6 que formara la parte exterior de la cabeza de tubo, una matriz de fileteado 7 en varias partes para permitir el desmolde del fileteado y, en el eje de simetna del dispositivo, un casquillo 8 que se puede desplazar en traslacion segun el eje A. El casquillo 8 comprende un primer resalte 8a que limita su carrera entre dos topes 9 y 10.
El conjunto matriz comprende igualmente un vastago de orificio 11 que es utilizado para formar el orificio del resalte. El vastago de orificio 11 comprende un resalte 24 en su parte inferior y puede deslizar en el interior del casquillo 8. La carrera del vastago de orificio 11 esta limitada en posicion superior por medio del resalte 24 y de un tope 12 dispuesto en el casquillo. La carrera del vastago de orificio 11 esta igualmente limitada en posicion inferior por un pasador 13, por ejemplo de forma cilmdrica, y por un tope 14 dispuesto en el casquillo 8, estando formado el tope 14 por la pared inferior de un agujero oblongo 8b en el citado casquillo 8. El pasador 13 es preferentemente colocado, por ejemplo empujado, perpendicularmente en un agujero en el vastago 11. Este pasador permite bloquear de modo franco el desplazamiento relativo en el sentido axial del vastago 11 y del casquillo 8. Este bloqueo tiene particularmente importancia una vez que la dosis de material haya sido depositada y que el mandril este en contacto con la cara superior del vastago, para formar el resalte. En los sistemas conocidos que utilizan muelles, en tal posicion, el vastago podfa desplazarse todavfa, especialmente bajo el efecto del material que es moldeado por compresion en este procedimiento y asf dar lugar a defectos, como por ejemplo un orificio obstruido o deformado. O un orificio de diametro equivalente al diametro exterior del casquillo 8.
La figura 1A presenta una variante del dispositivo de la figura 1 en el cual el resalte 24 del vastago de orificio 11 esta suprimido y el tope superior 23 esta realizado por el contacto del pasador cilmdrico 13 sobre la pared superior del agujero oblongo 8b. Esta variante presenta la ventaja de una gran simplicidad de fabricacion y de puesta en practica. Utilizando un solo pasador para los dos topes 14, 23, se simplifica la construccion del dispositivo.
Los desplazamientos relativos del casquillo 8 y del vastago de orificio 11 son realizados por un accionador (no representado) tal como un muelle o un gato neumatico que actuan sobre el vastago de orificio 11.
En las figuras 2 y 3, se han representado las etapas de deposito de una dosis de material plastico fundido. Una boquilla de dosificacion 1, situada por encima de la matriz 6 y concentrica con el casquillo 8, forma una dosis 3 de material plastico fundido. La boquilla de dosificacion 1 es alimentada por una extrusora (no ilustrada) conocida en el estado de la tecnica.
En la figura 2, la valvula 2 efectua una carrera lineal generada por un accionador (no ilustrado) lo que permite la formacion de una dosis anular 3 a traves del paso 4 y su deposito sobre la cara superior 16 y la periferia 17 del casquillo 8.
En la figura 3, el accionador arrastra despues la valvula 3 en sentido inverso lo que provoca el cierre del orificio de salida 4. La dosis de material plastico queda cortada y es despegada por soplado de un gas a traves del paso 5.
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Para que la dosis de material plastico 3 quede correctamente depositada sobre el casquillo 8 tal como ilustra la figura 3, es decir para que la misma este en contacto con su cara superior 16 y su periferia 17, hay que reunir varias condiciones.
- La distancia entre la cara superior 15 del vastago de orificio 11 y la cara superior 16 del casquillo 8 debe ser ligeramente superior al espesor de pared correspondiente de la pieza moldeada (cabeza de tubo).
- La valvula 2 debe estar muy proxima a, o preferentemente entrar en contacto con, la superficie 15 del vastago de orificio 11 durante la fase de apertura de la boquilla de dosificacion.
- El diametro de la valvula 2 es elegido en funcion del diametro del casquillo 8. Por ejemplo, para un casquillo de diametro D2 = 14,5 mm el diametro de la valvula es D1 = 13 mm. El hinchamiento del material a la salida de la boquilla de dosificacion permite a la parte inferior de la dosis pasar sobre la periferia del casquillo a una distancia de 13 mm y la valvula ha realizado una carrera de 7 mm (vease la Fig. 2). Durante el cierre de la boquilla de dosificacion, la valvula efectua la carrera inversa, la posicion del material no evoluciona con respecto al casquillo 8. La dosis es despegada de la boquilla por un breve chorro de aire de manera que la parte superior de la dosis se cierra sobre la cara superior del casquillo 8, vease la Fig. 3). Finalmente, aproximadamente el 75% de la altura de la dosis se situa sobre la periferia del casquillo y aproximadamente el 25% se encuentra por encima de la cara superior del mismo, lo que se traduce en una reparticion de masa de la dosis, situandose del 20% al 40% por encima de un plano 20 que coincide con la cara superior del casquillo y situandose del 80% al 60% respectivamente por debajo.
En el caso de esta invencion, la dosis es depositada sobre el casquillo 8 (sobre la cara superior 16 y sobre la periferia 17). Esta por tanto esta bien centrada y no se desplazara durante los movimientos de las herramientas. Los defectos de moldeo seran eliminados. Por otra parte, si para un mismo diametro de tubo el diametro del orificio vana se puede conservar el mismo diametro de valvula de dosificacion porque el diametro del casquillo 8 permanece identico (vease la Fig. 4 orificio pequeno (D5), Fig. 5 orificio grande (D6)). En las fabricas de produccion de tubos cosmeticos, es habitual que una lmea produzca un tubo siempre del mismo diametro pero con cambios frecuentes del diametro del orificio. La invencion permite por tanto ganar tiempo en los cambios de herramientas porque esto evita los cambios de diametro de la boquilla de dosificacion asf como las nuevas regulaciones de la misma. Por otra parte, esto permite reducir la gama de diametros de boquillas de dosificacion necesaria para la produccion de una gama de diametros de tubos (por ejemplo, si se necesitaran 6 boquillas diferentes, el nuevo procedimiento solamente necesitara 3 diametros diferentes).
En la etapa siguiente representada en la figura 6, la parte inferior del molde llamada conjunto matriz y que comprende la matriz 6 ha abandonado a la boquilla de dosificacion 1 y un mandril 18 esta por encima y centrado con la misma. El cuerpo cilmdrico del tubo 19 es encajado en posicion sobre el mandril 18. El mandril 18 se desplaza hacia la matriz 6 y entra en contacto con el vastago de orificio 11 sobre su cara superior 15. Este arrastra entonces el conjunto vastago de orificio 11 y casquillo 8 hasta que el mismo vaya contra el tope 10 (vease la figura 7). Durante este desplazamiento, el pasador cilmdrico 13 puede entrar en contacto con el tope inferior 14, lo que garantiza que la cara inferior del mandril 18 no entre nunca en contacto con la superficie 16 del casquillo 8. Al final del desplazamiento, el resalte 8a del casquillo 8 entra en contacto con el tope 10. La cara superior 15 del vastago de orificio 11 queda siempre en contacto con el mandril 18 y el pasador 13 no esta en contacto con el tope 14. Esta configuracion presenta la ventaja de formar bien el orificio del tubo alrededor del vastago de orificio 11. La dosis de material plastico 3 es deformada progresivamente hasta que la misma llena la cavidad formada por el conjunto matriz y el mandril 18 y se suelda a la extremidad del cuerpo del tubo 19. El conjunto queda siempre bajo presion durante la fase de enfriamiento.
La figura 8 representa el mismo dispositivo y la misma configuracion que el dispositivo y la configuracion ilustradas en la figura 3, aquella difiere unicamente de esta ultima en que se ilustra el modo en el que la dosis 3 es depositada sobre el casquillo 8.
El material plastico que constituye la dosis 3 se encuentra a la vez sobre la cara superior 16 y sobre la pared lateral 17 del casquillo 8.
La cantidad de material plastico dispuesta a lo largo o en la prolongacion de la pared lateral 17 del casquillo 8 es mucho mayor que la cantidad de material plastico dispuesta por encima de la cara superior 16 del casquillo 8.
Sin embargo, la presencia de material plastico por encima de la cara superior 16 del casquillo 8 presenta varias ventajas, especialmente el hecho de retener eficazmente la dosis 3 en una posicion determinada. Se elimina por tanto el riesgo de descenso prematuro de la dosis 3 a lo largo del casquillo 8. Se senalara aqrn que este riesgo esta presente en el dispositivo divulgado en la solicitud de patente alemana DE 103 49 837 porque en este caso, la integridad de la dosis se situa sobre la pared lateral del casquillo.
De manera sorprendente, se ha constatado que la calidad de los artmulos moldeados mejoraba si se repartiera de una cierta manera el material plastico entre las zonas que se situan respectivamente por encima y por debajo de un plano 20 coincidente con la cara superior del casquillo 8. De modo mas preciso, la calidad de los artmulos moldeados mejora si la cantidad de material plastico 22 que se encuentra por encima del plano 20 representa entre el 20% y el 40% de la masa total de la dosis 3 y si la cantidad de material plastico 21 que se encuentra por debajo
del plano 20 representa respectivamente entre el 80% y el 60% de la masa total de la dosis 3. Preferentemente, la relacion masa superior/masa inferior se situa en torno al 30/70.
Es evidente que la invencion no se limita a los ejemplos presentados anteriormente, pero la misma es definida por las reivindicaciones anejas.

Claims (6)

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    REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo de moldeo de un artfculo de material plastico en el cual el artfculo es obtenido por compresion de una dosis de material plastico (3) en estado fundido entre las dos partes de un molde, que comprende al menos una alimentacion de material plastico (1), un vastago (11) deslizante en el interior de un casquillo (8) adaptado para soportar temporalmente la citada dosis de material plastico (3), un molde de cabeza de artfculo (6, 7), un mandril (18) que coopera con el citado molde (6, 7), comprendiendo el casquillo (8) una cara superior (16) y una pared lateral (17); estando caracterizado el dispositivo por el hecho de que el mismo comprende medios de deposito de la dosis sobre el casquillo (1, 2) que estan adaptados de manera que la cantidad de material plastico (22) dispuesta por encima de un plano (20) coincidente con la cara superior (16) del casquillo (8) se situa entre el 20% y el 40% de la masa total de la dosis (3).
  2. 2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion precedente caracterizado por que la relacion entre la masa de material (22) por encima del plano (20) y la masa de material (21) por debajo del plano (20) se situa entorno al 30/70.
  3. 3. Conjunto constituido por un dispositivo tal como el definido en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes y por una dosis de material plastico (3) dispuesta temporalmente sobre la extremidad libre del casquillo (8), caracterizado por el hecho de que la cantidad de material plastico (22) dispuesta por encima de un plano (20) coincidente con la cara superior del casquillo (8) se situa entre el 20% y el 40% de la masa total de la dosis (3).
  4. 4. Conjunto de acuerdo con la reivindicacion precedente caracterizado por el hecho de que la relacion entre la masa de material (22) por encima del plano (20) y la masa de material (21) por debajo del plano (20) se situa en torno al 30/70.
  5. 5. Procedimiento de moldeo de un artfculo de material plastico (3) por medio de un dispositivo tal como el definido en las reivindicaciones 1 o 2 caracterizado por el hecho de que la dosis (3) es depositada sobre la cara superior (16) y sobre la pared lateral (17) del casquillo (8) de manera que la cantidad de material plastico (22) dispuesto por encima de un plano (20) coincidente con la cara superior del casquillo (8) se situa entre el 20% y el 40% de la masa total de la dosis (3).
  6. 6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion precedente caracterizado por que la relacion entre la masa de material (22) por encima del plano (20) y la masa de material (21) por debajo del plano (20) se situa en torno al 30/70.
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