ES2929843T3 - Un conjunto de componentes articulados producido mediante moldeo por inyección de múltiples materiales - Google Patents

Abstract

Un conjunto de componentes (10, 20, 30) articulados entre sí, comprendiendo el conjunto un primer componente (10) provisto de un orificio (12, 13) y un segundo componente (20, 30) provisto de un pasador de articulación (21, 31) acoplado al orificio (12, 13) del primer componente (10), donde el conjunto se produce mediante moldeo por inyección de múltiples materiales, donde el primer componente (10) está hecho de un primer material plástico que tiene un punto de fusión dado, donde el segundo componente (20, 30) está hecho de un segundo material plástico que tiene un punto de fusión más bajo que el primer material plástico y que no es adhesivo al primer material plástico, y donde el pasador de articulación (21, 31) del segundo el componente (20, 30) se moldea dentro del orificio (12, 13) del primer componente (10). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Un conjunto de componentes articulados producido mediante moldeo por inyección de múltiples materiales La presente invención se refiere, en general, a la producción de cadenas cinemáticas realizadas de componentes de plástico articulados entre sí.

En general, la producción de tales cadenas cinemáticas permite el moldeo de componentes individuales y su posterior ensamblado. Por tanto, en el diseño del procedimiento de producción es necesario organizar la gestión de las diferentes etapas de moldeo y ensamblado, así como la manipulación de un determinado número de partes diferentes. Otra cuestión a tener en cuenta es el juego que se produce inevitablemente entre los diversos componentes. Los documentos GB 2117694 A, WO 2015/086601 A1 y JP S58219031 A dan a conocer conjuntos de componentes articulados entre sí según el preámbulo de la reivindicación 1. El documento GB 2117694 A también da a conocer un método según el preámbulo de la reivindicación 2. En el documento DE 19808223 A1 se da a conocer un conjunto de componentes articulados entre sí adicional.

Por tanto, un objeto de la presente invención es poner a disposición un producto y un método para la producción de un producto de este tipo que permita resolver al menos los problemas mencionados anteriormente.

Para este objeto, el contenido de la invención es un conjunto de componentes articulados entre sí, comprendiendo dicho conjunto al menos un primer componente que tiene al menos un orificio y al menos un segundo componente que tiene un pasador de articulación acoplado al orificio del primer componente, en el que dicho conjunto se produce mediante moldeo por inyección de múltiples materiales, en el que dicho al menos un primer componente está realizado de un primer material de plástico que tiene un punto de fusión dado, en el que dicho al menos un segundo componente está realizado de un segundo material de plástico que tiene un punto de fusión más bajo que el primer material de plástico y que no se adhiere al primer material de plástico, y en el que el pasador de articulación del segundo componente se moldea dentro del orificio del primer componente, en el que en el segundo componente se forman nervaduras dispuestas alrededor del pasador de articulación e interpuestas axialmente entre superficies opuestas de los componentes primero y segundo.

Un contenido adicional de la invención es un método para producir un conjunto de componentes articulados entre sí mediante moldeo por inyección de múltiples materiales, comprendiendo dicho método

configurar un molde en una primera configuración de moldeo, en la que dentro del molde se define una primera cavidad de inyección, que comprende al menos una zona ocupada por un inserto de molde,

inyectar en el molde en la primera configuración de moldeo un primer material de plástico que tiene un punto de fusión dado, llenando dicho primer material de plástico la primera cavidad de inyección para formar un primer componente y disponiéndose a sí mismo alrededor de dicha al menos una zona ocupada por un inserto de conformación para formar al menos un orificio respectivo que pasa a través del primer componente, configurar el molde para dar una segunda configuración de moldeo, en la que dentro del molde se define al menos una segunda cavidad de inyección, comprendiendo dicha al menos una segunda cavidad dicho al menos un orificio pasante sin el inserto de conformación de orificio,

inyectar en el molde en la segunda configuración de moldeo un segundo material de plástico que tiene un punto de fusión más bajo que el punto de fusión del primer material y que no se adhiere al primer material de plástico, llenando dicho segundo material de plástico dicha al menos una segunda cavidad de inyección para formar al menos un segundo componente y disponerse a sí mismo dentro de dicho al menos un orificio para formar un pasador de articulación respectivo del segundo componente,

en el que en la segunda configuración de moldeo se colocan insertos móviles transversalmente alrededor de dicho al menos un orificio en contacto con el primer componente para formar en el segundo componente nervaduras dispuestas alrededor del pasador de articulación e interpuestas axialmente entre superficies opuestas de los componentes primero y segundo.

Mediante el aprovechamiento, dentro del procedimiento de moldeo, la incompatibilidad química (no adherencia) de los materiales de plástico y su contracción por enfriamiento, es posible lograr un acoplamiento entre los componentes con un juego de cero. Además, dado que el conjunto ensamblado ya se produce dentro del mismo molde, no es necesario permitir la manipulación de diversas partes diferentes, ni permitir una etapa de ensamblado posterior.

Características y ventajas adicionales del producto y del método de producción según la invención resultarán más evidentes en la siguiente descripción detallada de una realización de la invención, realizada con referencia a los dibujos adjuntos, proporcionados únicamente a modo ilustrativo y no limitativo, en los que

La figura 1 es una vista en perspectiva de un conjunto de componentes articulados según la invención;

la figura 2 es una vista en sección transversal tomada en una articulación entre dos componentes del conjunto de la figura 1;

la figura 3 es una vista en despiece ordenado tomada en la articulación de la figura 2;

las figuras 4 a 9 son vistas en perspectiva de un molde dispuesto para producir el conjunto de la figura 1, en diferentes etapas de funcionamiento; y

las figuras 10 a 16 son vistas en sección transversal tomadas desde diversas zonas del molde en las diferentes etapas de funcionamiento.

Las figuras 1 a 3 muestran un ejemplo de un conjunto de componentes articulados entre sí, en particular, una cadena cinemática para accionar partes móviles (no mostradas) dentro de una unidad de acondicionamiento de aire. El conjunto del ejemplo ilustrado, indicado de manera colectiva con 1, comprende un primer componente 10 que en el ejemplo ilustrado consiste en un tirante, en cuyos extremos están articulados respectivamente un segundo componente 20 y un tercer componente 30, que en el ilustrado ejemplo consisten en palancas configuradas para conectarse respectivamente a un actuador (no ilustrado) y a una parte móvil (no ilustrada) para controlarse por el actuador. Tal como puede apreciarse, ni el número ni la configuración geométrica de los componentes ni el uso previsto del conjunto son esenciales en cuanto a los fines de la invención.

El primer componente 10 tiene dos orificios 12 y 13, y cada uno de los segundos componentes 20 y 30 tiene un pasador de articulación 21 y 31 acoplado al orificio 12, 13 respectivo del primer componente 10.

El conjunto 1 se produce mediante moldeo por inyección de múltiples materiales. El primer componente 10 es una parte monolítica realizada de un primer material de plástico que tiene un punto de fusión dado, por ejemplo, poliamida (PA) 6 o 6,6. Cada uno de los segundos componentes 20, 30 es una parte monolítica realizada de un segundo material de plástico que tiene un punto de fusión inferior al punto de fusión del primer material de plástico y que no se adhiere al primer material de plástico, por ejemplo, polioximetileno (POM). Los pasadores de articulación 21, 31 de los segundos componentes se moldean dentro de los orificios 12, 13 respectivos del primer componente 10. En las figuras 2 y 3 se muestra la articulación que conecta el segundo componente indicado con 20 al primer componente 10. Se entiende que la articulación que conecta el segundo componente indicado con 30 al primer componente 10 tiene una estructura similar. A este respecto, se observa que la vista de la figura 3 tiene la única función de mostrar algunos detalles de la articulación que de otro modo no son visibles, pero no representa en modo alguno un estado real del conjunto, dado que para obtenerlo se requiere la rotura del pasador de articulación.

Jugando con la incompatibilidad química de los materiales de plástico usados y su contracción durante el enfriamiento, es posible garantizar que el juego radial entre cada orificio 12, 13 y el pasador de rotación 21, 31 respectivo sea sustancialmente cero.

En el segundo componente 20 (y también en el tercer componente) se forman nervaduras 22 dispuestas alrededor del pasador de articulación 21 e interpuestas axialmente entre las superficies opuestas de los componentes primero y segundo 10, 20. Mediante el ajuste de la altura de las nervaduras puede ajustarse el juego axial entre los componentes primero y segundo (tercero).

Con referencia a las figuras 4 a 9, se representa un ejemplo de un molde que permite producir el conjunto representado en las figuras 1-3. Este molde, indicado de manera colectiva con 40, está configurado para procesar dos conjuntos a la vez. El molde 40 comprende un primer semimolde 50 y un segundo semimolde 60. En el ejemplo ilustrado, el segundo semimolde 60 se mueve en línea recta hacia o desde el primer semimolde 50 para cerrar y abrir el molde 40 respectivamente. Además, el segundo semimolde 60 puede hacerse rotar alrededor de un eje central z, tal como se muestra en la figura 6.

En posiciones diametralmente opuestas del segundo semimolde 60, se obtienen dos asientos 61, que se usan para el moldeo y manipulación del primer componente 10.

La figura 4 muestra el molde 40 cerrado. El primer material de plástico se inyecta en el primer semimolde 50. A continuación, se abre el molde 40 (figura 5), se hace rotar el segundo semimolde 60 180° alrededor del eje central z del mismo (figura 6) y vuelve a cerrarse el molde 40 (figura 7). De esta forma, la parte del segundo semimolde 60 que en la posición de la figura 4 estaba en contacto con la parte superior del primer semimolde 50, en la posición de la figura 7 ahora está en contacto con la parte inferior del primer semimolde 50, en donde tiene lugar la inyección del segundo material de plástico. Mientras que el segundo semimolde 60 es rotacionalmente simétrico con respecto al eje central z, el primer semimolde 50 es asimétrico. Tal como se explicará a continuación en el presente documento, esto permite conseguir el moldeo de los diferentes componentes en un mismo molde.

Una vez terminado el moldeo del conjunto, el molde se abre de nuevo y se expulsa el conjunto 10 (figura 8) con el accionamiento de los elementos de empuje 70. A continuación, estos elementos de empuje se retraen (figura 9) para permitir que el molde se cierre de nuevo.

Con referencia a las figuras 10-16, se ilustra el procedimiento de moldeo llevado a cabo con el molde 40 mostrado en las figuras 4 a 9. La sección transversal que se muestra en las figuras 10 y 11 se toma en un plano horizontal en la parte superior del molde 40, cuando el molde se encuentra en la posición cerrada que se muestra en la figura 4. La sección transversal que se muestra en las figuras 12 y 13 se toma en un plano horizontal en la parte inferior del molde, después de haber hecho rotar el segundo semimolde 60 y el molde 40 se haya cerrado en la posición que se muestra en la figura 7. La sección transversal que se muestra en las figuras 14 y 16 se toma en el mismo plano que las figuras 12 y 13, pero con el molde abierto después de haber moldeo el segundo componente (figura 14), y con el posterior accionamiento de los elementos de empuje 70 (figura 16). La sección transversal que se muestra en la figura 15 se toma en un plano vertical, en la dirección de la línea A-A en la figura 14.

Tal como puede observarse en la figura 10, en el segundo semimolde 60 se obtiene un primer asiento de moldeo 61 que actúa conjuntamente con una superficie opuesta 51 del primer semimolde 50 para definir una primera cavidad de inyección C1. En el primer semimolde 50 se disponen insertos de conformación de orificios primero y segundo, indicados respectivamente con 52 y 53, que tienen extremos respectivos dispuestos dentro de la primera cavidad de inyección. En el segundo semimolde 60 se disponen insertos móviles primero y segundo, indicados respectivamente con 62 y 63, que en la posición de la figura 10 están colocados con sus extremos respectivos haciendo tope contra los insertos de conformación de orificios primero y segundo, 52 y 53.

La figura 11 muestra la inyección del primer material de plástico fundido M1 en la primera cavidad de inyección C1 por medios conocidos por sí mismos y no representados en las figuras. El primer material de plástico M1 llena la primera cavidad de inyección C1 y se dispone a sí mismo alrededor de los insertos de moldeo 52 y 53. Con el posterior enfriamiento y solidificación del primer material de plástico M1 en la primera cavidad C1, se forma, por tanto, el primer componente 10 con los orificios 12 y 13 realizados con los insertos de formación 52 y 53. Posteriormente, el segundo semimolde 60 se abre y rota 180°, llevando consigo el primer componente 10 al interior del asiento de moldeo 61, y luego el segundo semimolde 60 se cierra sobre el primer semimolde 50 tal como se muestra en las figuras 5-7. Cuando se abre el molde 40, los insertos de formación 52 y 53 solidarios con el primer semimolde 50 se han extraído de los orificios 12 y 13 del primer componente 10.

Cuando el molde se cierra tal como se muestra en la figura 7, el asiento de moldeo 61 con el primer componente 10 se lleva entonces contra una zona inferior del primer semimolde 50, diferente de la zona superior que se muestra en las figuras 12 y 13, tal como puede observarse en la figura 12.

En la posición que se muestra en la figura 12, el primer componente 10 se mantiene en el asiento de moldeo 61 del segundo semimolde 60 contra una superficie opuesta 51' del primer semimolde 50. Tal como también puede observarse en la figura 12, los semimoldes primero y segundo 50, 60 actúan conjuntamente para definir dos segundas cavidades de inyección C2, C3, cada una de las cuales comprende uno de los orificios 12 y 13 del primer componente 10. En el primer semimolde 50 se disponen insertos de conformación de pasador primero y segundo, indicados respectivamente con 52' y 53', que tienen extremos respectivos dispuestos respectivamente entre el primer orificio 12 y el segundo orificio 13 del primer componente 10. En el segundo semimolde 60, los insertos móviles primero y segundo, indicados con 62 y 63 respectivamente, se retraen para separar el extremo de cada inserto móvil 62 y 63 del extremo respectivo del inserto de conformación 52', 53' respectivo. Esto también crea un hueco axial entre el extremo de cada inserto 62 y 63 y una superficie respectiva que rodea el orificio 12 y 13 respectivo del primer componente. Obsérvese que el diámetro de cada inserto móvil 62, 63 (y por tanto, de la cavidad respectiva al interior de la que se desliza cada inserto móvil) es superior al diámetro del primer orificio 12 y el segundo 13, respectivamente, para crear una muesca.

La figura 13 muestra la inyección del segundo material de plástico fundido M2 en la segunda cavidad de inyección C2 y C3, por medios conocidos por sí mismos y no representados en las figuras. El segundo material de plástico M2 llena las segundas cavidades de inyección C2 y C3 y se dispone dentro de los orificios 12 y 13 del primer componente 10 alrededor de los insertos de conformación 52' y 53' y en los huecos axiales entre los insertos móviles 62, 63 y las superficies respectivas del primer componente 10 que rodean los orificios 12 y 13. Con el enfriamiento y solidificación posteriores del segundo material de plástico M2 en las segundas cavidades C2 y C3, se forman los segundos componentes 20, 30 con los pasadores de articulación 21 y 31 respectivos. Cada pasador de rotación 21, 31 se moldea, por tanto, dentro del orificio 12, 13 respectivo, lo que permite impartir al mismo la forma en el lado radialmente exterior, mientras que el inserto de conformación de pasador 52', 53' respectivo permite impartir al mismo la forma en el lado radialmente interior. Los insertos móviles 62, 63 con las superficies opuestas respectivas del primer componente 10, por otro lado, permiten crear en cada pasador de articulación 21 y 31 un extremo ampliado 21a, 31a respectivo, que define una muesca con respecto al pasador de articulación e impide que el pasador de articulación 21, 32 se deslice fuera del orificio 12, 13 respectivo.

Tal como también puede observarse en las figuras 12 y 13, en el primer semimolde 50 también se disponen insertos móviles 54 y 55 que se usan para crear las nervaduras (indicadas con 22 en la figura 3) para ajustar el juego axial en los segundos componentes 20 y 30.

Tales insertos móviles 54 y 55 en la configuración de moldeo de las figuras 12 y 13 se colocan alrededor de cada orificio 12 y 13 en contacto con el primer componente 10. Los insertos móviles 54 y 55 están soportados por brazos móviles en un plano ortogonal al de las figuras 12 y 13. La figura 15 muestra las cuchillas móviles, indicadas con 55a, que soportan los insertos móviles 55 asociados con el orificio 13, pero la disposición es similar para los insertos móviles 54 asociados con el orificio 12. Tal como puede observarse, el orificio 13 está asociado con un par de insertos móviles 55 dispuestos en lados diametralmente opuestos con respecto al orificio 13. Cada inserto móvil 55 está soportado por una cuchilla móvil 55a que puede deslizarse en una dirección inclinada. Los insertos móviles 55 están conectados operativamente con un manguito móvil 55b dispuesto coaxialmente con el inserto de conformación de pasador 53'. La figura 14 también muestra el manguito móvil 54b asociado con el otro inserto de conformación 52'.

Cuando el segundo semimolde 60 se mueve alejándose del primer semimolde 50 para abrir el molde 40 (figura 14), los manguitos 55b y 54b se activan adicionalmente y avanzan hacia el segundo semimolde 60 para liberar la muesca del segundo semimolde 60. Al mismo tiempo, tal como se muestra en la figura 15, los insertos móviles 54 y 55 se mueven transversalmente hacia el exterior para liberar las articulaciones entre el primer componente 10 y los segundos componentes 20 y 30. El movimiento del primer semimolde 50 y de las placas móviles 55a está coordinado de tal manera que, en el sistema de referencia del segundo semimolde 60, el movimiento de los insertos móviles 55 y 54 es puramente horizontal.

La figura 16 muestra el molde abierto, provocando el accionamiento de los elementos de empuje 70 del segundo semimolde 60 la expulsión del conjunto 10 completo del molde.

Aunque en la descripción del procedimiento se ha hecho referencia por motivos de simplicidad a la producción de un único conjunto 10, en realidad es posible procesar dos conjuntos a la vez en el molde. En particular, cuando en la parte superior del molde 40 se inyecta el primer material de plástico en la primera cavidad de inyección C1, en la parte inferior del molde 40 se inyecta el segundo material de plástico en las segundas cavidades de inyección C2 y C3 en el primer componente 10, que se produjo en la parte superior del molde 40 en la etapa anterior del ciclo de funcionamiento. Una vez que el conjunto completo 10 se expulsa de la parte inferior del molde 40, se hace rotar el segundo semimolde 60 para subir la cavidad de moldeo vacía 61, lista para una nueva inyección del primer material de plástico, mientras que el primer componente 10 que se produjo en la parte superior del molde se baja para la posterior inyección del segundo material de plástico.

Se entiende que la invención no se limita a las realizaciones descritas e ilustradas en el presente documento, sino que puede experimentar modificaciones relativas a la forma y disposición de las partes, detalles de construcción y funcionamiento según las numerosas variantes posibles que les resultarán adecuadas a los expertos en la técnica y que deben entenderse como comprendidas en el alcance de la invención, tal como se define mediante las siguientes reivindicaciones.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   Conjunto de componentes (10, 20, 30) articulados entre sí, comprendiendo dicho conjunto al menos un primer componente (10) que tiene al menos un orificio (12, 13) y al menos un segundo componente (20, 30) que tiene un pasador de articulación (21, 31) acoplado al orificio (12, 13) del primer componente (10), en el que dicho conjunto se produce mediante moldeo por inyección de múltiples materiales, en el que dicho al menos un primer componente (10) está realizado de un primer material de plástico que tiene un punto de fusión dado, en el que dicho al menos un segundo componente (20, 30) está realizado de un segundo material de plástico que tiene un punto de fusión más bajo que el primer material de plástico y que no se adhiere al primer material de plástico, y en el que el pasador de articulación (21, 31) del segundo componente (20, 30) está moldeo dentro del orificio (12, 13) del primer componente (10), estando el conjunto caracterizado porque en el segundo componente (20, 30) se forman nervaduras formadas (22) dispuestas alrededor del pasador de articulación (21, 31) e interpuestas axialmente entre superficies opuestas de los componentes primero (10) y segundo (20, 30).

   Método para producir un conjunto de componentes (10, 20, 30) articulados entre sí mediante moldeo por inyección de múltiples materiales, comprendiendo dicho método

   configurar un molde (40) para dar una primera configuración de moldeo, en la que dentro del molde (40) se define una primera cavidad de inyección (C1) dentro de la que se extiende al menos un inserto de conformación de orificios (52, 53),

   inyectar en el molde (40) en la primera configuración de moldeo un primer material de plástico que tiene un punto de fusión dado, llenando dicho primer material de plástico la primera cavidad de inyección (C1) para formar un primer componente (10) y disponiéndose a sí mismo alrededor de dicho inserto de conformación de orificios para formar al menos un orificio (12, 13) respectivo a través del primer componente (10),

   configurar el molde (40) para dar una segunda configuración de moldeo, en la que dentro del molde (40) se define al menos una segunda cavidad de inyección (C2, C3), comprendiendo dicha al menos una segunda cavidad de inyección dicho al menos un orificio pasante (12, 13) sin el inserto de conformación de orificios (52, 53),

   inyectar en el molde (40) en la segunda configuración de moldeo un segundo material de plástico que tiene un punto de fusión más bajo que el primer material y que no se adhiere al primer material de plástico, llenando dicho segundo material de plástico dicha al menos una segunda cavidad de inyección (C2, C3) para formar al menos un segundo componente (20, 30) y disponiéndose a sí mismo dentro de dicho al menos un orificio (12, 13) para formar un pasador de articulación (21, 31) respectivo del segundo componente (20, 30),

   estando el método caracterizado porque en la segunda configuración de moldeo se colocan insertos móviles transversalmente (55, 56) alrededor de dicho al menos un orificio (12, 13) en contacto con el primer componente (10) para formar en el segundo componente (20, 30) nervaduras (22) dispuestas alrededor del pasador de articulación (21, 31) e interpuestas axialmente entre superficies opuestas de los componentes primero (10) y segundo (20, 30).