ES2829399T3 - Máquina de moldeo por inyección de plástico y método de moldeo - Google Patents

Abstract

Máquina de inyección de plástico y procedimiento de moldeo, referido a una máquina de moldeo por inyección de moldes en paquete, en la que la parte central del molde se mantiene fija y tiene dos caras de moldeo que actúan sobre la parte central fija mediante una cámara hidráulica que produce la fuerza de cierre y evita las deformaciones por flexión sobre las caras de moldeo. Asimismo se refiere a un procedimiento de moldeo.

Description

DESCRIPCIÓN

Máquina de moldeo por inyección de plástico y método de moldeo

Campo de aplicación de la invención

La presente invención se refiere a una máquina para fabricación de piezas de plástico por el método de moldeo por inyección que mejora los sistemas que emplean máquinas de moldeo por inyección para su uso con moldes simples o apilados, así como el método de moldeo. Más específicamente, la máquina objeto de la invención es de especial aplicación en la fabricación de grandes series de piezas para el sector de envasado, alimentario, sanitario, etc., empleando moldes multi-cavidad, así como en series más pequeñas de pares de piezas cuya forma sea aproximadamente simétrica, como por ejemplo, parachoques delantero y trasero, o paneles de puerta izquierdo y derecho, para el sector de automoción, entre otros.

La invención se sitúa dentro del campo de la maquinaria para moldeo por inyección de componentes plásticos.

Descripción del estado de la técnica

Generalmente, las máquinas de moldeo por inyección de plástico cuentan con un plato fijo y un plato móvil, sobre los cuales se fijan cada una de las dos mitades que conforman el molde, y un plato de reacción, cuya función estructural es la de soportar los esfuerzos necesarios para mantener el molde cerrado durante el proceso de moldeo. Son máquinas voluminosas que requieren de un considerable espacio para su ubicación, y con unas masas elevadas que deben ser puestas en movimiento a la hora de abrir y cerrar los moldes, lo cual penaliza el tiempo de ciclo. El tamaño del molde condiciona el tamaño de la máquina y la fuerza de cierre necesaria, que es proporcional a la superficie de inyección. Cuanto mayor sea la fuerza de cierre y el tamaño de los platos, más se pueden incrementar las deformaciones por el esfuerzo de flexión de estos y, por tanto, la aparición de rebabas en las piezas consecuencia de un cierre de molde defectuoso.

Especialmente útil para moldes multi-cavidad de piezas pequeñas se encuentran los moldes apilados, que permiten reducir la superficie del molde proyectada sobre las placas de la máquina, ya que cuentan con dos caras de moldeo, lo que permite o bien multiplicar la capacidad productiva o bien reducir el tamaño del molde sin necesidad de incrementar la fuerza de cierre. En resumen, el molde apilado está formado por dos partes laterales y una parte central que presenta dos caras de moldeo, cada una de ellas enfrentada con cada una de las partes laterales.

Existen en el estado de la técnica numerosos documentos que describen máquinas o ejecuciones para moldes apilados en las que un lado del molde está unido a un plato fijo mientras que el otro lado está unido a un plato móvil, y la parte central acompaña al movimiento del plato móvil a través de un mecanismo de cierta complejidad. En este caso, se requiere que la carrera de apertura total sea el doble que la carrera de apertura individual de cada superficie de moldeo y penalizará el tiempo de apertura al doble comparándolo a como sería si las aperturas se hicieran independientes, por ejemplo, manteniendo la parte central fija y desplazando cada uno de los lados.

Además, generalmente la introducción del polímero fundido se hace a través del plato fijo, lo que origina gran complejidad a la hora de diseñar la alimentación del molde, siendo difícil garantizar las mismas condiciones del material en las diferentes partes del molde, y reduciéndose la superficie de moldeo y, en consecuencia, reduciendo el número de figuras. El documento US4207051 muestra un tipo de construcción en la que la inyección se realiza por la parte central, pero requiere el uso de sistemas telescópicos, complejos y costosos, o la retirada del sistema de inyección cada vez que se realiza una apertura del molde.

Por otro lado, la extracción de piezas no se puede realizar hasta que ha finalizado el movimiento de apertura del molde. Puesto que para realizar la apertura del molde, el plato móvil y la parte central se mueven en la misma dirección y de forma simultánea; si se extrajeran las piezas obtenidas en la cámara de moldeo que se encuentran entre la parte lateral unida a la placa móvil y la parte central antes de finalizar completamente el movimiento de apertura, la parte central colisionaría contra las piezas moldeadas. Sería muy ventajoso realizar la extracción de las piezas moldeadas a la vez que se inicia el movimiento de apertura ya que se reduciría el tiempo de ciclo. Además, la extracción de piezas se ve interrumpida por el canal de alimentación de la parte central, que haría que las piezas colisionaran con él.

Los siguientes documentos US5620723, WO0222340, ES8406291, FR1304803, FR2294041, WO9748540 y JPS627521 hacen referencia a máquinas de inyección para moldes apilados cuya parte central permanece fija. Todas ellas disponen de o bien dos platos de reacción con dos platos móviles, en cuyo caso se trata de instalaciones voluminosas, o bien un único plato de reacción móvil con dos platos móviles, en cuyo caso se aumenta la masa móvil, y además generalmente también el tiempo de la operación de cierre debido a que no se pueden simultanear las carreras de cierre de las dos placas móviles. Además, en este último caso siempre aumenta la longitud de la máquina cuando se produce el cierre por el desplazamiento del plato de reacción móvil.

El documento FR2295832 no dispone de platos de reacción para aplicar la fuerza de cierre. Una vez aproximadas las placas de extremo, se bloquean las columnas de enclavamiento con unas mordazas y se aplica la fuerza a través de unos cilindros hidráulicos situados en las ejecuciones 1 y 3 en las propias columnas o en los platos fijos centrales. En cualquiera de las realizaciones, las columnas de enclavamiento están unidas a uno de los dos platos móviles y por lo tanto estas pasan a engrosar la cantidad de masa móvil aumentando o bien el tiempo de operación y/o el consumo energético, además de que se agranda la longitud de la máquina por el desplazamiento de la propia columna de enclavamiento.

En todos los casos citados anteriormente, se presenta una problemática adicional. Es bien sabido que al aplicarse la fuerza de cierre se produce una importante deformación por el esfuerzo de flexión de las placas móviles y especialmente la fija. Esto provoca que las partes del molde no cierren entre sí perfectamente, dando lugar a la formación de rebabas y piezas defectuosas. Generalmente, cuanto mayor es el molde se podría requerir una mayor distancia entre columnas de enclavamiento y una mayor fuerza de cierre que originarían deformaciones mucho mayores, por lo que se requiere de espesores de placas mucho mayores y por tanto mayores masas móviles.

Una de las formas de eliminar la deformación por el esfuerzo de flexión es como se ha descrito en parte de los documentos en los que permanece la parte central fija, y en los que al aplicar la fuerza de cierre por los lados, se equilibran las reacciones y por tanto se elimina la deformación por el esfuerzo de flexión en esta placa. Sin embargo, la deformación por el esfuerzo de flexión sigue apareciendo en los platos móviles.

Los documentos ES2162013, WO03/084731, US6027329, US6439876 y US2008/0175938 describen una serie de placas porta-molde con diversas geometrías más o menos complejas, cuyo objeto es eliminar las deformaciones de flexión sobre la cara del plato unido al molde y, por tanto, mantener la superficie de moldeo plana. Uno de los inconvenientes de esta solución es que requiere un espesor de plato móvil grande para que la geometría trabaje de forma eficaz. Además, una única geometría no resulta válida para la aplicación de cualquier fuerza de cierre, por lo que es necesario definir una serie de rangos de aplicación para cada geometría. El documento US2005053688 da a conocer una cámara hidráulica inmediatamente adyacente a una placa de presurización, pero para un molde con una conformación diferente.

Dentro de los moldes apilados, son especialmente ventajosos para usar en la producción de piezas que requieren el uso de dos materiales diferentes los moldes cubo. Se trata de moldes generalmente apilados, como los descritos anteriormente, en los que la parte central, además de tener que desplazarse linealmente, tienen la posibilidad de rotar. Al poder girar, se pueden tener varias caras de moldeo, generalmente cuatro, aunque no limitado a este número, usando en el proceso de inyección simultáneamente dos. En una de las partes del molde, se inyecta la pieza con un tipo de material y en la otra parte se deposita el segundo tipo de material sobre una pieza que está dentro de una cara opuesta y que previamente ya había sido moldeada en la otra parte. No se precisarán más detalles de la operación ya que se supone de sobra conocido para las personas relacionadas con este tipo de técnica. La parte central no solo tiene un movimiento de rotación, además presenta una masa muy elevada que se ha de mover linealmente para poder realizar la apertura y cierre, y esto origina una gran masa que debe ponerse en movimiento, que penaliza el tiempo de ciclo y el consumo de energía. Además, exige tener que realizar la inyección a través de las placas de extremo, estando una de las unidades colocada en la placa móvil con lo que aumenta aún más la masa a mover.

Ninguno de los documentos citados se refiere a un sistema donde se reduce el impacto de las deformaciones causadas por la flexión por el propio sistema ejerciendo la fuerza de cierre. Un sistema de este tipo, como el objeto de la presente invención, permite el uso de placas ligeras y de dimensiones reducidas, que por un lado favorecen los tiempos de ciclo y reducen las dimensiones de la máquina. Todo ello considerando moldes apilados, en el que el propio molde puede estar integrado dentro de la máquina, con una parte central fija, que es propiamente la parte fija del molde, la que recibe la alimentación, y de unas dimensiones mínimas, en el que se reducen componentes como, por ejemplo, los platos de reacción, siendo solamente las dos placas de extremo móviles que están en movimiento y con unas dimensiones reducidas.

Descripción de la invención

Uno de los principales objetivos de la presente invención es producir el mayor número de piezas en el menor tiempo posible, y para ello se recurre a una configuración de máquina basada en moldes apilados, en la que se dispone de un plato central, que es fijo, y que tiene dos caras de moldeo que son opuestas y a ambos lados del plato central fijo. De esta forma, además de aumentar la producción, se reducirá el consumo energético, por lo que la productividad será incrementada. Por lo tanto, un primer objeto de la invención es una máquina según la reivindicación 1. Un segundo objeto de la invención es un método de moldeo llevado a cabo por la máquina objeto de la presente invención según la reivindicación 8.

La máquina de la presente invención comprende, por lo tanto, una placa central fija con al menos dos caras de moldeo en al menos dos lados opuestos de dicha placa central, y está comunicada con una unidad de inyección que proporciona el material de moldeo a la máquina que interactúa con dos platos móviles, situados a cada lado del plato central fijo y desplazables sobre un mismo eje lineal para enfrentarse a las caras de moldeo del plato central fijo. Cada plato móvil comprende además un sistema de enclavamiento que evita el desplazamiento lineal de los platos móviles mientras se aplica la fuerza de cierre, una placa de presión enfrentada a la cara de moldeo del plato central fijo, al menos una placa móvil, al menos una cámara hidráulica, situada entre la placa móvil y la placa de presión, conectada a un sistema hidráulico a través de un conducto para la introducción y evacuación de un fluido en dicha cámara, y un sistema de desplazamiento de dichos platos móviles. Las distintas partes del molde pueden o bien unirse al plato central y a las placas de presión en cada plato móvil, o bien estar integrados en estas partes.

El hecho de que la placa central sea fija significa que no es desplazable en el mismo eje de movimiento que los platos móviles, sin embargo, si puede ser móvil respecto a un eje perpendicular a dicho eje de desplazamiento lineal de los platos móviles, en particular, rotante respecto a dicho eje perpendicular al de desplazamiento de los platos móviles. De esta manera, se podrían disponer más de dos caras de moldeo en la placa central de la máquina, siendo una configuración de molde cubo.

Al ser fijo el plato central y los platos móviles poder moverse con un único movimiento lineal de apertura y cierre simultáneo en ambos platos, las fuerzas de cierre originadas son iguales a ambos lados del plato central fijo, de esta forma al formar un conjunto o paquete y estar comprimida la placa central por igual a ambos lados, no se producirá flexión en la parte del molde asociada a la placa central fija. Hasta que las fuerzas de cierre se aplican, los platos móviles se desplazan gracias a un sistema de desplazamiento.

La alimentación del material de moldeo se realizará por un lateral de la máquina, con la unidad de inyección y plastificación rígidamente unida al plato central fijo. De esta forma, se evita el uso de cilindros hidráulicos u otros sistemas móviles de sujeción que son usados generalmente en las máquinas del estado de la técnica. Esta unidad de inyección y plastificación puede estar dispuesta en cualquier orientación, preferiblemente con el eje de inyección horizontal y perpendicular al eje de movimiento de los platos móviles, o bien horizontal y paralelo a dicho eje, incluso puede instalarse verticalmente.

Para realizar el cierre del molde, el sistema de desplazamiento provocará que primeramente se muevan los platos móviles mediante actuadores eléctricos o hidráulicos. Para que el movimiento se efectúe a la mayor velocidad posible, es muy importante que las masas móviles sean mínimas. Como ya se ha mencionado, en la presente invención las masas móviles están limitadas a los platos móviles.

Tras el cierre del molde se procede, mediante el sistema de enclavamiento, al bloqueo de las placas móviles. Dicho enclavamiento se realiza preferiblemente contra unas columnas de enclavamiento, paralelas al eje de desplazamiento de los platos móviles. De esta forma, las columnas de enclavamiento no permitirán a los platos móviles que se desplacen durante la aplicación de la fuerza de cierre y así hacer efectiva la fuerza de cierre entre las caras de moldeo.

Para efectuar la fuerza de cierre, se dispone de una cámara hidráulica con fluido entre la placa móvil y la placa de presión, de manera que al introducir el fluido con una presión controlada en dicha cámara, cada plato móvil tratará de estirar las citadas columnas de enclavamiento mientras que cada placa de presión actuará contra las caras de moldeo del plato central fijo. La cara de la placa de presión en contacto con el fluido deberá ser de dimensiones similares a la cara de moldeo. De esta forma, no importará la deformación obtenida en la placa móvil, ya que debido a la igualdad de presión ejercida sobre la placa de presión, se generará una fuerza uniforme actuando sobre dicha placa de presión y no se producirá ninguna deformación por flexión. Por lo tanto, no se producirán deformaciones por flexión ni en la placa de presión debido a la cámara hidráulica ni en el plato central fijo debido a la compresión producida por ambas placas de presión, por consiguiente se aumentará la calidad de las piezas obtenidas, eliminando o reduciendo la aparición de rebabas, que provocan el rechazo de la pieza.

La invención permite la eliminación de los platos de reacción, consiguiendo una reducción de la longitud de la máquina y sin penalizar las masas móviles ni reducir la calidad de las piezas por los efectos de las deformaciones de las placas.

Con esta configuración de máquina, los punzones o las cavidades pueden situarse indistintamente en las partes del molde colocadas en el plato central fijo o en los platos móviles.

Preferiblemente, los platos móviles, accionados por el sistema de desplazamiento, se desplazan por unas guías que están apoyadas sobre un chasis. Sobre este chasis también se fija la placa central fija. La extracción de las piezas se realizará preferiblemente por la parte inferior del molde. La máquina de la presente invención permite la fabricación en una sola inyección de al menos dos piezas de cualquier tamaño, variando las dimensiones de la máquina, una a cada lado del plato central fijo.

En el caso particular de piezas de gran tamaño, la configuración de la máquina se simplifica aún más, ya que no es necesario el chasis, sino que los carriles de guía sobre los que deslizan las placas móviles se apoyan directamente sobre unas guías en el suelo. En este caso, y debido a que no es posible realizar la extracción de las piezas desde la parte inferior, se puede instalar un sistema robotizado o manual de extracción de piezas sobre la cara superior del plato central fijo para una extracción vertical hacia arriba de las piezas. Otra posible alternativa es la instalación de un sistema robotizado de extracción de piezas que realice una extracción lateral de la misma. En cualquiera de los casos, esta sería una configuración extraordinariamente ventajosa para la fabricación de piezas de gran tamaño.

Para una mayor claridad, se expondrá a continuación el método de moldeo según la presente invención. Las etapas seguidas por la máquina partirán de la posición de molde abierto como inicio de ciclo. Primeramente, se producirá un desplazamiento de los platos móviles, activado por un sistema de desplazamiento, de forma que la placa de presión contenida en cada una de ellas llegue a contactar con cada una de las caras de moldeo incluidas en el plato central fijo. Cada placa se desplazará en sentido opuesto y simultáneamente. Una vez se ha alcanzado esta posición se procederá al bloqueo de la placa móvil gracias al sistema de enclavamiento o bloqueo, que retendrá el desplazamiento de la placa móvil en el momento que se aplique la fuerza de cierre. A partir de ese momento, se introducirá un fluido en la cámara hidráulica con un doble objetivo, por un lado el de aplicar la fuerza de cierre necesaria para que el molde no se abra en el momento de la inyección, y por otro lado el de mantener la placa de presión libre de deformaciones por flexión. Una vez establecida la fuerza de cierre, se procederá al llenado del molde con plástico proveniente de la unidad de inyección. Una vez completado este paso, se procederá a un enfriamiento de las piezas moldeadas dentro del molde, y seguidamente se evacuará el fluido contenido en la cámara hidráulica. A continuación, se deben desbloquear las placas móviles de los sistemas de enclavamiento, es decir, proceder al desenclavamiento de las placas móviles de las columnas de enclavamiento, de forma que se permita la traslación de estas en el sentido de apertura y cierre. La última etapa consiste en el desplazamiento de los platos móviles, alejándose del plato central fijo. Durante esta última etapa se aprovecha preferiblemente para proceder a la expulsión de las piezas del molde.

Otros detalles de la máquina de la presente invención, así como otras particularidades, variaciones en sus componentes, otros objetivos y ventajas de la misma, se exponen en la siguiente descripción detallada y en las figuras adjuntas.

Descripción de las figuras

A continuación se describen unas figuras que contribuyen a una mejor comprensión de la invención y que se relacionan expresamente con las realizaciones de la invención, mostrando ejemplos ilustrativos y no limitativos de la misma.

La figura 1 muestra una vista en perspectiva de una primera realización de la máquina de inyección objeto de la presente invención en una posición de molde cerrado.

La figura 2 muestra una vista lateral de la máquina de inyección objeto de la presente invención en una posición de molde abierto. Se muestra parcialmente la unidad de inyección para mayor claridad.

La figura 3 muestra una vista en perspectiva con un detalle de una sección parcial del accionamiento de un primer sistema de desplazamiento para la realización del movimiento de apertura y cierre de los platos móviles.

La figura 4 muestra una vista en alzado de una sección A-A, según la figura 2, en la que se observa la cara del plato móvil desde el plato central fijo.

La figura 5 muestra una sección esquemática que muestra los elementos que intervienen en el cierre del molde, según la sección B-B girada 90° indicada en la figura 2. Algunos elementos se han dibujado con una deformación intencionadamente grande para poder realizar una descripción del sistema con mayor claridad.

La figura 6 muestra una sección transversal de la placa móvil y la placa de presión por la zona de las columnas tope según la sección C-C indicada en la figura 7.

La figura 7 muestra un detalle en perspectiva de un primer ejemplo de sistema de enclavamiento.

La figura 8 muestra una segunda realización de la invención según una vista general de la máquina de inyección objeto de la presente invención en posición de molde cerrado y con la unidad de inyección y plastificación con el eje paralelo a la dirección de apertura y cierre de los moldes.

La figura 9 muestra un detalle de una vista en perspectiva de una tercera realización de la invención con el accionamiento de un segundo ejemplo de un sistema de desplazamiento para la realización del movimiento de apertura y cierre de las placas.

La figura 10a muestra una vista en sección de una cuarta realización de la invención con los accionamientos para el movimiento del plato móvil según un tercer ejemplo de un sistema de desplazamiento con la placa móvil en posición de molde abierto. La sección, similar a la sección D de la figura 11b trata de mostrar la localización de los accionamientos en las columnas de enclavamiento.

La figura 10b muestra una vista en sección similar a la figura 10a de la cuarta realización de la invención con los accionamientos para el movimiento del plato móvil en posición de molde cerrado.

La figura 11a muestra una vista posterior de una quinta realización de la invención con los accionamientos según un cuarto ejemplo de un sistema de desplazamiento para el movimiento del plato móvil y un segundo ejemplo de un sistema de enclavamiento con las columnas de enclavamiento.

La figura 11b muestra una vista en sección de la quinta realización con el sistema del movimiento del plato móvil y el sistema de enclavamiento mostrados en la figura 11a.

La figura 12 muestra una sexta realización de la invención con un detalle del accionamiento de un tercer ejemplo de un sistema de enclavamiento.

La figura 13 muestra una vista esquemática de una séptima realización de la invención con una instalación para la producción de piezas grandes.

La figura 14a muestra una vista esquemática superior de una octava realización de la máquina de inyección objeto de la presente invención en una posición de molde abierto con la parte central seccionada parcialmente, en la que se muestra un sistema conjunto de desplazamiento y de enclavamiento o bloqueo.

La figura 14b muestra una vista lateral seccionada de la realización de la figura anterior.

La figura 15a muestra una vista lateral de una novena realización de la presente invención en una posición de molde abierto y con un molde fijo rotativo rotado un cierto ángulo.

La figura 15b muestra una vista superior seccionada de una décima realización de la presente invención en una posición de molde cerrado.

Descripción de realizaciones preferidas

Para lograr una mejor comprensión de la invención, a continuación se va a describir, en base a las figuras presentadas, diferentes formas de realización de la presente invención.

La figura 1 muestra una vista general de la máquina en su primera realización, en la que se muestra en una posición de molde cerrado. El chasis (1), apoyado sobre el suelo, sirve de soporte y posicionamiento de una gran parte de los elementos que constituyen la máquina. Además, este chasis (1) podría albergar en su interior otros elementos adicionales, como podrían ser, por ejemplo, sistemas de recogida de piezas inyectadas, enfriadores u otros dispositivos. Sobre el chasis (1) se colocará el plato central fijo (3), unido al chasis (1) mediante medios mecánicos. El plato central fijo (3) presentará en esta realización dos caras de moldeo, situadas en lados opuestos. Sobre cada cara de moldeo del plato central cerrará otra cara de moldeo contenida en el plato móvil (4). Las caras de moldeo de la placa central fija (3) y las caras de moldeo del plato móvil (4) conforman el molde. Los platos móviles (4) se desplazan linealmente sobre los carriles de guía (5) y sus bloques guía (6) de forma que se produzca una apertura y cierre del molde.

Para introducir el plástico en el molde se utiliza una unidad de plastificación e inyección (2) que en su realización preferente es como se muestra en la figura 1, y que se corresponde con su eje de inyección perpendicular al movimiento de apertura y cierre de los platos móviles (4). El conducto de salida del material de la unidad de inyección y plastificación (2) está conectado de forma rígida al orificio de entrada de material de la placa central fija (3), que está situada sobre una de las caras laterales exteriores. Esta conexión se mantiene durante todo el funcionamiento de la máquina objeto de la presente invención, por lo que no son necesarios los movimientos de avance y retroceso de la unidad de inyección y plastificación (2) que son habituales en las máquinas de inyección existentes. De esta forma, se eliminan los medios para realizar estos movimientos (generalmente cilindros hidráulicos o un motor eléctrico y husillos) simplificando en gran medida el diseño de la unidad de inyección y plastificación (2) y reduciendo el mantenimiento a realizar. Para soportar la unidad de inyección y plastificación (2) se dispone de un bastidor-tanque (7), este bastidor podría ser usado también como depósito de aceite.

La figura 2 se corresponde a la misma vista de la realización preferida pero en una posición de molde abierto. La apertura y cierre de los moldes se realiza por el desplazamiento lineal, paralelo a las caras de moldeo, de los platos móviles (4), que se desplazan sobre los carriles de guía (5) por los bloques guía (6) unidos al fondo de la placa móvil (9) . En la figura 3 se muestra una realización esquemática preferida de un primer ejemplo de un sistema de accionamiento para producir el desplazamiento de los platos móviles (4), que comprende dos motores eléctricos (13) situados en los laterales del plato central fijo (3), aunque podría incluir más. Cada motor eléctrico (13) se acopla mecánicamente con un husillo (14) el cual gira solidariamente con el rotor del motor. Sobre uno de los extremos del husillo (14) existe una superficie con rosca a derechas y sobre el extremo opuesto existe una superficie simétrica con rosca a izquierdas, es decir, los husillos (14) están fabricados con mano contraria en cada extremo, de tal forma que las tuercas (15) que acoplan sobre las superficies roscadas avanzan linealmente en sentidos contrarios cuando el husillo (14) realiza el movimiento de giro. Esta configuración de accionamiento permite obtener un desplazamiento lineal simultáneo y simétrico de los platos móviles (4). Esto es en comparación con moldes apilados sin una parte central fija que reduce el tiempo de apertura aproximadamente a la mitad, ya que en este caso la carrera de apertura se completa simultáneamente entre los dos lados.

La figura 4 muestra una sección en la que se ve la cara de un plato móvil (4) desde la placa central fija para mostrar la posición de los husillos (14) referidos al plato móvil (4), según la realización preferida. Su posición es tal que el centro de masas del plato móvil (4) se sitúa entre los dos motores para evitar los pares de vuelco. También se muestra una situación preferida de las columnas de enclavamiento (11) según un primer ejemplo de un sistema de enclavamiento.

Una vez que se haya efectuado el movimiento de cierre, las caras de moldeo de los platos móviles (4) se encuentran en contacto con las caras de moldeo en el plato central fijo (3), sin apenas fuerza, creando entre ellas la figura de moldeo. Para producir la pieza moldeada se llenará el molde con plástico fundido a una elevada presión, que intentará separar las dos partes del molde. Para mantener unidas ambas partes y evitar que el material se escape, se aplica una fuerza de cierre suficientemente grande capaz de mantener las caras de moldeo unidas.

La figura 5 muestra una sección esquemática para representar los elementos que intervienen en el cierre del molde. Algunos elementos se han dibujado con una deformación intencionadamente grande para poder realizar una descripción del sistema con mayor claridad. El plato central fijo (3) contiene en su interior un distribuidor que conduce el plástico fundido a las dos caras de moldeo (8) proveniente de la unidad de inyección y plastificación (2). El plato móvil (4) se compone principalmente de dos partes, la placa móvil (9) y la placa de presión (10). Las partes que componen el molde pueden estar unidas al plato central fijo (3) y a la placa de presión (10), o simplemente pueden estar integradas en estas partes, además, indistintamente las cavidades y punzones pueden estar colocados en la parte fija del molde o en la parte móvil según conveniencia de fabricación. La figura 5 muestra la placa de cavidades en la parte central fija del molde. Entre estas dos partes, la placa móvil (9) y la placa de presión (10), se encuentra una cámara hidráulica (16), de forma que para efectuar la fuerza de cierre se introduce un fluido en dicha cámara (16) a una presión controlada. Para evitar fugas del fluido en la cámara hidráulica (16) se dispone de unas juntas de estanqueidad (17). Este fluido origina una fuerza sobre la placa de presión (10) que hace que cierre contra el plato central fijo (3). Al recibir este la misma fuerza por ambas caras opuestas de moldeo (8), solamente se producirán deformaciones por compresión, no observándose deformaciones por flexión. Por otro lado, la placa de presión (10) recibe la fuerza de una manera uniformemente distribuida, ya que la presión en la cámara hidráulica (16) es constante en toda ella. Como la superficie en contacto con el fluido hidráulico es similar a la superficie de cierre tampoco se producirán deformaciones por flexión, con independencia de la deformación que pudiera ocurrir en la placa móvil (9). De esta forma, las placas de presión (10) y el plato central fijo (3) se comportan como un paquete de piezas trabajando a compresión, con lo que el cierre resulta perfecto y las piezas obtenidas serán de una total calidad, tanto en eliminación de rebabas, espesores totalmente conformes a los requisitos y consecuentemente peso de pieza uniforme.

La forma de la placa de presión (10) puede ser cualquiera, debiendo presentar una geometría lo más parecida posible entre la parte que está dentro de la placa móvil (9) y la superficie total de cierre. La entrada de fluido en la cámara hidráulica se efectuará a través de al menos un conducto de entrada hidráulico (18), proveniente de un sistema hidráulico con elementos convencionales como pueden ser una bomba, válvulas, servo válvulas, etc., que permitan establecer unas condiciones de caudal y presión controladas.

Se colocarán unos topes en la placa de presión (10) para evitar que esta pueda llegar a salir de la placa móvil (9). En la figura 6, se muestran unas columnas tope (19), que están unidas a la placa de presión (10) y que deslizan por el interior de la placa móvil (9) y que al final de la carrera hacen tope contra ella. Estas columnas tope podrían servir también, si así se quisiera, de guías de la placa de presión, y de conductos de refrigeración para la placa de presión (10) .

El fluido contenido en la cámara hidráulica (16) también ejerce una fuerza sobre la placa móvil (9). Para retener estas, se dispone de un sistema de enclavamiento, que de una forma simplificada se compone de casquillos de enclavamiento (12) y columnas de enclavamiento (11). En un primer ejemplo de un sistema de enclavamiento, como se representa en la figura 5, se disponen de 4 columnas de enclavamiento y 8 casquillos de enclavamiento, la mitad colocada en cada plato móvil. Las columnas de enclavamiento (11) están colocadas en el plato central fijo (3) y disponen de unos dentados en los extremos. Estos dientes son complementarios y están enfrentados con otros realizados en los casquillos de enclavamiento (12) que son concéntricos a las columnas de enclavamiento (11), de forma que el casquillo no puede realizar ningún desplazamiento. El casquillo de enclavamiento (12) está integrado dentro del plato móvil (4), y cualquier desplazamiento del plato móvil estará impedido por el bloqueo efectuado entre el casquillo y la columna de enclavamiento (11). De esta forma, la fuerza generada en la cámara hidráulica (16) se transmite a las columnas de enclavamiento, que estarán trabajando a tracción, y estas retendrán el desplazamiento de la placa móvil (9). La figura 5 muestra una deformación por el esfuerzo de flexión en la placa móvil, sin embargo, esta deformación no producirá ningún efecto perjudicial sobre la superficie de cierre del molde, debido a las causas expuestas anteriormente.

En la realización preferida, los casquillos de enclavamiento (12) pueden realizar un movimiento de rotación alrededor del eje longitudinal de la columna de enclavamiento (11) correspondiente. El dentado generado tanto en el casquillo de enclavamiento (12) como en la columna de enclavamiento (11) no es continuo tangencialmente, sino que se presenta en sectores angulares de forma que haya tantos sectores angulares de huecos como sectores angulares de dientes, y además serán del mismo valor angular. En posición de bloqueo los dientes de ambas partes, casquillo de enclavamiento (12) y columna de enclavamiento (11), estarán enfrentados. En posición de no bloqueo, el hueco de una parte estará enfrentado con los dientes de la otra, de esta forma se permite que el plato móvil (4) se pueda desplazar longitudinalmente a lo largo de la columna de enclavamiento. Para alternar entre las dos posiciones se precisa de un giro de los casquillos de enclavamiento (12).

La figura 7 muestra la realización preferida del sistema de accionamiento del primer ejemplo del sistema de enclavamiento, en el que para mover los dos casquillos de enclavamiento (12) se usa un motor eléctrico (22), que está acoplado con estos a través de una correa (23) y una polea motor (24) instalada a la salida del motor, y dos poleas conducidas (25) unidas a los casquillos de enclavamiento. Una polea tensora (27) permite aplicar la tensión correcta a la correa (23). Además, se dispone de un rodamiento (20) y un casquillo de fricción (21), para el apoyo del casquillo de enclavamiento (12) en cada tuerca alojada en la placa móvil (9). Este sistema se repite en cada plato móvil por cada par de columnas de enclavamiento (11). El sistema de enclavamiento alternará entre las posiciones de bloqueo y libre. Para alcanzar cada posición, los motores eléctricos (22) podrán girar de forma intermitente siempre en el mismo sentido. El hecho de realizar el giro en el mismo sentido uniformiza los desgastes que se ocasionan, y aumenta la vida de los componentes en comparación con otros mecanismos que tuvieran un movimiento alternativo entre dos posiciones. Para detectar que la posición del casquillo es la correcta, se puede incluir un sensor de detección de posición (26).

Adicionalmente, la máquina objeto de la presente invención comprende un sistema de control electrónico para la realización automática del proceso y una interfaz con el operador para la introducción y visualización de datos (no mostrados en las figuras).

La figura 8 muestra una segunda realización de la invención, en la que la unidad de inyección y plastificación (2) se encuentra instalada con su eje paralelo al sentido de apertura y cierre de los platos móviles (4).

La figura 9 muestra una tercera realización de la invención en la que los motores (13), husillos (14) y tuercas (15) del sistema de desplazamiento, encargados de realizar el movimiento lineal de apertura y cierre de los platos (4), se sustituyen por actuadores hidráulicos (28), mostrando así un segundo ejemplo de un sistema de desplazamiento. El vástago del actuador está unido a la placa móvil (9). Dependiendo del sentido de movimiento, se llenará una cámara del cilindro u otra con un fluido proveniente de un sistema hidráulico en unas condiciones de caudal y presión controladas.

Una cuarta realización de la invención presenta un tercer ejemplo de un sistema de desplazamiento para realizar el movimiento de apertura y cierre de los platos móviles (4). Las figuras 10a y 10b muestran esta realización, en la que en este caso el movimiento de molde de las placas se realiza a través de unos actuadores lineales hidráulicos (29) colocados en los extremos de las columnas de enclavamiento (30), estando las camisas del cilindro ejecutadas en la misma columna de enclavamiento. El vástago del actuador está unido a una tapa (31) y esta a su vez está unida a la placa móvil (32). Al introducir un fluido por un lado u otro del vástago, se produce el desplazamiento de este en uno u otro sentido y a su vez el de la placa móvil (32) para realizar los movimientos de cierre y apertura del molde.

Las figuras 11a y 11b muestran una quinta realización de la invención que incluye una configuración ventajosa de un cuarto ejemplo de un sistema de desplazamiento para el accionamiento de los movimientos de apertura y cierre de las placas móviles (33). Para realizar esta variante del sistema de apertura, se dispone de un sistema de husillo (34) y tuerca (35) instalado en cada extremo de la columna de enclavamiento (36). La tuerca (35) está unida a la columna de enclavamiento (36), permaneciendo ambas estáticas. A la placa móvil (33) se une en cada posición de la columna de enclavamiento una brida (37), que contiene instalado un rodamiento (38) que sirve de apoyo al husillo (34). El husillo (34) tiene, fijado en su extremo exterior, una polea (39), que produce un movimiento de rotación debido al acoplamiento con una correa (40), para conseguir así los movimientos de apertura y cierre de las placas móviles en este cuarto ejemplo del sistema de desplazamiento. Dependiendo del sentido de giro, el husillo (34) se desplazará en uno u otro sentido produciendo un empuje sobre la placa móvil (33) a través de la brida (37), y realizando así el movimiento de apertura o cierre. La correa (40) es accionada por un conjunto motor y polea (41) instalado en la placa móvil (33). Se dispone además de una polea tensora (42) y unas poleas de reenvío (43) para el accionamiento de los sistemas de apertura y cierre de las placas móviles.

Las mismas figuras muestran también un segundo ejemplo de un sistema de enclavamiento. Este sistema de enclavamiento es como en la realización principal, a través de dientes alternados con huecos en porciones angulares. En esta realización, los casquillos de enclavamiento (44) de cada placa móvil (33) se mueven mediante una única correa (45) que es accionada por un único conjunto de motor y polea (46) instalado en la placa móvil (33). Se usan además una polea tensora (47) y unas poleas de reenvío (48).

La figura 12 muestra una sexta realización de la invención, en la que se muestra un tercer ejemplo de un sistema de enclavamiento con un principio de enclavamiento similar al descrito en la ejecución principal. Sin embargo, en este caso el casquillo de enclavamiento (50) es fijo y permanece rígidamente unido a la placa móvil (9), y es en la propia columna de enclavamiento (49) donde se produce la rotación, con el fin de colocar ambos elementos con los dientes enfrentados para efectuar el bloqueo o desalineados para hacer posible el desplazamiento lineal. Para poder efectuar su rotación, las columnas de enclavamiento se soportan en cojinetes (54) colocados en el plato central fijo (3). Para hacer girar las columnas de enclavamiento, se dispone de un motor (52) con una polea (53) acoplada, que se encarga de accionar un elemento flexible de transmisión (51) que a su vez está acoplado a las columnas de enclavamiento (64). Este motor podría accionar dos columnas de enclavamiento o las cuatro columnas de enclavamiento simultáneamente.

La figura 13 describe una séptima realización de la invención orientada hacia la fabricación de piezas que, por su tamaño, hicieran práctico eliminar el chasis (1) para ahorrar espacio de instalación. En este caso, las guías de deslizamiento (5) estarían colocadas sobre el propio suelo. La máquina según esta realización de la invención comprende principalmente todos los elementos listados en la realización preferida excepto el chasis (1). Para la extracción de las piezas se usará un sistema robotizado de extracción (55).

Las figuras 14a y 14b muestran una octava realización de la invención que no precisa de columnas de enclavamiento (11) para transmitir la fuerza de cierre, lo que permite un fácil acceso a las cámaras de moldeo al no disponer de columnas de enclavamiento. De esta forma, es posible extraer las piezas por las zonas laterales de la máquina con un manipulador. También permite utilizar los sistemas de etiquetado en molde, los cuales generalmente emplean un robot para acceder a las cámaras de moldeo abiertas donde se depositan las etiquetas de papel o plástico previamente a la operación de moldeo. En esta realización de la invención, el accionamiento de las placas móviles (57) y el bastidor de molde fijo o chasis (56), deben ser capaces de soportar la reacción generada al aplicar la fuerza de cierre. Para ello, se dispone de un mecanismo de barras rígidas articuladas (59) cuya geometría es tal que en la posición de molde cerrado, alcanza una posición de bloqueo irreversible y que está unido a la placa móvil (57) y al bastidor de molde fijo (56) . El funcionamiento del mecanismo de barras rígidas articuladas (59) es conocido para un experto en la técnica y por esta razón no se entrará en mayor detalle. Para poder actuar el mecanismo, se dispondrá de un motorreductor (58), una polea motriz (60), una polea conducida (61) y una correa (62). Al girar el motorreductor (58) en una dirección u otra, originará que el mecanismo de barras rígidas (59) desplace la placa móvil (57) en una dirección u otra, y haciendo que en el caso de un movimiento de cierre, el mecanismo quede bloqueado, resultando que la placa móvil (57) permanezca enclavada al efectuar la fuerza de cierre a través de la cámara hidráulica (16). Dicho mecanismo de barras articuladas (59) sirve entonces a su vez como un sistema de enclavamiento.

Las figuras 15a y 15b muestran una novena realización de la invención que contempla una posibilidad ventajosa para utilizar un molde rotativo y dos unidades de inyección para el moldeo de piezas con dos materiales diferentes. En este caso, la parte central fija del molde se sustituiría por un molde central fijo rotativo (63), que dispondría de dos o cuatro caras de moldeo, y en el que el eje de giro permanece horizontal, perpendicular al eje de desplazamiento de las partes móviles. En uno de los lados se inyectaría uno de los materiales, mientras que en el otro lado se inyectaría el segundo material. Para ello, se deberán disponer de dos unidades de inyección y plastificación (64 y 65), una por cada material, que deberán introducir el material a través de la placa de presión (72) introducida en la placa móvil (9) o a través del bastidor central (67). Debido a esto, las unidades de inyección deben retirarse a la hora de realizar la apertura del molde, y deben acoplarse al canal de inyección cuando este se cierre. El sistema de traslación de las unidades de inyección y plastificación (91 y 92) para este caso no es objeto de esta patente, y puede realizarse de una forma convencional, con un sistema de actuadores hidráulicos o eléctricos, por ejemplo. En el caso de realizar la inyección a través de la parte central fija del molde, las unidades de inyección y plastificación no tendrían por qué ser retiradas en el momento de realizar la apertura del molde, para ello se dispondría de un distribuidor rotativo colocado en el interior de la parte central fija del molde.

El molde fijo rotativo (63) rota sobre un eje (66) situado en un bastidor central (67). Para efectuar el movimiento de rotación, se dispone, por ejemplo, de un motor (68), una polea motriz (69), una correa (70) y una polea conducida (71) que está acoplada al eje (66). En el momento de la inyección, una de las caras del molde que cierra con uno de los platos móviles (4) se llena con el primer tipo de material. Al mismo tiempo, la otra cara opuesta cierra con el otro plato móvil (4), se llena con el segundo tipo de material, que previamente ya había estado llenado con el primer tipo de material. Una vez finalizada la inyección, se rotará el molde 90 grados, de forma que las piezas llenadas con el segundo tipo de material puedan ser desmoldadas y caer hacia la parte inferior de la máquina, mientras que las piezas moldeadas con el material tipo 1 permanecen en el molde en la parte superior. Si se trata de un molde de dos caras, se completaría un giro de 180 grados y se volvería a inyectar. Si se trata de un molde de cuatro caras, se produciría la inyección y se desmoldearía al mismo tiempo. De esta forma, se consigue aumentar la velocidad de producción al simultanear las dos operaciones, con un mayor ahorro energético y reducción de espacio.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Máquina de moldeo por inyección de plástico, del tipo que comprende, al menos, los siguientes componentes:

- Un plato central fijo (3) con al menos dos caras de moldeo (8) en al menos dos lados opuestos de dicho plato central, y comunicado con una unidad de inyección (2) que proporciona el material de moldeo, - Dos platos móviles (4), situados a cada lado del plato central fijo (3) y desplazables sobre un mismo eje lineal para enfrentarse a las caras de moldeo (8), comprendiendo cada plato móvil (4) al menos - una placa de presión (10) enfrentada a la cara de moldeo (8),

- una placa móvil (9),

- al menos una cámara hidráulica (16), encargada del empuje de la placa de presión (10) para efectuar una fuerza de cierre uniformemente distribuida contra la cara de moldeo (8) del plato central fijo (3), caracterizada porque la cámara (16) está situada entre la placa móvil (9) y la placa de presión (10), conectada a un sistema hidráulico a través de al menos un conducto (18) para la introducción y evacuación de un fluido en dicha cámara (16) en condiciones de caudal y/o presión controladas, - un sistema de enclavamiento que evita el desplazamiento lineal de las placas móviles cuando se aplica la fuerza de cierre,

- un sistema de desplazamiento de dichos platos móviles (4).

2. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada porque el sistema de desplazamiento comprende al menos dos motores eléctricos (13) instalados en el plato central fijo (3) y al menos dos husillos (14) fabricados con una mano contraria en cada extremo, estando cada husillo (14) acoplado a cada motor (13) y a cada placa móvil (9), de manera que al girar solidariamente producen el movimiento simultáneo de ambos platos móviles (4).

3. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el sistema de enclavamiento comprende unas columnas fijas de enclavamiento (11) sobre las que se desplazan y a las que se enclavan los platos móviles.

4. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizada porque el sistema de enclavamiento comprende unas columnas de enclavamiento (49) que no se pueden desplazar axialmente, pero que pueden rotar sobre su propio eje debido a la acción de un motor (52) para efectuar el bloqueo de los platos móviles (4).

5. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada porque el sistema de desplazamiento comprende un mecanismo de barras articulado (59) que a su vez sirve de sistema de enclavamiento.

6. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizada porque el sistema de enclavamiento comprende casquillos o tuercas de enclavamiento (12) asociados a los platos móviles (4) y conectados a las columnas fijas de enclavamiento (11), y un motor (22) que activa el giro de los casquillos o tuercas (12).

7. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la parte fija central comprende más de dos caras de moldeo y un movimiento de rotación según un eje perpendicular respecto al eje del desplazamiento lineal de los platos móviles.

8. Método de moldeo usando una máquina de inyección según las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque comprende al menos las siguientes etapas:

- Desplazamiento de los platos móviles (4) hacia el plato central fijo (3) y hasta que la placa de presión (10) contacta con las caras de moldeo (8),

- Enclavamiento de los platos móviles (4),

- Introducción de fluido en la cámara hidráulica (16),

- Introducción del material de moldeo en el plato central fijo (3) a través de la unidad de inyección (2), Evacuación del fluido de la cámara hidráulica (16),

Desenclavamiento de los platos móviles (4) de las columnas de enclavamiento (11), y Desplazamiento de los platos móviles (4), alejándose del plato central fijo (3).