ES2835650T3

ES2835650T3 - Sistema de moldeo por inyección con válvula dependiente de la presión

Info

Publication number: ES2835650T3
Application number: ES19197277T
Authority: ES
Inventors: Viktor Buchmüller; Adrian Strauss
Original assignee: Desma Schuhmaschinen GmbH
Current assignee: Desma Schuhmaschinen GmbH
Priority date: 2018-09-13
Filing date: 2019-09-13
Publication date: 2021-06-22
Anticipated expiration: 2039-09-13
Also published as: EP3623133A1; CN110893692B; DK3623133T3; PT3623133T; CN110893692A; EP3623133B1

Abstract

Sistema de moldeo por inyección para la fabricación de un artículo moldeado, preferentemente una suela de zapato, que comprende: una unidad de inyección que comprende una tobera (21); un bebedero (5); una cavidad (1); y una unidad de control, en donde la tobera (21) se puede conectar al bebedero (5), de tal modo que el material de moldeo sea inyectable a través del bebedero (5) en la cavidad (1) para formar un artículo moldeado, el sistema comprende una válvula (9) situada dentro del bebedero (5), en donde la unidad de control está configurada para introducir material de moldeo en el bebedero (5) mientras la válvula (9) está cerrada, y para abrir la válvula (9) una vez transcurrido un tiempo, de manera que se logre una mayor presión dentro del bebedero (5) antes de abrir la válvula (9) e inyectar el material de moldeo en la cavidad (1), caracterizado por que la unidad de control comprende datos de referencia para una correlación del tiempo transcurrido y/o el aumento de presión con un punto de impacto del material de moldeo inyectado en la cavidad.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de moldeo por inyección con válvula dependiente de la presión

La invención se refiere a un sistema de moldeo por inyección que comprende una válvula situada dentro de un bebedero. La válvula se puede controlar para permitir la acumulación de una presión preferentemente predefinida antes de iniciar la inyección del material de moldeo en la cavidad. La invención es particularmente adecuada para la producción de suelas de zapato por moldeo por inyección, especialmente a través de la tecnología de inyección de múltiples secciones (MSI). La invención permite una acumulación de presión reproducible y un control preciso del punto de impacto del material inyectado. La invención se refiere además a métodos de uso de un sistema de moldeo por inyección de la invención y kits para equipar sistemas de moldeo por inyección con un bebedero controlable por válvula.

Antecedentes y técnica anterior

El moldeo por inyección es una tecnología comúnmente utilizada para la fabricación de grandes volúmenes de artículos hechos de material termoplástico o de espuma, más comúnmente polímeros termoplásticos. Durante un proceso típico de moldeo por inyección, un material de moldeo se inyecta con fuerza en una cavidad de molde que tiene una forma de cavidad particular. El material de moldeo inyectado se mantiene bajo presión en la cavidad del molde, se enfría y luego se retira como una parte solidificada que tiene una forma que esencialmente duplica la forma de la cavidad del molde.

Una aplicación del moldeo por inyección se refiere a la fabricación de suelas de zapato.

Por ejemplo, la patente de EE.UU. 3.915.608 describe un sistema de moldeo por inyección para unir suelas de zapato a empeines que incluye una plataforma giratoria montada de forma giratoria sobre una base fija y que soporta una pluralidad de moldes. Cada molde incluye lados del molde y una base operada por pistón. Para producir un zapato, un empeine con horma, es decir, una horma con un empeine de zapato montado sobre ella, se mueve hacia abajo en una estación de moldeo para cerrar una cavidad de molde formada por los lados del molde y el pistón del molde, y se moldea una suela sucesivamente sobre la base de cada empeine con horma en la estación de moldeo. Inmediatamente antes de moldear, el empeine con horma cierra la parte superior del molde, es decir, se forma la cavidad del molde y se hace girar la plataforma giratoria de modo que el molde se oponga al cabezal de dispensación de un extrusor horizontal, que inyecta una carga de material termoplástico, por ejemplo, cloruro de polivinilo, en el molde bajo presión para formar las suelas de los zapatos.

Las suelas de los zapatos ya no se consideran objetos de un solo color o de una sola propiedad formados a partir de materiales sintéticos. En cambio, es deseable producir suelas de zapato con varias zonas de dureza o colores, para mejoras tanto técnicas como estéticas para el usuario.

El documento DE 102015 108086 describe un sistema de moldeo por inyección que permite la producción de suelas de zapato de varias capas. La unidad de inyección comprende un cabezal de mezcla en el que se sitúa un tornillo de mezcla que conduce a una boquilla de tobera conectable a un bebedero. Se pueden introducir diferentes materiales de base y aditivos en la cámara de tornillo y posteriormente inyectarse a través de la boquilla de tobera en la cavidad. El punto de impacto dentro de la cavidad se rige por la producción del material y la velocidad de rotación del tornillo de mezcla. Los materiales de base típicos incluyen polioles o isocianatos para producir poliuretano, mientras que los aditivos pueden elegirse para producir las propiedades deseadas del material, como dureza, color, etc. Para producir una suela de zapato de varias secciones, se inyectan diferentes composiciones de material hacia ubicaciones predefinidas de la cavidad de moldeo regulando la producción del material.

Sin embargo, la variación en el punto de impacto puede provocar una mezcla no deseada de materiales de las diferentes zonas y una separación comprometida de las secciones.

En la técnica anterior se conocen diferentes sistemas para controlar la inyección del material de moldeo en una cavidad de molde.

Por ejemplo, el documento EP 0 187360 A2 divulga un dispositivo para la producción de piezas moldeadas a partir de una mezcla de reacción fluida. Este divulga el preámbulo de la reivindicación 1.

El dispositivo presenta un canal de bebedero con una sección transversal variable y una cámara de sedimentación frente a la cual se conecta un hueco de regulador. El hueco de regulador debe permitir un control de la velocidad del flujo para asegurar un frente de flujo cerrado durante el proceso de llenado.

El documento US 3728053 A se refiere a un dispositivo de moldeo por inyección para producir objetos de plástico, en donde el material de inyección se inyecta en una cavidad de moldeo por medio de un tornillo de mezcla a través de una cámara de recogida, una tobera y un canal de bebedero. Se puede abrir y cerrar un elemento de cierre entre la cámara de recogida y la cavidad de moldeo para controlar el proceso.

El documento JP S60 120023 A divulga un dispositivo de moldeo por inyección con una válvula de 3 vías delante de un canal de bebedero. La válvula de 3 vías permite que una mezcla de reacción inicial mezclada con burbujas de aire se alimente desde la cámara de mezcla primero a un recipiente de almacenamiento, antes de introducirse en la cavidad.

El documento DE 19521 315 A1 se refiere a un dispositivo para la producción de piezas moldeadas de poliuretano con un revestimiento sólido y un núcleo de espuma. Para este fin, el documento DE 19521315 A1 propone un cabezal de mezcla de 4 componentes desde el que el sistema de reacción de formación de revestimiento y el sistema de espuma se alimentan sucesivamente a un acumulador. Un pistón de cierre permite bloquear el canal de bebedero durante una secuencia de reacción en el acumulador.

El documento JP S63111803 A se refiere a una unidad de inyección para la fabricación de suelas de zapato, en donde en el extremo del bebedero hay una puerta superior e inferior. Dependiendo del paso de la respectiva puerta, el material inyectado llega a diferentes lugares de la cavidad de moldeo, de manera que se pueda lograr una cobertura más homogénea.

El documento DE 2306366 divulga una unidad de inyección para la fabricación de suelas de zapato, en donde parte del bebedero puede pivotar para permitir redirigir la inyección de material de moldeo a una cavidad. Sin embargo, ninguno de estos documentos proporciona soluciones para controlar con mayor precisión el punto de impacto durante un proceso de inyección, ya que sería beneficioso en particular para proporcionar una pieza de moldeo de múltiples secciones.

A la luz de estas dificultades, se requieren soluciones mejoradas para aumentar la confiabilidad y precisión de los sistemas de moldeo por inyección, en particular con respecto a mejorar la separación más exacta de múltiples materiales de moldeo inyectados en regiones separadas dentro de un solo molde.

Sumario de la invención

Un objetivo de la presente solicitud era superar las desventajas de la técnica anterior y proporcionar un sistema de moldeo por inyección alternativo o mejorado que garantice una inyección fiable y precisa de material de moldeo.

El problema se resuelve con las características de las reivindicaciones independientes. Las realizaciones preferidas de la presente invención se proporcionan en las reivindicaciones dependientes.

Por tanto, la invención se refiere a un sistema de moldeo por inyección para la fabricación de un artículo moldeado, preferentemente una suela de zapato, que comprende:

una unidad de inyección que comprende una tobera;

un bebedero;

una cavidad; y

una unidad de control,

en donde la tobera se puede conectar al bebedero, de manera que el material de moldeo sea inyectable a través del bebedero en la cavidad para formar un artículo moldeado, en donde el sistema comprende una válvula situada dentro del bebedero y en donde la unidad de control está configurada para introducir material de moldeo en el bebedero mientras la válvula está cerrada, y para abrir la válvula después de un tiempo, de manera que se logre una presión aumentada (preferentemente predefinida) dentro del bebedero antes de abrir la válvula e inyectar el material de moldeo en la cavidad, en donde la unidad de control comprende datos de referencia para una correlación del tiempo transcurrido y/o el aumento de presión con un punto de impacto del material de moldeo inyectado en la cavidad.

Con el sistema de acuerdo con la invención es posible inyectar el material de moldeo en la cavidad con una precisión sin precedentes. En los sistemas de la técnica anterior, la distancia del material inyectado y el punto exacto de impacto del material de moldeo dentro de la cavidad se controla principalmente por la producción del material. La velocidad del material que pasa a través del tornillo y la tobera era típicamente el único regulador de precisión de la inyección, que era típicamente bajo.

En particular cuando el sistema de moldeo por inyección no es un sistema completamente sellado, surgen variaciones en la distancia a la que se inyecta el material y así el punto de impacto. Es más, debido a un sistema (parcialmente) abierto, como por ejemplo cuando la cavidad no es completamente hermética, la presión para alcanzar un punto de impacto deseado no se puede proporcionar en el punto de tiempo cero, cuando se inicia una inyección en la cavidad de moldeo. En cambio, el punto de impacto del material de moldeo inyectado dentro del molde o cavidad viajará, es decir, progresará desde un punto más cercano a la tobera a un punto más alejado a medida que aumenta la velocidad o presión del material inyectado, y regresa más cerca de la tobera cuando se detiene la inyección.

En particular, en el caso de piezas de moldeo de múltiples secciones, esto conduce a una contaminación de las diferentes secciones (véase también la figura 1-4). Tal contaminación puede ser particularmente desventajosa, cuando se inyectan materiales de moldeo reactivos o espumables como el poliuretano, como suele ocurrir en la fabricación de suelas de zapato. En este caso, la contaminación puede dar lugar a reacciones aberrantes en lugares o secciones no deseadas de la cavidad, conduciendo a suelas de zapato deformadas, estéticamente desagradables o incómodas, cuando las diversas zonas de la suela de zapato, que se pretenda lograr utilizando, por ejemplo, tecnología de inyección múltiples secciones (MSI), se mezclan entre sí o se colocan incorrectamente.

Por el contrario, el sistema de moldeo por inyección de acuerdo con la invención está configurado para permitir la acumulación de presión dentro del bebedero o canal de suministro del bebedero aguas arriba de la cavidad. Por lo tanto, la presión necesaria para inyectar el material de moldeo en la ubicación deseada se puede proporcionar en el momento cero, es decir, cuando se abre la válvula y se inyecta el material en la cavidad. Controlando la presión que se acumula dentro del bebedero, el punto de impacto se puede controlar de forma reproducible eliminando variaciones no deseadas y asegurando así un proceso de inyección fiable y preciso.

Como se utiliza en el presente documento, la "unidad de inyección" se refiere a un dispositivo, un aparato o un sistema que permite la inyección de material de moldeo en una cavidad. Se conocen diferentes unidades de inyección en el estado de la técnica y pueden emplearse en el sistema de acuerdo con la invención. Un ejemplo es la unidad descrita en el documento DE 102015 108086.

Una unidad de inyección típica comprenderá una entrada para el suministro de material de moldeo, que puede, por ejemplo, almacenarse, por ejemplo, en un depósito de material de moldeo. En caso de que el material de moldeo se proporcione como resina plástica en forma de pequeñas perlas o gránulos, como suele ser el caso de varios productos de plástico, la unidad de inyección puede comprender un componente de calentamiento o cizallamiento para fundir las perlas de resina. En caso de que el material de moldeo se refiera a componentes sintéticos duroplásticos y/o termoplásticos, tales como materiales base y aditivos (que pueden ser polimerizables y/o espumables) la unidad de inyección puede comprender un cabezal de mezcla para mezclar dichos componentes y entradas para permitir la provisión de los componentes al cabezal de mezcla. Sin embargo, como se describe en el presente documento, la unidad de inyección no se limitará a tales realizaciones sino que puede abarcar cualquier dispositivo configurado para la inyección de un material de moldeo preferentemente líquido o espumable mediante una tobera en una cavidad de moldeo.

Como se utiliza en el presente documento, el término "tobera" se refiere preferentemente a un paso de salida de la unidad de inyección desde donde el material de moldeo puede inyectarse en una cavidad de moldeo. Para este fin, la tobera se puede conectar a un bebedero. La unidad de inyección puede comprender, por ejemplo, una boquilla de tobera que está configurada geométricamente para coincidir con la entrada de un bebedero de modo que al trasladar la tobera hacia el bebedero, se forma una conexión de fluido entre la unidad de inyección y el bebedero.

Se prefiere además que la conexión de la boquilla de tobera y el bebedero esté sellada en gran medida para evitar cualquier fuga del material de moldeo. El sellado da como resultado preferentemente una conexión hermética y, por ejemplo, puede asegurarse presionando una boquilla de tobera contra la carcasa del bebedero. Con este fin, también se puede preferir en algunas realizaciones proporcionar medios de sellado adicionales, como un anillo de sellado. En algunas realizaciones se prefiere que la unidad de inyección que comprende la tobera sea trasladable, sin embargo, también se puede preferir que el bebedero se pueda trasladar para formar la conexión. Con este fin, el sistema de moldeo por inyección puede comprender cualquier mecanismo de traslación adecuado que incluye, entre otros, un accionador lineal.

En algunas realizaciones, es preferible que la unidad de inyección que comprende la tobera esté en una posición horizontal o casi horizontal con respecto a la cavidad de moldeo en la que se inyecta el material de moldeo. La dirección de propagación del material de moldeo dentro de la tobera así como el bebedero es, por tanto, preferentemente horizontal o casi horizontal. En otras realizaciones, la tobera puede colocarse encima o debajo (por ejemplo, verticalmente o casi verticalmente) de la entrada al bebedero, por ejemplo, si el bebedero comprende una curva en ángulo recto o casi en ángulo recto para expulsar el material de moldeo en una dirección esencialmente horizontal en la cavidad de moldeo.

Después de conectar la boquilla con el bebedero, el material de moldeo puede fluir hacia el canal de bebedero. La velocidad y la presión del caudal se pueden controlar mediante la entrada de material en la unidad de inyección. La velocidad de entrada de material es preferentemente controlada por la unidad de control.

Como se utiliza en el presente documento, la "unidad de control" se refiere preferentemente a cualquier dispositivo o sistema informático que tenga un procesador, un chip de procesador, un microprocesador o un microcontrolador para permitir un control automático de los componentes del sistema de moldeo por inyección, como la unidad de inyección o la válvula. Los componentes del sistema informático pueden ser convencionales o configurados a medida para la implementación particular. Preferentemente, el sistema informático tiene un procesador, un dispositivo de entrada como un teclado o un ratón, una memoria como un disco duro y una memoria volátil o no volátil, y un código informático (software) para controlar los componentes de la máquina de moldeo por inyección.

La unidad de control también puede comprender una placa de circuito impreso programable, microcontrolador u otro dispositivo para recibir y procesar señales de datos de los componentes del sistema, como la posición de la boquilla con respecto al bebedero u otra información sensorial. La unidad de control preferentemente comprende además un medio utilizable o legible por ordenador, como un disco duro, una memoria de acceso aleatorio (RAM), una memoria de solo lectura (ROM), una memoria flash, etc., en el que está instalado un software o código informático. El código informático o software para realizar el control de los componentes del sistema de moldeo por inyección puede estar escrito en cualquier lenguaje de programación o entorno de desarrollo basado en modelos, tal como, pero sin limitarse a C/C++, C#, Objective-C, Java, Basic/VisualBasic, MATLAB, Simulink, StateFlow, Lab View o ensamblador.

El software informático y cualquier descripción funcional del software informático mediante la descripción del control de dispositivos particulares o aspectos del sistema descritos en el presente documento, se consideran características técnicas debido a una salida física directa en el sistema de fabricación. Por lo tanto, las descripciones funcionales de software pueden considerarse realizaciones preferidas y definitorias de la invención. El código informático particular empleado está disponible para una persona experta y puede construirse en consecuencia utilizando conocimientos estándar.

El término "unidad de control está configurada para" realizar una cierta etapa operativa, como introducir material de moldeo en el bebedero o abrir o cerrar la válvula, puede abarcar un software estándar o de diseño personalizado instalado en dicha unidad de control que inicia y regula estas etapas operativas.

De acuerdo con la invención, la unidad de control está configurada para introducir material de moldeo en el bebedero mientras la válvula está cerrada. Como se ha descrito anteriormente, a tal efecto, la unidad de control podrá comprender un software informático que permitirá realizar las etapas necesarias, en combinación con los dispositivos físicos necesarios para la función. Dependiendo del diseño del sistema de moldeo, estas etapas pueden incluir la traslación de la tobera hacia el bebedero, cerrar la válvula o asegurarse de que la válvula esté cerrada, iniciación y control de la velocidad de entrada de material de moldeo en la unidad de inyección, por ejemplo, controlando conectores o válvulas adecuados.

Los "datos de referencia" se relacionarán con cualquier dato que permita una correlación del tiempo transcurrido y/o aumente la presión con un punto de impacto deseado del material de moldeo dentro de la cavidad de moldeo.

Los datos de referencia pueden relacionarse, por ejemplo, con un cierto retraso de tiempo entre el momento en que se inicia la inyección de material de moldeo en la tobera (es decir, abriendo las entradas para el suministro de material de moldeo) y el momento en el que la válvula está abierta para iniciar la inyección en la cavidad de moldeo. Si otros parámetros, tales como la producción de material o la entrada en la unidad de inyección se mantienen iguales, el retraso de tiempo y la distancia de inyección medida se correlacionan muy bien. Al adquirir datos de referencia para el parámetro predeterminado típico para un determinado tipo de artículo moldeado, o un determinado material, volumen y/o región objetivo, por ejemplo, para una determinada suela de zapato, se puede lograr de forma fiable una presión predefinida deseada utilizando una referencia para el tiempo transcurrido y da como resultado un patrón de inyección reproducible.

Para tal realización, una determinación exacta de la acumulación de presión dentro del bebedero, por ejemplo, por medio de un sensor de presión, no es necesaria.

Sin embargo, los datos de referencia también pueden relacionarse con datos que correlacionan el aumento de presión, mientras que el material de moldeo se inyecta en el bebedero antes de abrir la válvula con un punto de impacto del material de moldeo inyectado en la cavidad.

Por ejemplo, los datos de referencia pueden relacionarse con umbrales para una presión predefinida que dará como resultado un punto de impacto deseado. El sensor de presión puede estar ubicado dentro del bebedero o situado más arriba dentro de la unidad de inyección que comprende la tobera y medir continuamente la presión y observar así la acumulación de presión dentro del sistema de la unidad de inyección que comprende la aguja y el bebedero. Comparando la presión medida con los datos de referencia, la unidad de control puede controlar con precisión la apertura de la válvula una vez que se alcanza una presión predefinida de manera que se logra una distancia de inyección y un punto de impacto deseados.

Los datos de referencia pueden relacionarse con cualquier dato que permita la correlación de un punto de impacto deseado con el tiempo transcurrido y/o el aumento de presión. Por ejemplo, los datos de referencia pueden proporcionarse como una tabla de búsqueda o como parámetros para una relación matemática que permita una correlación de las entidades. Los datos de referencia se pueden obtener, por ejemplo, mediante la realización de experimentos de calibración apropiados que determinen la relación entre un tiempo transcurrido y/o un aumento de presión con una distancia de inyección deseada y, por tanto, el punto de impacto.

Típicamente, los datos de referencia pueden almacenarse en un medio utilizable o legible por ordenador en la unidad de control. Puede ser adecuado cualquier formato que se utilice en la industria. Los datos de referencia pueden almacenarse en un archivo separado y/o integrarse en el código informático o software (por ejemplo, en el código fuente) que realiza el control de los componentes de la máquina de inyección como se describe en el presente documento.

Como se utiliza en el presente documento, el término "bebedero" se refiere preferentemente a un canal o una pluralidad de canales situados aguas arriba de la cavidad, a través del cual pasa el material de moldeo desde la unidad de inyección a la cavidad. Por tanto, el bebedero puede considerarse como un canal de suministro, por ejemplo, cuando es evidente un bebedero no ramificado (canal de suministro único). El canal de suministro se refiere en algunas realizaciones preferentemente a la parte del bebedero que conduce directamente a la cavidad de moldeo. En las realizaciones preferidas, el bebedero comprende un único canal de suministro que conduce al interior de la cavidad de moldeo. Sin embargo, también puede ser preferible tener un bebedero ramificado, que comprende múltiples canales de suministro, que conduce a múltiples cavidades de moldeo separadas, o una sola cavidad de moldeo con múltiples entradas. Como se utiliza en el presente documento, el término aguas arriba y aguas abajo se utilizan en relación con la dirección de propagación del material de moldeo, en donde las entradas para la provisión de material de moldeo estarán aguas arriba de la cavidad de moldeo.

Preferentemente, en algunas realizaciones, el término "bebedero" en la presente invención no se refiere a una pieza de plástico solidificado de un artículo manufacturado por moldeo por inyección que queda después de la inyección, enfriamiento y liberación del artículo de un sistema de inyección cerrado. En algunas realizaciones, no se permite que el material de moldeo se enfríe, fragüe o reaccione hasta su finalización para dejar una parte sólida del material de moldeo en el bebedero. Preferentemente, el bebedero se vacía después de la inyección antes del siguiente evento de inyección.

En algunas realizaciones, el bebedero se vacía artículo por artículo, en otras palabras, entre artículos, que se van a fabricar. Por ejemplo, después de la finalización de una suela de zapato (suela exterior y/o suela intermedia), que incluye opcionalmente un elemento de cierre que se aplica en forma de horma de zapato sobre la que se envuelve un empeine y luego se coloca sobre la suela, de modo que la suela de zapato se moldee directamente en el empeine del zapato, el bebedero se vacía expulsando el material restante en el bebedero, antes de que se llene una nueva cavidad utilizando el dispositivo o sistema de la presente invención.

En algunas realizaciones, el bebedero no se vacía entre la inyección de diferentes materiales en una cavidad, por ejemplo, cuando están presentes 2 o más zonas del artículo a crear y se inyectan dos o más materiales correspondientes en la cavidad. En algunas realizaciones, el bebedero no se vacía entre materiales, pero un material posterior (por ejemplo, un segundo) es guiado (inmediatamente) desde la unidad de inyección al bebedero, la presión se acumula de nuevo guiando el material hacia el interior del bebedero mientras la válvula está cerrada, y posteriormente liberando/abriendo la válvula para inyectar el segundo material.

En algunas realizaciones, el método de la invención emplea la fabricación automatizada o semiautomatizada de varios artículos uno tras otro. En algunas realizaciones, las cavidades y/o las unidades de inyección giran alrededor de un eje, de tal manera que la unidad de inyección permanece estacionaria y una matriz giratoria o deslizante de múltiples cavidades se "presenta" a la unidad de inyección, o la unidad de inyección gira alrededor de un anillo de cavidades o se desliza a lo largo de una matriz de cavidades, moviéndose así de una cavidad a la siguiente una vez completada la inyección. En tales realizaciones, el bebedero se vacía preferentemente entre artículos/cavidades, mientras que el bebedero puede, pero no debe, vaciarse entre diferentes materiales inyectados en una única cavidad. El bebedero también se puede vaciar inyectando aire en el bebedero, separando dos mitades de un bloque de bebedero (como, por ejemplo, se muestra en las figuras 10, 13 y 14), si, por ejemplo, el material se ha fraguado/polimerizado, o por otros medios.

Como se utiliza en el presente documento, el término "válvula" se refiere a cualquier dispositivo que permita regular, dirigir o controlar el flujo de un material, preferentemente un fluido, abriendo, cerrando u obstruyendo parcialmente un pasaje. El sistema de moldeo por inyección como se describe en el presente documento se caracteriza por una válvula que permite cerrar y abrir el bebedero (o el canal de suministro del bebedero). Un experto en la materia puede elegir una válvula adecuada entre varios tipos de válvulas conocidos que incluyen, pero sin limitarse a válvulas de bola, válvulas de mariposa, válvulas de pistón, válvula de disco de cerámica, válvula reguladora, válvula de diafragma, válvula de compuerta, válvula de globo, válvula de cuchilla, válvulas de aguja, válvula de constricción, válvulas de pistón, válvulas de tapón o válvulas de carrete. Se pueden emplear diferentes sistemas de accionador para las válvulas, incluyendo pero sin limitarse a válvulas hidráulicas, neumáticas, manuales, motorizadas o de solenoide. En realizaciones preferidas, la válvula es una válvula de pistón, más preferentemente un perno de bloqueo móvil bajo un control neumático.

Cuando la unidad de control inicia la inyección de material de moldeo en el bebedero, el material de moldeado progresará dentro del bebedero. Sin embargo, debido a la válvula cerrada, es posible que el material de moldeo no entre en la cavidad de moldeo. En cambio, la presión dentro del bebedero aumenta (acumulación de presión). Solo después de que haya pasado un cierto tiempo, la unidad de control está configurada para abrir la válvula. La presión que se acumula dentro del bebedero dependerá de la velocidad del material de moldeo que ingresa a la unidad de inyección y del tiempo transcurrido y, por lo tanto, puede controlarse de manera reproducible mediante la unidad de control. Después de abrir la válvula, el material de moldeo se expulsa (inyecta) en la cavidad. La velocidad de expulsión y, por tanto, la distancia de recorrido y el punto de impacto del material de moldeo dentro de la cavidad se correlacionan directamente con la presión definida acumulada dentro del bebedero antes de la apertura de la válvula.

Como se utiliza en el presente documento, los términos "punto de impacto", "punto de incisión", "punto de incidencia" o "punto de contacto" con respecto a la inyección de material de moldeo en la cavidad se utilizan como sinónimos. Al referirse a un punto de impacto interno, en o con respecto a la cavidad, típicamente el punto de contacto en la parte inferior del elemento de moldeo, por ejemplo, un elemento de base, se entiende la formación de la cavidad. Por tanto, el punto de impacto se refiere al punto de contacto del material sobre dicho elemento de moldeo inferior en el momento de la inyección, cuando la moldura inferior estará típicamente en una posición predeterminada.

Ventajosamente, para lograr resultados reproducibles, el valor de la presión como tal no tiene que conocerse de antemano. En algunas realizaciones, la velocidad de entrada de material de moldeo y el retraso de tiempo hasta que se abre la válvula, como regulable por la unidad de control, conducirá a la misma presión predefinida, si su valor es conocido o no. Por tanto, es posible determinar experimentalmente los parámetros adecuados correlacionando el punto de impacto del material de moldeo con el retraso de tiempo antes de la apertura de la válvula para condiciones que de otro modo serían constantes, tal como para materiales de moldeo particulares y la unidad de inyección particular.

Para la producción de una suela de zapato a partir de materiales de moldeo de poliuretano que utilizan canales de bebedero con las dimensiones preferidas como se describe en el presente documento, los retardos de tiempo de 1 milisegundo a 5 segundos, preferentemente de 5 milisegundos a 1 segundo, han demostrado proporcionar resultados especialmente beneficiosos. En otras realizaciones, también puede ser posible utilizar sensores para medir directamente la acumulación de un volumen o presión con el fin de correlacionar estas mediciones con el punto de impacto deseado. El retraso de tiempo dependerá de varios factores, como el material empleado, por ejemplo, su viscosidad, en el caudal de material proporcionado desde la unidad de inyección al bebedero, el tamaño del molde, distancia entre la válvula y el punto de impacto, de entre otros factores.

La invención se beneficia así de un control dependiente del tiempo, volumen y presión de la válvula en relación con la inyección de material de moldeo. Como se ha descrito anteriormente, al permitir la acumulación de una presión preferentemente predefinida, la curva de presión durante el proceso de inyección es más predecible, reproducible y constante. En particular, no es necesario que se acumule una presión inicial como es el caso de los métodos de la técnica anterior. Se elimina un arrastre de material desde un punto inicial de impacto hacia un punto final y deseado de impacto. Además, el parámetro controlable adicional de una presión predefinida dentro del bebedero antes de la inyección permite una mayor flexibilidad en el diseño de las dimensiones del bebedero o canal de suministro del bebedero.

Para un sistema típico de moldeo por inyección, habrá restricciones con respecto a las posibles velocidades de producción del material. Los términos velocidad de producción de material y velocidad de entrada de material se utilizan en el presente documento como sinónimos y se refieren a un volumen de material de moldeo que se promueve en la unidad de inyección, por ejemplo, bajo el control de entradas de válvula adecuadas, como medida de tiempo.

Para un diámetro dado de un bebedero, una velocidad máxima de producción de material define la distancia de inyección más lejana posible. Una ampliación del diámetro, debido a la limitación de la velocidad máxima de producción del material, dará como resultado una distancia inyectable máxima más pequeña, de modo que los puntos de impacto pueden no alcanzar toda la longitud de la cavidad de moldeo. Al permitir la acumulación de presión dentro del sistema de moldeo como se describe en el presente documento, se puede extender la distancia máxima inyectable. Además, dado que se pueden utilizar diámetros más grandes para el bebedero, también se pueden alcanzar distancias de inyección más pequeñas. Para una velocidad de producción mínima de material, un diámetro agrandado permitirá alcanzar de manera confiable los puntos de impacto que están más cerca del final del bebedero.

Por lo tanto, el sistema permite un patrón de puntos de impacto con una cobertura más amplia de la cavidad de moldeo dando como resultado artículos de moldeo producidos de manera más controlable y confiable. Estas ventajas son particularmente relevantes cuando se deben inyectar múltiples materiales en zonas separadas de la cavidad. Estas ventajas son particularmente relevantes para sistemas abiertos o parcialmente cerrados, donde el material de moldeo es propulsado (por ejemplo, a través del aire) a un sitio objetivo particular dentro del molde, sin avanzar por un sistema completamente cerrado. Por lo tanto, estas ventajas son particularmente relevantes para las cavidades de molde que se colocan horizontalmente o esencialmente horizontalmente.

En una realización preferida de la invención, el sistema de moldeo por inyección se caracteriza por que la unidad de control está configurada además para interrumpir la inyección del material de moldeo cerrando la válvula. La posibilidad de cerrar la válvula de forma controlable y repentina al finalizar el proceso de inyección permite una intersección limpia de la corriente de inyección. En algunos métodos de la técnica anterior, el material residual de una corriente de inyección terminada continúa inyectándose con una distancia y presión decrecientes, produciendo una corriente de goteo de material residual (véase también la figura 5). En particular, cuando se utilizan materiales de moldeo reactivos o espumables como el poliuretano, tal contaminación compromete la reproducibilidad y la calidad del artículo moldeado. La válvula controlable permite una prevención eficaz de tales contaminaciones y, por lo tanto, aumenta significativamente la calidad de la producción.

En una realización preferida adicional de la invención, el sistema de moldeo por inyección se caracteriza por que la unidad de control está configurada además para cerrar o abrir parcialmente la válvula con el fin de generar una constricción dentro del bebedero.

Como se ha descrito anteriormente, para un diámetro dado del bebedero, la distancia de inyecciones alcanzable dependerá del intervalo de posibles velocidades de producción del material. Por tanto, en un entorno típico como en la técnica anterior, cuando se van a producir diferentes tipos de artículos moldeados, por ejemplo, suelas de zapato de diferentes tamaños, para cada tipo de artículo moldeado se elige una unidad de moldeo con una dimensión a medida del bebedero. Para cambiar el tipo de producción, por tanto, a menudo es necesario cambiar la unidad de moldeo.

En cambio, en una realización preferida de la invención, se puede instalar un único diámetro típicamente mayor para el bebedero. En el presente documento, el cierre parcial de la válvula permite generar una constricción y por tanto un diámetro menor efectivo que se puede adaptar a cada tipo de artículo moldeado.

Ventajosamente, se puede usar la misma válvula para estrechar el bebedero/canal de suministro que para la acumulación de presión al cerrar (completamente) la válvula. En este caso, puede ser preferible que la unidad de control esté configurada para mover la válvula entre dos posiciones. Una se refiere a una configuración parcialmente cerrada (o parcialmente abierta), en la que se inyecta una corriente de material de acuerdo con el parámetro de canal efectivo. Una segunda posición se refiere al cierre completo del bebedero/canal de suministro, como es el caso antes del inicio de la inyección y preferentemente al terminar la inyección. Esta realización preferida da como resultado una reducción significativa del tiempo y coste de producción, manteniendo una alta flexibilidad y calidad del producto.

En una realización preferida de la invención, la válvula comprende o consiste en un perno de bloqueo móvil bajo control neumático. Preferentemente, el perno de bloqueo móvil está dispuesto en transversal con respecto al bebedero/canal de suministro, es decir, transversal a la corriente de material de moldeo. Por tanto, el perno de bloqueo móvil puede trasladarse así bajo control neumático en una dirección que sea perpendicular a la propagación del material de moldeo dentro del bebedero. Tal válvula permite una apertura y cierre particularmente rápidos del bebedero, lo que da como resultado curvas de inyección particularmente precisas con un comienzo y un final casi instantáneos.

La realización preferida asegura así que el punto de impacto deseado se alcance en el momento cero, sin fugas, que pueden surgir si la válvula no se abre lo suficientemente rápido. Además, la instalación de un perno de bloqueo movible transversal es simple, rentable y de bajo mantenimiento. El control neumático tiene una ventaja adicional porque, a menudo, las entradas de la válvula que se utilizan agua arriba del bebedero en un cabezal de mezcla también están bajo control neumático, es decir, se accionan por un sistema neumático. Por tanto, el mismo sistema neumático se puede utilizar tanto para accionar la válvula dentro del bebedero como para otras válvulas utilizadas en el sistema de moldeo por inyección, constituyendo un uso eficiente de los recursos.

En otra realización preferida de la invención, la válvula está ubicada a una distancia de un extremo del bebedero o canal de suministro que mira hacia la cavidad de al menos 2 mm, preferentemente, al menos 3 mm, al menos 5 mm y no más de 40 mm, preferentemente 30, más preferentemente 20 mm. Lo más preferentemente, la válvula está ubicada a una distancia de un extremo del bebedero que mira a la cavidad de 5 a 20 mm. Preferentemente, las distancias se miden desde el centro del elemento de obstrucción de la válvula, es decir, un pistón o un perno de bloqueo móvil, hasta el extremo del bebedero/canal de suministro.

Los inventores se han dado cuenta de que las curvas de presión para el proceso de inyección son particularmente constantes y reproducibles, si la válvula está ubicada lo más lejos posible hacia el extremo del bebedero o canal de suministro en el bebedero. En este caso, parece que se forma una presión homogénea dentro del bebedero antes de la válvula y, por lo tanto, en el sistema cerrado que conduce a la tobera de la unidad de inyección. Dado que la válvula está dispuesta estrechamente hacia el extremo del bebedero, al abrir la válvula, casi no se produce disipación dentro de la distancia restante del canal de bebedero. En cambio, la presión predefinida se transforma en una distancia de inyección controlable con precisión.

Se pueden lograr excelentes resultados con una distancia entre la válvula y el extremo del bebedero de menos de 40 mm, preferentemente menos de 30 mm o 20 mm. Sin embargo, para una distancia inferior a 5 mm, en particular por debajo de 3 o 2 mm, la función estable de la válvula puede verse comprometida. Las distancias mencionadas reflejan por tanto un intervalo óptimo para el posicionamiento de la válvula con respecto al inicio de la cavidad.

En otra realización preferida de la invención, el bebedero presenta un diámetro de 1 mm a 15 mm, preferentemente de 3 mm a 10 mm y/o una longitud de 5 mm a 200 mm, preferentemente de 10 a 150 mm. En combinación con la válvula que se puede cerrar dentro del bebedero, en particular cuando se coloca en el extremo del bebedero frente a la cavidad, tales dimensiones aseguran curvas de presión particularmente fiables y constantes. Es más, las dimensiones anteriores han demostrado ser especialmente adecuadas para la producción de suelas de zapato, en particular cuando se utiliza poliuretano o duroplastos sintéticos espumables similares como material de moldeo.

En otra realización preferente de la invención, el bebedero presenta una forma curva, preferentemente sigmoidea, en donde el extremo del bebedero o canal de suministro que mira a la cavidad está situado por encima del extremo opuesto del bebedero que mira a la tobera. Se prefiere que la unidad de inyección que comprende una tobera esté en una posición horizontal con respecto a la forma de la cavidad de moldeo en la que se inyecta el material de moldeo. La dirección de propagación del material de moldeo dentro de la tobera, así como el bebedero o canal de suministro, es preferentemente horizontal o casi horizontal y la forma sigmoidea preferida se refiere a una modulación de dicha línea horizontal de manera que el extremo del bebedero que mira hacia la cavidad esté situado por encima del extremo opuesto del bebedero frente a la tobera.

El diseño geométrico preferido del bebedero produce excelentes curvas de inyección para una variedad de diferentes materiales de moldeo. En particular, en el caso de la producción de suelas de zapato a partir de poliuretano como material de moldeo, una forma sigmoidea con una altura ligeramente creciente a lo largo del bebedero no solo reduce la disipación de energía, sino que también influye positivamente en la balística de la corriente inyectada, cediendo a un control confiable particular del punto de impacto dentro de la cavidad de moldeo.

En una realización preferida de la invención, el sistema de moldeo por inyección se caracteriza por que el bebedero comprende dos o más canales de suministro, en donde una válvula está situada en cada uno de los canales de suministro. Los dos o más canales de suministro pueden conducir a una única cavidad de moldeo o cavidades de moldeo separadas. El bebedero puede comprender múltiples canales de suministro o ramas. Dicho de otra forma, el bebedero puede estar ramificado en algunas realizaciones. Por tanto, las ramas o los múltiples canales de suministro pueden comprender una válvula, por lo que las múltiples válvulas pueden operarse y/o controlarse de manera combinada o independiente entre sí. En algunas realizaciones, el bebedero comprende una sola válvula aguas arriba de un punto de ramificación para múltiples canales de suministro.

En una realización, por tanto, la invención se refiere a un sistema de moldeo por inyección para la fabricación de un artículo moldeado, preferentemente una suela de zapato, que comprende:

una unidad de inyección que comprende una tobera;

un bebedero;

una cavidad; y

una unidad de control,

en donde la tobera se puede conectar al bebedero que comprende al menos uno (o dos o más) canal(es) de suministro, de manera que el material de moldeo sea inyectable a través del bebedero en la cavidad para formar un artículo moldeado, en donde el sistema comprende una válvula situada dentro del al menos uno (o dos o más) canal(es) de suministro del bebedero y en donde la unidad de control está configurada para introducir material de moldeo en el bebedero mientras la válvula está cerrada, y para abrir el válvula después de un tiempo, de manera que se logre una presión aumentada (preferentemente predefinida) dentro del al menos uno (o dos o más) canales de suministro del bebedero antes de abrir la válvula e inyectar el material de moldeo en la cavidad.

Al permitir que los canales de suministro salgan a múltiples cavidades de moldeo, una sola conexión de la tobera a la entrada del bebedero ramificado permite la producción de múltiples artículos de moldeo utilizando un requisito mínimo de elementos de control en el sistema. Por tanto, la realización permite una reducción del tiempo de producción y de los costes del equipo.

En el caso de una sola cavidad de moldeo, los múltiples canales de suministro de un bebedero ramificado pueden estar dispuestos, por ejemplo, a la misma altura, pero en paralelo con respecto a la dirección transversal del artículo moldeado. Ventajosamente, por lo tanto, el punto de impacto se puede distribuir a lo largo de múltiples líneas paralelas a lo largo de la anchura de la cavidad de moldeo, lo que permite una distribución más controlada y homogénea del material de moldeo, por ejemplo, para un artículo o zapatos moldeados unitarios.

De manera alternativa, un artículo moldeado, como la suela de un zapato, no solo se puede seccionar a lo largo de la suela de zapato, sino también a lo largo de su anchura, dando como resultado grados adicionales de libertad para optimizar el artículo moldeado, por ejemplo, suelas de zapato, para su necesidad particular. Por ejemplo, en el caso de las zapatillas para correr, es posible optimizar la dureza de las regiones interior y exterior de la suela de zapato para que coincida con el perfil de un corredor.

Para la realización preferida, se prefiere particularmente que cada uno de los canales de suministro tenga las geometrías preferidas descritas y que la válvula también se coloque preferentemente cerca del extremo del bebedero que mira hacia la cavidad de moldeo.

Ventajosamente, las válvulas no solo se pueden usar para asegurar la acumulación de presión como se describe en el presente documento, pero también para guiar la corriente de inyección para una determinada ubicación dentro de la misma cavidad de moldeo o para guiar una producción (preferentemente secuencial) de múltiples artículos moldeados en cavidades de moldeo separadas.

En una realización preferida adicional, el sistema de moldeo por inyección se caracteriza por que la unidad de control comprende datos de referencia para la presión dentro del bebedero y el punto de contacto del material de moldeo inyectado en la cavidad, preferentemente en donde la presión dentro del bebedero y el punto de contacto del material de moldeo inyectado en la cavidad se correlacionan entre sí. Los datos de referencia pueden relacionarse, por ejemplo, con un cierto retraso de tiempo entre el momento en que se inicia la inyección de material de moldeo en la tobera (es decir, abriendo las entradas para el suministro de material de moldeo) y el momento en el que la válvula está abierta para iniciar la inyección en la cavidad de moldeo. Si otros parámetros, como la producción de material o la entrada a la unidad de inyección, se mantienen iguales, el retraso de tiempo y la distancia de inyección medida se correlacionan muy bien. Al adquirir datos de referencia para el parámetro predeterminado típico para un determinado tipo de artículo moldeado, o un determinado material, volumen y/o región objetivo, por ejemplo, para una determinada suela de zapato, se puede conseguir de forma fiable una presión predefinida deseada dando como resultado un patrón de inyección reproducible. En este caso, no es necesario un sensor separado.

En una realización preferida de la invención, el sistema de moldeo por inyección comprende un sensor de presión situado dentro del bebedero, y en donde la unidad de control está configurada preferentemente de manera que la válvula pueda abrirse o cerrarse dependiendo de la presión determinada por dicho sensor. Un "sensor de presión" puede referirse a cualquier dispositivo para medir la presión de un gas o líquido. Un experto en la materia podrá elegir un sensor de presión adecuado según el tipo de material de moldeo. En principio, se puede utilizar cualquier tipo de sensor de presión, incluyendo, sin limitación, tipos de colectores de fuerza que comprenden un elemento sensor de presión piezoeléctrico, capacitivo, electromagnético, óptico, un medidor de tensión piezorresistivo o potenciométrico.

El sensor de presión puede estar ubicado dentro del bebedero. El sensor de presión también puede estar situado aguas arriba dentro de la unidad de inyección que comprende la tobera. También puede ser preferible tener múltiples sensores de presión dentro del bebedero y/o tobera. El sensor de presión permite una observación rápida y precisa de la presión acumulada dentro del sistema de la unidad de inyección que comprende la aguja y el bebedero. Una vez que se alcanza un umbral preferentemente preestablecido, la válvula puede abrirse para permitir un proceso de inyección preciso como se describe en el presente documento.

Para la fabricación de suelas de zapato a partir de materiales de moldeado de poliuretano, los umbrales para una presión predefinida entre 0 y 6000 kPa (60 bar), preferentemente 100 a 5000 kPa (1 a 50 bar), más preferentemente la presión aumentada por encima de la presión atmosférica, o cualquier presión de o entre 100, 200, 300, 400, 500, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500, 5000, 5500 o 6000 kPa (1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 o 60 bar), o valores en un intervalo con puntos finales de dichos valores, permiten el control y un patrón de distribución preciso.

El sensor de presión permite controlar con mucha precisión la inyección en función de una presión predefinida. En particular, la medición de la presión como tal permite tener en cuenta variaciones en el proceso como la adición de diferentes aditivos que pueden dar lugar a un perfil de inyección diferente, como, por ejemplo, se esperaba de un simple retraso de tiempo. Al utilizar un sensor de presión sin necesidad de calibración, se pueden aplicar diferentes velocidades de entrada de material o composiciones, sin dejar de controlar el punto de impacto deseado con alta fidelidad.

En una realización preferida de la invención, la cavidad está formada por dos elementos de moldeo laterales, un sello de base y un elemento de cierre. Como se utiliza en el presente documento, el término "cavidad" o "cavidad de moldeo" toma el significado ordinario en el estado de la técnica y se refiere a un espacio en el que se forma el artículo moldeado. La moldura como tal se formará limitando elementos de moldeo, que en las realizaciones preferidas pueden comprender dos elementos de moldeo laterales, un elemento de base y un elemento de cierre. La forma de estos elementos gobierna la forma del artículo moldeado. Durante la inyección, la cavidad puede estar abierta, en que solo dos elementos de moldeo laterales, opcionalmente con un elemento de base, están presentes, en donde el material se inyecta en la cavidad para su posterior cierre, por ejemplo, con una horma o empeine de zapato.

En una realización preferida de la invención, la cavidad adopta la forma de una suela de zapato. El término zapato, como se utiliza en el presente documento, significa todas las formas de zapato que tienen suela, entre los que se incluyen, pero sin limitación, zapatos de vestir, botas, zapatillas, zuecos, sandalias, sandalias y zapatos sin cordones, zapatos de golf, zapatillas de tenis, zapatillas para correr, zapatillas de atletismo, zapatillas de senderismo, botas de esquí, zapatillas de ciclismo, botas de fútbol y similares. La suela de zapato abarcará diferentes tipos de suelas, incluidas, entre otras, una suela de una sola capa, una suela multicapa, una suela de varias secciones, una entresuela o una plantilla.

La suela de los zapatos se puede producir como un artículo moldeado aislado que posteriormente se adhiere o pega para producir los zapatos terminados. De manera alternativa, el elemento de cierre puede estar formado por una horma de zapato sobre la que se envuelve un empeine de modo que la suela de zapato se moldee directamente sobre el empeine del zapato.

El uso de una válvula como se describe en el presente documento ha demostrado ser particularmente valioso para producir suelas de zapato con un control y precisión sin precedentes cuando se usan materiales reactivos o espumables tales como poliuretano como material de moldeo.

En una realización preferida, la unidad de inyección comprende un cabezal de mezcla con al menos una, preferentemente al menos dos entradas de válvula para uno o más materiales de base y uno o más aditivos, en donde el cabezal de mezcla está configurado para mezclar uno o más materiales de base con uno o más aditivos para formar el material de moldeo, en donde el cabezal de mezcla comprende preferentemente un tornillo de mezcla dentro de una cámara de mezcla a la que al menos una, preferentemente al menos dos entradas de válvula están conectadas, de manera que el uno o más materiales de base y el uno o más aditivos se puedan mezclar para formar el material de moldeo.

El uso de una sola entrada de válvula para uno o más materiales de base y uno o más aditivos puede ser particularmente adecuado para producir artículos moldeados unitarios, preferentemente suelas de zapato, en donde se utiliza la misma composición de material de moldeo para fabricar toda la suela de zapato. La válvula controlable permite alcanzar de forma fiable un punto de contacto predeterminado. En el caso de una suela de zapato unitaria o un artículo de moldeo, esto es crucial para asegurar una distribución deseada del material de moldeo dentro de la cavidad, es decir, preferentemente encima de un elemento de base como elemento de moldeo. Las desviaciones en el patrón de los puntos de impacto, ya que pueden ocurrir usando métodos de la técnica anterior, pueden dar como resultado suelas de zapato no homogéneas o incluso suelas de zapato que carecen de partes si el material de moldeo no llenó toda la cavidad durante el tiempo de maduración preestablecido.

Las ventajas del control preciso del punto de impacto son particularmente evidentes cuando se producen suelas de zapato con múltiples secciones con diferentes características. Con este fin, se prefiere particularmente tener al menos dos entradas de válvula para uno o más materiales de base y uno o más aditivos.

En una realización preferida de la invención, la unidad de control está configurada para

- mezclar un primer material de moldeo e inyectar dicho primer material de moldeo en una primera sección de la cavidad; y posteriormente

- mezclar un segundo material de moldeo e inyectar dicho segundo material de moldeo en una segunda sección de la cavidad

de manera que se forme un artículo moldeado de múltiples secciones con al menos dos secciones (distintas).

De ese modo, la suela de zapato se puede dividir en al menos dos secciones. Sin embargo, es evidente que la realización se puede ampliar fácilmente hacia la fabricación de múltiples secciones, por ejemplo tres secciones, en particular una sección de talón, una sección del mediopié y una sección de la punta del pie o del dedo del pie. Estas diversas secciones se pueden formar con varios colores o densidades para proporcionar una suela de zapato personalizada.

Para ello diferentes materiales que comprenden diversos materiales sintéticos o aditivos duroplásticos y/o componentes sintéticos termoplásticos (como materiales de base y aditivos, que pueden ser polimerizables y/o espumables) pueden introducirse en un cabezal de mezcla y posteriormente inyectarse en los distintos sectores. Se pueden proporcionar múltiples componentes en el cabezal de mezcla por medio de las dos o más entradas de válvula, preferentemente 3, 4, 5, 6 o más y posteriormente se mezclan para proporcionar una solución homogénea o semihomogénea, antes de inyectarse en un orden controlado en la cavidad de forma de la suela de zapato.

El cabezal de mezcla se dispone preferentemente en una posición horizontal a la forma de suela, en la que se inyecta el material sintético. Usando tal sistema preferido, se puede producir una suela de zapato con sectores individuales con diferentes colores, densidades de material, propiedades de abrasión, dureza, flexibilidad y similares dependiendo del material sintético utilizado para la producción.

Un material sintético preferido para el proceso de fabricación de suelas de zapato es el poliuretano. La presente invención incorpora tecnología donde los componentes líquidos para la producción de poliuretano, opcionalmente con aditivos, se mezclan y luego se inyectan en las diferentes zonas de la suela de zapato. Las figuras 15-17 proporcionadas en el presente documento demuestran un cabezal de mezcla en el que se puede usar poliuretano como material sintético preferido. Sin embargo, para los sistemas y métodos descritos en el presente documento cualquier material duroplástico, termoplástico o elastomérico sintético (preferentemente polimerizable o espumable) puede usarse, lo más preferentemente poliuretanos, TPU y caucho. Se puede emplear poliuretano sólido y/o poliuretano espumado.

Por tanto, los materiales preferidos se refieren a materiales sintéticos duroplásticos o elastoméricos, tales como pero sin limitarse a poliuretano sólido o espumado, elastómeros termoplásticos (TPE), a veces denominados cauchos termoplásticos, como poliuretanos termoplásticos (TPU), copoliéster termoplástico o poliamidas termoplásticas.

Para producir tales suelas de zapato, se puede aplicar un cabezal de mezcla comúnmente disponible, que se ensambla preferentemente con un extrusor giratorio o un tornillo de mezcla, por lo que el tornillo termina en una tobera desde la que se inyecta el material sintético en la cavidad de la forma de la suela de zapato. El material sintético se puede agregar al tornillo con cualquier aditivo dado, mezclarse y posteriormente excluirse en la cavidad. Pueden estar presentes varios canales para introducir múltiples, potencialmente diferentes, materiales sintéticos con o sin varios aditivos en el tornillo del extrusor a través de múltiples entradas de válvula. Se pueden conectar varias entradas de válvula al cabezal de mezcla con un programa de control apropiado, permitiendo así un control preciso de qué material se inyecta en qué sector de la suela de zapato. Un software, preferentemente instalado en la unidad de control, es capaz de controlar las entradas de válvula para regular la abertura de entrada de válvula correspondiente a los diversos materiales sintéticos aplicados a la cámara de mezcla.

La cavidad en forma de suela de zapato puede formarse preferentemente a partir de dos elementos de moldeo laterales, un elemento de base y un elemento de cierre, en donde los elementos laterales pueden unirse entre sí antes de la inyección y antes de que el elemento de cierre y/o el elemento de base se utilicen para comprimir el volumen de la cavidad con el fin de presionar el material hasta la forma apropiada. Por ejemplo, la cavidad puede cerrarse desde arriba usando un empeine de zapato o un modelo de pie encerrado por un empeine de zapato. La cavidad puede cerrarse desde abajo con un elemento de base debajo de la suela de zapato. En una realización preferida, el empeine de zapato puede unirse a la suela presionando el elemento de cierre rodeado por el empeine de zapato en la cavidad de forma de la suela de zapato después de que se haya inyectado la suela sintética de zapato.

En una realización preferida, se puede considerar un estante o dispositivo móvil como depósito de material para cada aditivo o material de base. Cada uno de estos estantes o dispositivos comprende preferentemente una bomba, un tanque de gas y un controlador informático para dosificar los diversos componentes en las entradas de válvula del cabezal de mezcla. Dichos estantes o dispositivos pueden colocarse sobre ruedas y colocarse apropiadamente para permitir una producción eficaz.

Mediante la dosificación precisa y rápida de varios materiales sintéticos en el cabezal de mezcla, se puede proporcionar una composición de material precisa para cada uno de los sectores del zapato.

En combinación con la válvula situada en el bebedero como se describe en el presente documento, se puede obtener una excelente separación estricta y clara entre sectores de propiedades deseadas.

Mientras que en los métodos de la técnica anterior, las variaciones en el punto de impacto por sección pueden provocar contaminaciones (véase también la figura 4 y la descripción correspondiente), las curvas de presión reproducibles y el control preciso del punto de impacto previenen tales contaminaciones.

Además, si la válvula en el bebedero se cierra durante la mezcla de materiales de moldeo para las diferentes secciones, el material de moldeo experimenta energías de mezcla uniformes, dando como resultado material mezclado homogéneamente con las propiedades deseadas para dichos sectores o secciones.

En otro aspecto, la invención se refiere a un kit para equipar un sistema de moldeo por inyección con un bebedero controlable por válvula, que comprende

- un módulo que comprende un bebedero en el que se sitúa una válvula,

- datos de referencia para una correlación del tiempo transcurrido y/o el aumento de presión con un punto de impacto del material de moldeo inyectado en la cavidad y un programa informático adaptado para generar comandos adecuados para controlar la válvula en relación con la unidad de inyección de un sistema de moldeo por inyección como se describe en el presente documento y para introducir material de moldeo en el bebedero mientras la válvula está cerrada, y para abrir la válvula después de que haya transcurrido un tiempo, de manera que se logre una presión aumentada (preferentemente predefinida) dentro del bebedero antes de abrir la válvula e inyectar el material de moldeo en la cavidad. El kit permite actualizar o equipar una máquina de moldeo por inyección existente con un bebedero que comprende una válvula controlable que transmite el control ventajoso de un proceso de inyección como se describe en el presente documento.

Con este fin, el módulo puede referirse a una parte de una unidad de moldeo que se puede instalar en unidades de moldeo existentes. Por ejemplo, algunos elementos de moldeo laterales comprenden una abertura de ajuste para un elemento de moldeo que esencialmente solo comprende un bebedero. Para estos casos, el módulo comprendería preferentemente un elemento de moldeo de este tipo en el que se sitúa una válvula controlable. Sin embargo, el módulo también puede referirse a una unidad de moldeo completa que comprende, por ejemplo, dos elementos laterales, que cuando se combinan forman el bebedero. El kit puede comprender además accionadores para controlar la válvula o medios para conectar la válvula con accionadores adecuados.

Los datos de referencia y/o el programa informático se pueden proporcionar en cualquier medio legible por ordenador, incluido, entre otros, un disquete de ordenador portátil, un disco duro, una memoria de acceso aleatorio (RAM), una memoria de solo lectura (ROM), una memoria de solo lectura programable y borrable (EPROM o memoria flash), una fibra óptica, una memoria de solo lectura de disco compacto portátil (CD-ROM), un dispositivo de almacenamiento óptico, un medio de transmisión como los que soportan Internet o una intranet, almacenamiento en la nube o un dispositivo de almacenamiento magnético. Preferentemente, el programa informático se configurará de manera que su contenido pueda implementarse en el software que controla el sistema de moldeo por inyección que se va a equipar. Típicamente, el software se ejecutaría en una unidad de control como se describe en el presente documento y controlaría la apertura de la válvula basándose en una comparación del tiempo transcurrido y/o una presión medida con los datos de referencia como se describe en el presente documento. Los datos de referencia pueden integrarse en el programa informático y/o almacenarse en un archivo separado accesible por el programa informático.

Un experto en la materia entenderá que las características y ventajas técnicas que se han divulgado con respecto al sistema de moldeo por inyección descrito en el presente documento, igualmente se aplican al kit. Por ejemplo, será particularmente preferido que el módulo del kit comprenda un bebedero con las características geométricas preferidas como se describe en el presente documento. Asimismo, para el sistema de moldeo por inyección se han divulgado diferentes realizaciones para una configuración preferida de una unidad de control asociada con etapas operativas. Es evidente que un software preferido del kit comprenderá un código computacional que permite que dicha configuración de una unidad de control realice las etapas operativas preferidas y que las realizaciones preferidas divulgadas en relación con los datos de referencia para la unidad de moldeo por inyección se aplican igualmente al kit.

En otro aspecto, la invención se refiere a un método para fabricar un artículo moldeado, preferentemente una suela de zapato, que comprende

- proporcionar un sistema de moldeo por inyección como se describe en el presente documento,

- inyectar el material de moldeo en el bebedero, mientras la válvula está cerrada, permitiendo así un aumento de la presión, preferentemente a una presión predefinida, dentro del bebedero,

- abrir el obturador una vez transcurrido un tiempo, permitiendo que el material de moldeo sea inyectado en una ubicación predeterminada de la cavidad, y

- cerrar la válvula para detener la inyección del material de moldeo.

De nuevo, un experto en la materia entenderá que las características y ventajas técnicas que se han divulgado con respecto al sistema de moldeo por inyección descrito en el presente documento, igualmente se aplican a los métodos divulgados.

En una realización preferida, el método se caracteriza por que el material de moldeo se proporciona antes de la inyección mezclando uno o más materiales de base con uno o más aditivos, en donde el uno o más materiales de base son preferentemente un poliol y un isocianato, de tal manera que se forma un poliuretano como material de moldeo y/o en donde uno o más aditivos se seleccionan de un grupo que comprende un aditivo de color, un endurecedor, un suavizante, un reticulador, agente de gasificación, un propulsor, un abridor de celda o un estabilizador.

En otra realización preferida del método duroplástico, se utilizan materiales sintéticos termoplásticos o elastoméricos, que son preferentemente polimerizables y/o espumables, tales como pero sin limitarse a poliuretano sólido o espumado, elastómeros termoplásticos (TPE), a veces denominados cauchos termoplásticos, como poliuretanos termoplásticos (TPU), copoliéster termoplástico o poliamidas termoplásticas.

Para tales materiales sintéticos, el ajuste de una presión predefinida permite un control sorprendentemente preciso de un punto de impacto del material de moldeo inyectado. Por lo tanto, el control de una válvula como se describe en el presente documento es particularmente adecuado para cualquier método de inyección que utilice uno de los materiales de moldeo antes mencionados, en particular poliuretano, por lo que se obtienen excelentes resultados.

En otra realización preferida de la invención, el método comprende las etapas de:

- se mezcla un primer material de moldeo,

- el primer material de moldeo se inyecta en el bebedero mientras la válvula está cerrada de modo que se logre una primera presión aumentada (preferentemente predefinida) dentro del bebedero antes de abrir la válvula,

- la válvula se abre para inyectar el primer material de moldeo a una primera ubicación predeterminada de una primera sección de la cavidad,

- la válvula está cerrada para detener la inyección del primer material de moldeo,

- se mezcla un segundo material de moldeo,

- el segundo material de moldeo se inyecta en el bebedero mientras la válvula está cerrada de modo que se logre una segunda presión aumentada (preferentemente predefinida) dentro del bebedero antes de abrir la válvula,

- la válvula se abre para inyectar el segundo material de moldeo a una segunda ubicación predeterminada de una segunda sección de la cavidad, y

- la válvula se cierra para detener la inyección del segundo material de moldeo.

Dichas etapas del método permiten la fabricación de una suela de zapato de múltiples secciones que comprende al menos dos secciones con las características deseadas. Se logran diferentes características de dos secciones proporcionando o mezclando en consecuencia un primer y segundo material de moldeo. Como se ha descrito anteriormente, con este fin, se dosifican varios materiales sintéticos junto con los aditivos apropiados en un cabezal de mezcla.

Con el fin de inyectar el primer y segundo material de moldeo en las respectivas secciones de la cavidad de moldeo, se pueden elegir diferentes velocidades para la producción del material. Una velocidad de producción de material más alta producirá una mayor distancia de inyección. Al usar la válvula controlable, se puede acumular una presión preferentemente predefinida para cada una de las secciones, lo que permite una curva de inyección precisa y un control del punto de impacto.

Además, después de terminar una primera sección la válvula se cruza abruptamente con la inyección, impidiendo así cualquier fuga adicional. Para expulsar el primer material restante, se puede realizar un disparo de limpieza antes de iniciar la inyección de la siguiente sección. También es posible expulsar el primer material restante en la primera sección mediante una sobrepresión antes de continuar inyectando el segundo material en la segunda sección.

Ventajosamente, al usar una válvula también antes de inyectar el segundo material de moldeo en una segunda sección, se acumula una segunda presión (preferentemente predefinida) para producir un punto de impacto exacto en una segunda ubicación deseada de la cavidad. Las figuras 11 y 12 demuestran la capacidad del método para producir de ese modo una suela de zapato con secciones separadas con precisión.

Descripción detallada de la invención y ejemplos

Se entenderá que varias alternativas a las realizaciones de la invención descritas en el presente documento pueden emplearse en la práctica de la invención. Se entiende que las reivindicaciones de la invención definen el alcance de la invención y que el método y aparato dentro del alcance de estas reivindicaciones y sus equivalentes estarán cubiertos de ese modo.

Sin pretender ser limitante, la invención se explicará con más detalle con referencia a ejemplos de realización y las siguientes figuras:

Breve descripción de las figuras

Figura 1 Ilustración esquemática de una discrepancia entre un punto de impacto deseado y real del material de moldeo inyectado utilizando métodos de la técnica anterior.

Figura 2 Ilustración esquemática de una discrepancia entre un punto de impacto deseado y real del material de moldeo inyectado utilizando métodos de la técnica anterior.

Figura 3 Ilustración esquemática de una distribución de material de moldeo residual al final de un proceso de inyección utilizando métodos de la técnica anterior.

Figura 4 Ilustración esquemática de las implicaciones de las variaciones en un punto de impacto utilizando métodos de la técnica anterior al producir artículos de moldeo seccionados.

Figura 5 Ilustración esquemática de zonas de una cavidad que no son prácticas de alcanzar utilizando métodos de la técnica anterior.

Figura 6 Representación esquemática de una unidad de moldeo para un sistema de moldeo por inyección como se describe en el presente documento.

Figura 7 Representación esquemática de una unidad de moldeo para un sistema de moldeo por inyección como se describe en el presente documento.

Figura 8 Representación esquemática de una unidad de moldeo para un sistema de moldeo por inyección como se describe en el presente documento.

Figura 9 Ilustración esquemática de las ventajas de un sistema de moldeo por inyección que comprende una válvula controlable dentro del bebedero.

Figura 10 Ilustración esquemática de las ventajas de un sistema de moldeo por inyección que comprende una válvula controlable dentro del bebedero.

Figura 11 Fotografía (vista superior) de la entresuela de un zapato producible por un sistema de moldeo por inyección como se describe en el presente documento.

Figura 12 Fotografía (vista en sección transversal) de la entresuela de un zapato producible por un sistema de moldeo por inyección como se describe en el presente documento.

Figura 13 Representación esquemática para ilustrar las desventajas del sistema de moldeo por inyección de la técnica anterior que carece de una válvula controlable dentro del bebedero.

Figura 14 Representación esquemática para ilustrar las desventajas del sistema de moldeo por inyección de la técnica anterior que carece de una válvula controlable dentro del bebedero.

Figura 15 Vista en sección de un sistema de moldeo por inyección preferido para la fabricación de una suela de zapato.

Figura 16 Conjunto de válvula para el sistema de moldeo por inyección preferido de la figura 15.

Figura 17 Diagrama de aditivos preferidos para la producción de suelas de zapato.

Descripción detallada de las figuras

Con respecto a las figuras 1 - 5, se ilustran las desventajas de los procesos de inyección que utilizan métodos de la técnica anterior que no emplean una válvula dependiente del tiempo, del volumen o de la presión dentro de un bebedero. Las desventajas se ilustran con respecto a la fabricación de una suela de zapato, pero pueden aplicarse igualmente a otros procesos de inyección.

Los procesos para la fabricación de suelas de zapato utilizando sistemas de moldeo por inyección como, por ejemplo, los descritos en el documento DE 102015 108086 incluyen típicamente las siguientes etapas:

1. Iniciado por la unidad de control una unidad de molde, en la que se forma una cavidad mediante dos elementos de moldeo laterales, un elemento de base y un elemento de cierre giran delante de la boquilla de tobera de una unidad de inyección.

2. La unidad de control inicia el traslado de la unidad de inyección para impulsar la boquilla de tobera contra el bebedero de la unidad de molde.

3. La unidad de control inicia la mezcla de los componentes del material de moldeo de acuerdo con parámetros preestablecidos. Dentro de una cámara de mezcla de un cabezal de mezcla de la unidad de inyección, los componentes químicos de la formulación requerida se mezclan y transportan por medio de un tornillo de mezcla a la boquilla. En la técnica anterior, el sistema está abierto sin cierre en el área de la boquilla de tobera. Dentro de la cámara de mezcla, el material se mezcla a través de un tornillo de mezcla que gira a aproximadamente 15000 -18000 rpm. Durante la mezcla de los componentes de material principales, poliol e isocianatos (= PU), aditivos de color, endurecedores, agentes de soplado u otros aditivos pueden añadirse al mismo tiempo para lograr las características del material requeridas para la suela.

4. La unidad de control inicia el proceso de inyección. La mezcla de material de moldeo se inyecta en la cantidad y velocidad parametrizadas a través del bebedero en la cavidad de moldeo. La distribución del material de moldeo se rige por el punto de impacto del material de moldeo y la viscosidad seleccionada.

Las suelas de zapato unitarias tendrán las mismas características (dureza, densidad, color, rebote, etc) a lo largo de la longitud, anchura y espesor de la suela. Para un proceso de inyección de múltiples secciones, como se describe, por ejemplo, en el documento DE 102015108086 A, la suela de zapato se puede subdividir en diferentes secciones con diferentes características (por ejemplo, en cuanto a dureza, etc.).

5. La unidad de control inicia la terminación del proceso de inyección. Con este fin, se cierran las entradas del cabezal de mezcla para recibir componentes de material de moldeo y se termina la mezcla y el transporte del material de moldeo.

6. La unidad de control inicia la elevación del elemento de base. Normalmente, el elemento de base se eleva a una posición que cierra el bebedero, de manera que ningún material de moldeo pueda fluir o espumar fuera de la cavidad de moldeo hacia la tobera y la unidad de inyección. El material ahora reaccionará de acuerdo con parámetros predeterminados y estará listo para ser extraído después de un tiempo predeterminado. Para producir más suelas de zapato, la unidad de control inicia una rotación hacia la siguiente posición.

Los inventores se han dado cuenta de que durante las etapas 3-5 surgen los siguientes problemas, como se ilustra en las figuras 1-5.

Al inyectar el material de moldeo de un sistema abierto (es decir, una cámara de mezcla abierta) en una cavidad, que tampoco está completamente cerrada, el punto de impacto del material de moldeo inyectado no es controlable con precisión, pero ocurren patrones variables. Este es particularmente el caso, cuando el elemento de cierre es una horma de zapato envuelta con un empeine sobre el que se forma una suela de zapato.

Al inyectar en un sistema no completamente cerrado o hermético, la presión necesaria para alcanzar el punto de impacto no se alcanza en el momento cero. En cambio, la presión final debe acumularse. El retraso da como resultado un punto real de impacto del material (posición A en la figura 1) que está situado antes (es decir, más cerca del bebedero) que el punto de impacto final y deseado (posición B en la figura 1). Por lo tanto, la corriente de inyección de material de moldeo se arrastra como se ilustra por la flecha C durante el proceso de inyección desde el punto inicial de impacto hacia el punto de impacto deseado y final.

En la región del arrastre (es decir, donde el punto de impacto se arrastra de A a B) se activa el ciclo de reacción produciendo una zona de contaminación del material que reaccionó prematuramente (D en la figura 2).

Una vez que se completa el proceso de inyección, se termina el suministro de material como se describe en la etapa 5. Sin embargo, el material residual que queda en la cámara de mezcla y en el bebedero continúa inyectándose en la cavidad de moldeo debido a una presión de inyección que no se interrumpe abruptamente. Además, al finalizar la inyección, se coloca así un arrastre del material residual sobre el material ya inyectado. La contaminación del material de moldeo fresco en la parte superior del material de moldeo que ya ha reaccionado puede influir en el proceso de reacción produciendo propiedades no deseadas de la suela de zapato (E en la figura 3).

Las desventajas mencionadas anteriormente ocurren en la fabricación de suelas de zapato unitarias y suelas de zapato de múltiples secciones por igual. Sin embargo, en el caso de una suela de zapato de múltiples secciones, las variaciones en la dinámica del punto de impacto conducen además a una mezcla no deseada de las secciones.

En la figura 4 las implicaciones para un proceso de inyección para una suela de zapato con múltiples secciones (F¹-F³) se ilustran. Las variaciones en el punto de impacto por sección pueden hacer que el tramo 2 ya esté contaminado por material arrastrado de la sección 1 (G en la figura 4). Por tanto, las propiedades de la sección 2 pueden desviarse de las propiedades deseadas.

Además, el cambio de la composición del material mientras el material residual permanece en la cámara de mezcla y en el bebedero puede conducir a una mezcla no deseada y a una separación no limpia de las secciones individuales (H en la figura 4). Si no se realizan disparos de limpieza, el material que queda dentro de la cámara de mezcla y el material que queda en el bebedero se inyectarán durante la inyección de la segunda, tercera y así hasta n-ésima sección cambiando así las propiedades deseadas.

Además, debido a un sistema de mezcla abierto, existe el riesgo de que el material mezclado experimente una energía de mezcla desigual, dando como resultado material mezclado de manera no homogénea con diferentes propiedades.

Es más, en los métodos de la técnica anterior, el intervalo de posibles puntos de impacto del material de moldeo con respecto a la cavidad de moldeo está limitado por la velocidad de producción de material y el diámetro del bebedero. La figura 5 ilustra las limitaciones de los métodos de la técnica anterior sin el uso de una válvula. Mientras que los puntos de impacto en el medio de la cavidad de moldeo (J en la figura 5) son accesibles, los puntos de impacto lejanos o muy cercanos al bebedero (K en la figura 5) normalmente no se pueden alcanzar debido a limitaciones técnicas con respecto a la producción del material y la velocidad de la bomba.

Las desventajas del estado de la técnica se superan mediante un sistema de moldeo por inyección según la invención que comprende una válvula controlable situada dentro del bebedero.

Las figuras 6-8 muestran representaciones esquemáticas de partes de una realización preferida de un sistema de moldeo por inyección según la invención con un enfoque en el bebedero que comprende la válvula.

La figura 6 representa una vista en sección de la unidad de moldeo. En la realización preferida, el bebedero 5 no está ramificado, es decir, comprende (o es) un solo canal de suministro 7. La tobera de la unidad de inyección (no mostrada) puede conectarse en el lado izquierdo del bebedero. El bebedero 5 presenta una forma curva, sigmoidea, de manera que el extremo del bebedero que mira hacia la cavidad de moldeo está situado por encima del extremo opuesto del bebedero que mira a la tobera. La cavidad de moldeo estará formada por elementos de moldeo laterales, un elemento de base y un elemento de cierre. En el esquema solo se muestra uno de los dos elementos de moldeo laterales 13. Dentro del bebedero 5 se sitúa una válvula 9 a una distancia cercana hacia el extremo del bebedero 5 que se enfrenta a la cavidad. En la realización representada, la válvula 9 está formada por un perno de bloqueo móvil 11 transversal bajo control neumático. Para ello existen conexiones para un control neumático 15, que a través de la unidad de control pueden permitir la apertura y cierre de la válvula 9.

La figura 7 muestra una vista diferente de la unidad de moldeo representada en la figura 6, en la que se aprecia la carcasa para el control neumático de la válvula 9. Además, como se ve en la figura 7, el bebedero 5 puede estar formado por un elemento de moldeo separado que se puede encajar en el elemento de moldeo lateral 13. Sin embargo, en otras realizaciones, también se puede preferir que el bebedero esté formado en los propios elementos de moldeo laterales 13.

La figura 8 ilustra la unidad de moldeo, en un estado en el que los dos elementos laterales 13 están cerrados y pueden así formar junto con un elemento de base y un elemento de cierre la cavidad de moldeo (no visible). Para la presente realización, en la parte superior de la unidad de moldeo, se representa una abertura para una horma de zapato 17 para ilustrar, donde se colocaría el elemento de cierre durante el funcionamiento del sistema de moldeo por inyección.

Las ventajas de una válvula controlable dentro del bebedero como se describe en el presente documento y se representa en las realizaciones preferidas de la figura 6-8 se describirán con más detalle con respecto a las figuras 9 13.

En lo que respecta a las etapas típicas para fabricar una suela de zapato como se describe anteriormente, la válvula controlable puede implementarse ventajosamente como sigue.

Después de trasladar la boquilla de tobera contra el bebedero 5 de la unidad de molde (véase la etapa 2 anterior), la unidad de control puede iniciar el cierre de la válvula 9 (véase la figura 9). En las realizaciones representadas se muestra un perno de bloqueo móvil 11 que atraviesa el bebedero 5 en el extremo más cercano a la cavidad. Por lo tanto, el sistema de mezcla anteriormente abierto ahora está cerrado por el perno de bloqueo 11 y solo hay un espacio, que se extiende desde la cámara de mezcla a través de la boquilla de tobera 17, 19 y el bebedero 5 hacia la válvula 9.

Después del cierre de la válvula comienza el proceso de mezcla (véase la etapa 3 anterior) y la cámara de mezcla así como el bebedero 5 (que comprende en el ejemplo representado un solo canal de suministro 7) se llenan con la mezcla de material de moldeo. Debido a la válvula cerrada 9, el material de moldeo no puede escapar y se acumula presión (véase la figura 10).

Para iniciar el proceso de inyección, la unidad de control abre la válvula 9 y el material de moldeo se inyecta hacia el punto de impacto deseado dentro de la cavidad de moldeo.

Debido a la apertura repentina de la válvula 9 y la presión que se ha acumulado dentro del sistema cerrado, la curva de presión es más predecible, reproducible y más constante. En particular, no es necesario que se acumule presión inicial, como es el caso de los métodos de la técnica anterior y un sistema abierto. El arrastre de material desde un punto de impacto inicial hacia un punto de impacto final y deseado, así como las desventajas asociadas (véase antes y las figuras 1-4), se eliminan así.

Además, al terminar el procedimiento de inyección, la válvula 9 puede cerrarse abruptamente y así cruzar la corriente de material de moldeo inyectado asegurando que ningún material residual contamine la parte inferior de la cavidad de moldeo (véase antes y la figura 5).

El uso de una válvula controlable 9 para cerrar el bebedero 5 y la posibilidad asociada de aumentar una presión controlada dentro del espacio formado por el bebedero 5, la tobera y la cámara de mezcla ofrecen la posibilidad de alcanzar con precisión el punto de impacto deseado del material dentro de la cavidad del molde y evitar cualquier contaminación durante el inicio o la terminación del proceso de inyección.

El material residual no se promueve después de completar el proceso de inyección en la cavidad de moldeo, pero permanece en la cámara de mezcla y en el bebedero 5, donde es expulsado, por ejemplo, por un disparo intermedio, que limpia la cámara de mezcla en el caso de una suela de zapato unitaria o mediante la acumulación de una sobrepresión en el caso de una entresuela de múltiples secciones. En el proceso de inyección de múltiples secciones, el material que queda en la cámara de mezcla y en el bebedero 5 puede ser expulsado del sistema cerrado durante la inyección de la segunda, la tercera o la n-ésima sección mediante una sobrepresión y, por lo tanto, se suministra a la sección originalmente prevista, mientras que se puede suministrar la siguiente nueva mezcla de materiales para la sección asignada. Por lo tanto, ni la siguiente cavidad de moldeo (en una mesa giratoria, que comprende múltiples unidades de moldeo) ni la sección adyacente dentro de la cavidad de moldeo para una única suela de zapato están contaminadas.

En cambio, como puede verse en las figuras 11 y 12, la sección de la entresuela de zapato se puede separar limpiamente y no se observa una mezcla de las características deseadas.

Además, al aumentar una presión predefinida, se puede usar un diámetro mayor para el bebedero y se puede aumentar el intervalo de puntos de impacto (véase la figura 5 para limitaciones anteriores).

Por ejemplo, para llegar a un punto de impacto más cercano al canal de suministro del bebedero, se puede utilizar la velocidad de producción de material más baja, mientras que aumentar o disminuir el diámetro del bebedero permite acercar o alejar el punto de impacto.

Además, mientras que sin usar una válvula como se ilustra en la figura 13 por la flecha doble puede ocurrir un reflujo de material de moldeo, utilizando una válvula esto puede evitarse de forma fiable.

Es más, como se muestra en la figura 14 sin usar una válvula en los sistemas de moldeo por inyección de la técnica anterior, típicamente se usa el elemento de base 23 para cerrar la conexión a la tobera y la unidad de inyección. Aprovechando una válvula controlable en el extremo del bebedero, esto ya no es necesario. En cambio, el elemento de base puede elevarse de acuerdo con otros factores del proceso de inyección. Por ejemplo, si la velocidad de elevación del elemento de base puede adaptarse a la velocidad de elevación de una espuma, se utilizan materiales de moldeo espumables como PU.

La válvula controlable dentro del bebedero puede implementarse en una variedad de sistemas de moldeo por inyección para transmitir las ventajas discutidas.

En una realización preferida particular de la invención, la válvula se puede implementar en un sistema de moldeo por inyección capaz de producir suelas de zapato de múltiples secciones como se muestra en la figura 15.

La figura 15 muestra una vista en sección transversal de un sistema de moldeo por inyección para crear una suela. Este sistema comprende una unidad de inyección 25 en forma de cabezal de mezcla 27, que está provisto sustancialmente de una carcasa 29, en la que un tornillo de mezcla 31 está dispuesto de forma giratoria y movible en traslación en una cámara de mezcla 33. Según el ahusamiento de la cámara de mezcla 33 también el tornillo de mezcla 31 es cónico y se extiende hacia la boquilla de tobera 19. La boquilla de tobera 19 se aplica a un bebedero 5 de una unidad de moldeo 35, que comprende dos elementos de moldeo laterales 3 y un elemento de base 23. En el presente ejemplo, el elemento de cierre 39 es una horma de zapato 37 con un empeine 38.

En el extremo de la unidad de inyección 25, que está en el lado opuesto de la boquilla de tobera 19, las entradas de válvula 39 para la provisión de componentes de material de moldeo se abren a un sistema de suministro para un material de base termoplástico y aditivos que se pueden mezclar con el material de base. El material de base y los aditivos se introducen a través de una disposición de entrada de válvula (figura 16) en la cámara de mezcla 33, en donde el conjunto de entrada de válvula está dispuesto radialmente alrededor de la cámara de mezcla 33. A1 y B1 indican las entradas de válvula, que se encargan de suministrar el material termoplástico, mientras que las referencias C1 a C6 indican las entradas de válvula, que son las encargadas de suministrar los respectivos aditivos. La figura 17 muestra posibles combinaciones de un material de base y se muestran varios aditivos.

De acuerdo con parámetros predeterminados, las combinaciones preferidas de material de base y aditivos pueden por tanto mezclarse individualmente para cada segmento de la suela de zapato de múltiples secciones. Para inyectar el material de moldeo en la ubicación deseada dentro de la cavidad de moldeo 1, se controla la velocidad de entrada de material hacia el cabezal de mezcla 27.

Sin embargo, como se ha descrito anteriormente, la válvula 9 que se puede cerrar situada dentro del bebedero 5 permite la acumulación de una presión predefinida y, por tanto, un control más preciso del punto de impacto del material de moldeo para cada sección. De ese modo se pueden evitar las contaminaciones y se pueden producir suelas de zapato de múltiples secciones separadas limpiamente (véase antes y las figuras 11 y 12).

Lista de signos de referencia

I cavidad de moldeo

3 elementos de moldeo laterales

5 bebedero

7 canal de suministro del bebedero

9 válvula

I I perno de bloqueo móvil

13 elemento de moldeo lateral

15 conexiones para un control neumático de la válvula

17 apertura para una horma de zapato como elemento de

cierre

19 boquilla de tobera

21 tobera

23 elemento de base

25 unidad de inyección

27 cabezal de mezcla

29 carcasa del cabezal de mezcla

31 tornillo de mezcla

33 cámara de mezcla

35 unidad de moldeo

37 horma de zapato

38 empeine de zapato

entradas para el suministro de componentes de material de moldeo

elemento de cierre

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema de moldeo por inyección para la fabricación de un artículo moldeado, preferentemente una suela de zapato, que comprende:

una unidad de inyección que comprende una tobera (21);

un bebedero (5);

una cavidad (1); y una

unidad de control,

en donde la tobera (21) se puede conectar al bebedero (5), de tal modo que el material de moldeo sea inyectable a través del bebedero (5) en la cavidad (1) para formar un artículo moldeado, el sistema comprende una válvula (9) situada dentro del bebedero (5), en donde la unidad de control está configurada para introducir material de moldeo en el bebedero (5) mientras la válvula (9) está cerrada, y para abrir la válvula (9) una vez transcurrido un tiempo, de manera que se logre una mayor presión dentro del bebedero (5) antes de abrir la válvula (9) e inyectar el material de moldeo en la cavidad (1), caracterizado por que la unidad de control comprende datos de referencia para una correlación del tiempo transcurrido y/o el aumento de presión con un punto de impacto del material de moldeo inyectado en la cavidad.

2. Sistema de moldeo por inyección de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que

la unidad de control está configurada además para interrumpir la inyección del material de moldeo cerrando la válvula (9) y/o

para cerrar o abrir parcialmente la válvula (9) con el fin de generar una constricción dentro del bebedero (5).

3. Sistema de moldeo por inyección de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que

la válvula (9) comprende o consta de un perno de bloqueo móvil (11) (preferentemente transversal), bajo control neumático.

4. Sistema de moldeo por inyección de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que

la válvula (9) está ubicada a una distancia de un extremo del bebedero (5) que mira hacia la cavidad (1) de 2 mm a 20 mm y/o

el bebedero (5) presenta un diámetro de 1 mm a 15 mm, preferentemente de 3 mm a 10 mm y/o una longitud de 5 mm a 200 mm.

5. Sistema de moldeo por inyección de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que

el bebedero (5) presenta una forma curva, preferentemente sigmoidea, en donde el extremo del bebedero (5) que mira hacia la cavidad (1) está situado por encima del extremo del bebedero (5) que mira hacia la tobera (21).

6. Sistema de moldeo por inyección de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que

el bebedero (5) está ramificado, en donde el bebedero ramificado comprende dos o más canales de suministro (7) (ramas), en donde una válvula (9) está situada en cada uno de los canales de suministro (7).

7. Sistema de moldeo por inyección de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que

el sistema de moldeo por inyección comprende un sensor de presión situado dentro del bebedero (5), y en donde la unidad de control está configurada de manera que la válvula (9) puede abrirse o cerrarse en función de la presión determinada por dicho sensor.

8. Sistema de moldeo por inyección de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que

la unidad de control comprende datos de referencia para la presión dentro del bebedero (5) y el punto de contacto del material de moldeo inyectado en la cavidad (1), preferentemente en donde la presión dentro del bebedero (5) y el punto de contacto del material de moldeo inyectado en la cavidad (1) se correlacionan entre sí.

9. Sistema de moldeo por inyección de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que

la cavidad (1) está formada por dos elementos de moldeo laterales (3), un elemento de base (23) y opcionalmente un elemento de cierre (40), en donde preferentemente la cavidad (1) toma la forma de una suela de zapato.

10. Sistema de moldeo por inyección de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que

la unidad de inyección comprende un cabezal de mezcla (27) con al menos una, preferentemente al menos dos entradas de válvula (39) para uno o más materiales de base y uno o más aditivos, en donde el cabezal de mezcla (27) está configurado para mezclar los uno o más materiales de base con los uno o más aditivos para formar el material de moldeo, en donde

el cabezal de mezcla (27) comprende preferentemente un tornillo de mezcla (31) dentro de una cámara de mezcla (33) a la que al menos una, preferentemente al menos dos entradas de válvula (39) están conectadas, de manera que el uno o más materiales de base y el uno o más aditivos se puedan mezclar para formar el material de moldeo.

11. Sistema de moldeo por inyección de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que

la unidad de control está configurada para

- mezclar un primer material de moldeo e inyectar dicho primer material de moldeo en una primera sección de la cavidad (1); y posteriormente

- mezclar un segundo material de moldeo e inyectar dicho segundo material de moldeo en una segunda sección de la cavidad (1)

12. Kit para equipar un sistema de moldeo por inyección con un bebedero controlable por válvula, que comprende

- un módulo que comprende un bebedero (5) en el que se sitúa una válvula (9),

- datos de referencia para una correlación del tiempo transcurrido y/o el aumento de presión con un punto de impacto del material de moldeo inyectado en la cavidad y

- un programa informático adaptado para generar comandos adecuados para controlar la válvula (9) en relación con la unidad de inyección del sistema de moldeo por inyección de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y para introducir material de moldeo en el bebedero (5) mientras la válvula (9) está cerrada, y para abrir la válvula (9) transcurrido un tiempo, de manera que se logre un aumento de presión dentro del bebedero (5) antes de abrir la válvula (9) e inyectar el material de moldeo en la cavidad (1).

13. Método de fabricación de un artículo moldeado, preferentemente una suela de zapato, que comprende

- proporcionar un sistema de moldeo por inyección de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-11, - inyectar el material de moldeo en el bebedero (5) mientras la válvula (9) está cerrada, permitiendo así un aumento de la presión, preferentemente a una presión predefinida, dentro del bebedero (5),

- abrir la válvula una vez transcurrido un tiempo, permitiendo que el material de moldeo sea inyectado en una ubicación predeterminada de la cavidad (1), y

- cerrar la válvula (9) para detener la inyección del material de moldeo.

14. Método de acuerdo con la reivindicación anterior

caracterizado por que

el material de moldeo se proporciona antes de la inyección mezclando uno o más materiales de base con uno o más aditivos,

en donde el uno o más materiales de base son preferentemente un poliol y un isocianato, de tal manera que se forma un poliuretano como material de moldeo y/o en donde uno o más aditivos se seleccionan de un grupo que comprende un aditivo de color, un endurecedor, un suavizante, un reticulador, agente de gasificación, un propulsor, un abridor de celda o un estabilizador.

15. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 12 o 13,

que comprende:

- se mezcla un primer material de moldeo,

- el primer material de moldeo se inyecta en el bebedero (5) mientras la válvula (9) está cerrada de modo que se consigue una primera presión aumentada (preferentemente predefinida) dentro del bebedero (5) antes de abrir la válvula (9),

- la válvula (9) se abre para inyectar el primer material de moldeo a una primera ubicación predeterminada de una primera sección de la cavidad (1),

- la válvula (9) se cierra para detener la inyección del primer material de moldeo,

- se mezcla un segundo material de moldeo,

- el segundo material de moldeo se inyecta en el bebedero (5) mientras la válvula (9) está cerrada de tal manera que se consigue una segunda presión aumentada (preferentemente predefinida) dentro del bebedero (5) antes de abrir la válvula (9),

- la válvula (9) se abre para inyectar el segundo material de moldeo a una segunda ubicación predeterminada de una segunda sección de la cavidad (1), y

- la válvula (9) se cierra para detener la inyección del segundo material de moldeo.