ITBO20000372A1

ITBO20000372A1 - Dispositivo e metodo per inglobare inserti in elementi plastici formati per soffiaggio .

Info

Publication number: ITBO20000372A1
Application number: IT2000BO000372A
Authority: IT
Inventors: Alessandro Lapini; Raffaello Bruni
Original assignee: Ferno Washington Italia Srl
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2001-12-26
Also published as: DE60108632D1; IT1321300B1; ES2234843T3; WO2002000417A1; JP4902085B2; JP2004515379A; CA2412509C; BR0112569A; ITBO20000372A0; BR0112569B1; EP1296811A1; DE60108632T2; AU7439001A; CA2412509A1; EP1296811B1; ATE287787T1

Description

DISPOSITIVO E METODO PER INGLOBARE INSERTI IN ELEMENTI PLASTICI FORMATI PER SOFFIAGGIO.

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

La presente invenzione si inquadra nel settore tecnico concernente la realizzazione di elementi o manufatti in materiali plastici inglobanti inserti ad esempio metallici, ed in particolare l’invenzione si riferisce ad un dispositivo e ad un metodo per inglobare inserti in elementi plastici formati per soffiaggio.

Sono noti dispositivi che consentono il posizionamento di inserti sulle superfici interne di elementi dello stampo di macchine formatrici per soffiaggio. La testa delle macchine formatrici estrude un cilindro plastico, il cosiddetto “parison”, che si posiziona tra gli elementi dello stampo in condizione di apertura. Successivamente gli elementi dello stampo vengono accostati realizzando una condizione di chiusura dello stampo contenente il parison al cui interno viene soffiata aria compressa.

La pressione deH’aria forza il parison contro la superficie interna dello stampo di cui assume la forma e, contemporaneamente, causa l’inglobamento degli inserti nella parete del parison stesso.

Il successivo raffreddamento del materiale plastico del parison consente a quest’ultimo di consolidarsi nella forma ottenuta e di bloccare inamovibilmente gli inserti.

I dispositivi noti di posizionamento di inserti consistono in supporti, ad esempio a forma di cilindretto o di spina, e sono di tipo fìsso o di tipo ad inserimento dinamico. I dispositivi noti di posizionamento di inserti vengono impegnati in cavità degli inserti ad esempio filettature femmina di dadi o elementi sagomati. I dispositivi noti di posizionamento fissi sono inamovibilmente applicati all' intemo degli stampi. I dispositivi di posizionamento dinamico degli inserti sono applicati agli stampi in corrispondenza di relative cavità interne di questi ultimi ospitanti anche linserto.

I dispositivi dinamici trattengono gli inserti nelle cavità fino al riscontro del parison contro la parete interna dello stampo; al verificarsi di quest’ultima condizione, l’inserto viene inserito dinamicamente dal dispositivo di fissaggio nella parete del parison. Quando il materiale plastico del parison si è consolidato, il dispositivo di fissaggio viene retratto per consentire il distacco del prodotto formato dallo stampo.

Il principale inconveniente presentato dai dispositivi noti consiste nella difficoltà o nella impossibilità di inglobare inserti di grandi dimensioni.

Un ulteriore inconveniente consiste nel fatto che i dispositivi noti non consentono di inserire inserti con elevati angoli di inclinazione rispetto alla superficie locale dello stampo e non consentono di inglobare inserti in corrispondenza di superfici con piccoli angoli di curvatura degli stampi.

Un altro svantaggio dei dispositivi di supporto noti consiste nel fatto che devono essere applicati allo stampo ed eventualmente dotati di mezzi di azionamento e di cavità nello stampo stesso.

Sono altresì noti dispositivi di posizionamento degli inserti applicati al banco di soffiaggio inferiore delle macchine di formatura.

Questa disposizione prevede l’inserimento dell’inserto all’ interno dell’estremità libera del parison e l’ inglobamento dell’inserto nella parete del manufatto ottenuto dal parison grazie all’azione dello stampo. I dispositivi noti di posizionamento degli inserti applicati al banco di soffiaggio inferiore superano alcune delle limitazioni dei dispositivi fissi e dinamici ma presentano l’inconveniente dovuto alla insufficienza del fissaggio degli inserti ad elevato sviluppo longitudinale che, essendo bloccati da una sola parte, possono presentare, alla opposta estremità, giochi eccessivi.

Un ulteriore svantaggio consiste nella possibilità di posizionare inserti solo in corrispondenza dell’estremità inferiore dello stampo.

Il principale scopo della presente invenzione consiste nel proporre un dispositivo ed un metodo che consentano l’inglobamento di inserti di forma e dimensioni sostanzialmente indipendenti dallo spessore del parison e dalla forma e dimensioni dello stampo.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di proporre un dispositivo ed un metodo per Ilinglobamento di inserti anche articolati e/o snodati.

Un altro scopo consiste nel proporre un dispositivo ed un metodo che consentano l’inglobamento di inserti anche in corrispondenza dell’estremità superiore dello stampo, ed in corrispondenza di superfici con piccoli raggi di curvatura e di qualsiasi forma.

Un ulteriore scopo consiste nel proporre un dispositivo ed un metodo che non richiedano la presenza nello stampo di dispositivi o di lavorazioni particolari e che quindi siano di semplice e di sicuro funzionamento.

Le caratteristiche dell 'invenzione sono evidenziate nel seguito con particolare riferimento alle allegate tavole di disegno, in cui:

la figura 1 illustra una vista schematica laterale di una macchina formatrice per soffiaggio a cui è applicato il dispositivo di posizionamento oggetto della presente invenzione;

la figura 2 illustra una vista schematica frontale del dispositivo di figura 1 a cui sono stati asportati alcuni elementi per meglio evidenziarne altri;

la figura 3 illustra una vista in sezione frontale ingrandita di particolari del dispositivo di figura 1 a cui sono state asportate alcune parti per meglio evidenziarne altre;

la figura 4 illustra una vista assonometrica ingrandita di mezzi porta inserto in una condizione disaccoppiata dal dispositivo di figura 1;

le figure 5A, 5B e 5C illustrano rispettivamente una vista laterale, frontale e dall’alto di un elemento del dispositivo di figura 4;

- le figure 6A, 6B e 6C illustrano rispettivamente una vista laterale, frontale e dall’alto di un elemento del dispositivo di figura 4;

le figure 7A e 7B illustrano viste ingrandite rispettivamente laterale parzialmente sezionata e dall’alto di particolari del dispositivo di figura 1 ;

la figura 8 illustra un esempio di un inserto;

- la figura 9 illustra una vista laterale parziale di una variante dei mezzi porta inserto di figura 4.

Con riferimento alle figure da 1 a 3, con 100 è indicata una macchina di formatura per soffiaggio comprendente primi attuatori lineari 105 per la movimentazione di piastre 106 di fissaggio di una coppia di mezzi di stampaggio 107 consistenti in elementi che in una condizione di chiusura realizzano uno stampo atto a dare una predeterminata forma agli elementi da formare per soffiaggio. Al disoto dei mezzi di stampaggio 107 vi sono mezzi di soffiaggio 108 inferiori comprendenti secondi attuatori lineari del soffiaggio 109 per la movimentazione verticale di ugelli di soffiaggio inferiori 110. Al disopra dei mezzi di stampaggio 107 vi è una testa ad accumulo 101 attraversata per tutta la sua lunghezza da un foro assiale 102 e sormontata da mezzi di vincolo 3 per mezzi ad asta 2 che attraversano il foro assiale 102 e terminano al disotto della testa 101. Il diametro esterno dei mezzi ad asta 2 è inferiore al diametro del foro assiale 102. La porzione inferiore della testa 101 presenta una filiera 103 ed un maschio della filiera 104 mobile verticalmente. La filiera 103 ed un maschio 104 possono essere di tipo convergente o divergente. Il volume compreso tra questi ultimi è occupato dal materiale termoplastico allo stato fluido 201 che sotto l’effetto delle pressioni esercitate dalla testa ad accumulo 101 viene estruso formando un parison 200.

II movimento verticale del maschio 104 modifica la distanza tra quest’ultimo e la filiera 103 e quindi Io spessore del parison 200. Facendo riferimento alle filiere convergenti si ha che nella posizione estrema inferiore del maschio 104 quest’ultimo va in contatto con la filiera 103 impedendo la fuoriuscita del parison 200 e causando l’interruzione di quest’ultimo. Viceversa nelle filiere divergenti l’interruzione del parison si ha nella posizione estrema superiore del maschio 104.

L’asta 2 è superiormente dotata di un foro longitudinale 21 che sfocia tramite una pluralità di fori radiali 22 nel foro assiale 102. L’estremità inferiore e superiore dell’asta 2 sono rispettivamente fissate a mezzi porta inserto 1 e mezzi di raccordo 24 in comunicazione di flusso con il foro longitudinale 21. I mezzi di stampaggio 107 presentano sedi 4 destinate a ricevere i mezzi di supporto degli inserti 13 in una condizione di chiusura dello stampo.

Con riferimento alle figure da 4 a 6C con 1 sono indicati i mezzi porta innesto essenzialmente costituiti dai mezzi di connessione 11 e dai mezzi di supporto 13 degli inserti 300. I mezzi di connessione 11 sono ortogonalmente fìssati all’asta 2 tramite mezzi di fissaggio 18 consistenti, ad esempio, in un elemento filettato per l’accoppiamento ad una corrispondente filettatura ricavata nella estremità inferiore dell’asta 2. I mezzi di connessione 11 recano, ortogonalmente ai primi mezzi di fissaggio 18, primi mezzi a guida 12 consistenti in una cavità longitudinale con sezione a “T” e che presentano ad una estremità mezzi di fermo 19. I mezzi di connessione 11 sono anche dotati di una coppia di primi mezzi di arresto elastico 15 consistenti ciascuno, ad esempio, in una sfera mobile parzialmente trattenuta in una cavità cilindrica sfociante nel volume dei primi mezzi a guida 12; la cavità contiene anche una molla compressa che trasmette alla sfera una forza elastica.

I mezzi di supporto degli inserti 13 presentano secondi mezzi a guida 14 di accoppiamento scorrevole ai primi mezzi a guida 12 e sui quali è ricavata una coppia di sedi per i primi mezzi di arresto elastico 16 aventi forma di calotta concava. In corrispondenza dell’accoppiamento tra i mezzi di connessione II ed i mezzi di supporto degli inserti 13, una estremità 25 dei secondi mezzi a guida 14 riscontra i mezzi di fermo 19 ed i primi mezzi di arresto elastico 15 riscontrano le sedi per i primi mezzi di arresto elastico 16 realizzando una accoppiamento amovibile.

Inoltre i mezzi di supporto degli inserti 13 presentano una sede cava per gli inserti 20 opposta ai secondi mezzi a guida 14. La sede per gli inserti 20 è conformata per ospitare inserti 300 che sono trattenuti amovibilmente da una pluralità di secondi mezzi di arresto elastico 17 ad esempio dello stesso tipo dei primi mezzi di arresto elastico 15 e posti lateralmente affacciati alla sede per gli inserti. Nella figura 9 è illustrata una variante dei mezzi porta inserto 1 fomiti di un attacco sporgente 23, ad esempio di forma cilindrica o prismatica, dotato di una pluralità di terzi mezzi di arresto elastico 26 rispettivamente destinati ad impegnarsi in una relativa sede complementare 302 ricavata negli inserti 300 ed a supportare amovibilmente questi ultimi agendo sulla parete interna della sede complementare 302 o impegnandosi ad eventuali mezzi anulari di riscontro 301 dei terzi mezzi di arresto elastico 26 ricavati all 'interno della sede complementare 302.

Questa variante consente un inglobamento pressoché totale dell’inserto 300 nel parison 200.

Nelle figure 7A e 7B con 31 viene indicata una piastra vincolata alla estremità superiore della testa 101 tramite una pluralità di mezzi a vite 32. Ciascuno dei mezzi a vite attraversa un relativo primo mezzo elastico 33, ad esempio di tipo tubolare in materiale sintetico elastico, interposti tra la piastra 31 e la testa 101.

La porzione superiore dell'asta 2 è filettata ed attraversa la piastra 31 a cui è fissata tramite dadi. Secondi mezzi elastici 34, consistenti ad esempio in una molla elicoidale, sono coassiali all’asta 2 ed interposti tra piastra 31 e mezzi di tenuta pneumatica 35 tra ('estremità superiore del foro assiale 102 e la parete esterna dell’asta 2.

L’interposizione di mezzi elastici primi 33 e secondi 34 tra la piastra 31 e la sommità della testa 101 assicura un fissaggio elasticamente cedevole dell’asta 2 e quindi dei mezzi porta inserto 1.

D funzionamento prevede il posizionamento dell’inserto 300 nella sede cava per gli inserti 20 dei mezzi di supporto degli inserti 13 in cui viene trattenuto dai secondi mezzi di arresto elastico 17 grazie all’attrito tra questi ultimi e le pareti dell’inserto 300 stesso.

L’inserimento dell’inserto 300 nei mezzi di supporto 13 può avvenire sia in corrispondenza di una condizione di accoppiamento di questi ultimi ai mezzi di connessione 11 sia in una condizione di disaccoppiamento. E’ importante notare che queste possibilità permettono, nel primo caso, di effettuare un inserimento rapido e nel secondo caso di provvedere ad un accurato inserimento dell’inserto e successivamente di accoppiare i mezzi di supporto 13 ai mezzi di connessione 11.

La posizione verticale dell’inserto 300 rispetto ai mezzi di stampaggio 107 può essere regolata agendo sui dadi di fissaggio della porzione superiore dell’asta 2 alla piastra 31. L’inserto è quindi fissato in una predeterminata posizione in corrispondenza di relative sedi ricavate nei mezzi di stampaggio 107. L’elasticità dei mezzi di supporto 3 consente ai mezzi porta inserto 1 di assestarsi nelle sedi 4. L’estrusione del parison 200 da parte della filiera 103 e del maschio 104 avviene secondo le normali modalità delle macchine formatrici per soffiaggio 100.

Prima della chiusura dei mezzi di stampaggio 107, è previsto un presoffiaggio con aria compressa proveniente da generatori, ad esempio da un compressore non illustrato, connessi ai mezzi di raccordo 24 ed in comunicazione di flusso con il foro longitudinale 21 e quindi, tramite i fori radiali 22, con il foro assiale 102. Il presoffiaggio di aria in pressione ha gli scopi di raffreddare gli elementi che lambisce e di effettuare un primo parziale aumento di pressione nel parison 200.

In corrispondenza della chiusura dei mezzi di stampaggio 107 viene effettuato il soffiaggio di aria in pressione proveniente dai relativi generatori per forzare il parison contro le pareti interne dei mezzi di stampaggio e, parzialmente, contro l’inserto 300 che viene quindi parzialmente inglobato nel manufatto ricavato dal parison.

È previsto che il soffiaggio venga effettuato attraverso i mezzi di soffiaggio inferiore 108 e/o attraverso la stessa canalizzazione utilizzata per il presoffiaggio.

Al termine della formatura, dopo l’apertura dei mezzi di stampaggio 107, il manufatto e l’inserto 300 in esso inglobato possono essere distaccati dai mezzi porta inserto 1 con una azione manuale che richiede una forza estremamente limitata.

Ovviamente ogni tipo di inserto 300 richiederà un diverso mezzo di supporto 13 dotato di una sede cava per gli inserti 20 e di secondi mezzi di arresto elastico 17 adeguati al tipo di inserto da utilizzare. È previsto che la regione dei mezzi di supporto 13 adiacente alla imboccatura della sede cava 20 possa svolgere al funzione di ulteriore elemento di stampaggio operando congiuntamente ai mezzi di stampaggio 107 per contenere e dare forma al manufatto durante la sua formatura.

È importante notare che i mezzi di supporto 13 possono vantaggiosamente bloccare anche inserti 300 di tipo articolato le cui estremità possono essere inglobate in elementi distinti e separati realizzati dai mezzi di stampaggio 107 dotati di relativi settori di formatura 111; quindi i due o più elementi saranno reciprocamente vincolati in modo articolato dall’inserto 300.

Per l inglobamento di inserti 300, ad esempio del tipo illustrato in figura 8, che si estendono lungo lo sviluppo verticale dei mezzi di stampaggio 107, ovvero dalla porzione superiore sino a quella inferiore di questi ultimi, è previsto di:

- fissare amovibilmente la porzione inferiore dell’inserto 300, costituita da una pluralità di estremità inferiori, ai mezzi di soffiaggio inferiore 10S in una condizione abbassata di questi ultimi;

- innalzare i mezzi di soffiaggio inferiore 108 sino a che l’estremità superiore dell’inserto 300 raggiunge una relativa sede 20 ricavata in un porta inserti 1 fissato al disotto della testa 101 ;

- attivare la formatura per soffiaggio fino all’apertura dei mezzi di stampaggio 107;

- abbassare i mezzi di soffiaggio inferiore 108 e contemporaneamente disimpegnare l’inserto 300 dal porta inserti 1;

- svincolare l’inserto 300 e quindi gli elementi plastici formati dai mezzi di soffiaggio inferiore 108. Nel caso di applicazione della porzione inferiore dell'inserto 300 ai mezzi di soffiaggio inferiore 108, è prevista la possibilità di effettuare il soffiaggio di aria compressa, la cui direzione è indicata con S nella figura 8, addotta da questi ultimi attraverso l'inserto 300. Facendo riferimento alla figura 8, la porzione inferiore 303 dell’ inserto 300 è costituita da elementi tubolari dotati di una pluralità di fori passanti 304 che pongono le cavità interne dei tubolari 305 in comunicazione di flusso con il volume interno al parison 200.

Il principale vantaggio della presente invenzione consiste nel fornire un dispositivo ed un metodo che consentano l inglobamento di inserti di forma e dimensioni sostanzialmente indipendenti dallo spessore del parison e dalla forma e dimensioni dello stampo.

Un ulteriore vantaggio della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo ed un metodo per l inglobamento di inserti, anche articolati, in elementi plastici monolitici o multipli ottenuti per soffiaggio nello stesso stampo a più settori. Un altro vantaggio consiste nel fornire un dispositivo ed un metodo che consentano l inglobamento di inserti anche in corrispondenza dell’estremità superiore dello stampo, ed in corrispondenza di superfici con piccoli raggi di curvatura e di qualsiasi forma. Altro vantaggio consiste nel fornire dispositivo e metodo che non richiedano la presenza nello stampo di dispositivi o di lavorazioni particolari e che quindi siano di semplice e di sicuro funzionamento.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo per inglobare inserti (300) in elementi plastici formati per soffiaggio in macchine formatrici (100) dotate di una testa (101) attraversata da un foro assiale (102), di mezzi di stampaggio (107) e di mezzi di soffiaggio inferiori (108), detto dispositivo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi porta inserto (I) vincolati all’estremità inferiore di mezzi ad asta (2) che sono inseriti nel foro assiale (102) e sono superiormente vincolati a mezzi di supporto (3) fìssati all’estremità superiore della testa (101); detti mezzi porta inserto (1) essendo destinati a supportare gli inserti (300) in corrispondenza di sedi (4) dei mezzi porta inserto (1) ricavate nei mezzi di stampaggio (107).
2) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che i mezzi porta inserto (1) comprendono mezzi di connessione (11) bloccati tramite mezzi di fissaggio (18) all’asta (2), e mezzi di supporto (13) degli inserti (300) scorrevolmente vincolati ai mezzi di connessione (11).
3) Dispositivo secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che i mezzi di connessione (11) comprendono primi mezzi a guida (12), una pluralità di primi mezzi di arresto elastico (15) e mezzi di fermo (19); e che i mezzi di supporto (13) degli inserti (300) comprendono secondi mezzi a guida (14) complementari ai primi mezzi a guida (12), un’estremità (25) di riscontro dei mezzi di fermo (19), una pluralità di sedi (16) per la pluralità di primi mezzi di arresto elastico (15) ed una sede cava per gli inserti (20) dotata di una pluralità di secondi mezzi di arresto elastico (17); detti primi mezzi a guida (12) essendo scorrevolmente accoppiati ai secondi mezzi a guida (14) sino al riscontro dell’estremità (25) con i mezzi di fermo (19) ed al riscontro della pluralità dei primi mezzi di arresto elastico (15) con la pluralità di sedi (16); la pluralità di secondi mezzi di arresto elastico (17) essendo in grado di supportare amovibilmente gli inserti (300) durante la formatura degli elementi plastici.
4) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che i mezzi porta inserto (1) sono fissati all’asta (2) da mezzi di fissaggio (18) a cui è connessa una pluralità di attacchi sporgenti (23) dotati di terzi mezzi di arresto elastico (26) rispettivamente destinati ad impegnarsi in relative sedi complementari (302) ricavate negli inserti (300) ed a supportare amovibilmente questi ultimi.
5) Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i mezzi ad asta (2) prevedono un foro longitudinale (21) che è in comunicazione di flusso con il foro assiale (102) tramite una pluralità di fori radiali (22), e che è connesso tramite mezzi di raccordo (24) a generatori di aria compressa.
6) Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i mezzi di supporto (3) comprendono: una piastra (31) attraversata da una porzione superiore dell’asta (2) a cui è fissata; una pluralità di mezzi a vite (32) di vincolo della piastra (31) aH’estremità superiore della testa (101); una pluralità di primi mezzi elastici (33) interposti tra la piastra (31) e l’estremità superiore della testa (101) in modo che i mezzi di supporto (3) realizzano un accoppiamento elastico tra l’asta (2) e l’estremità superiore della testa (101).
7) Dispositivo secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che i mezzi di supporto (3) comprendono inoltre secondi mezzi elastici (34) coassiali all’asta (2) ed interposti tra la piastra (31) e mezzi di tenuta pneumatica (35) associati aU’estremità superiore del foro assiale (102) e destinati ad assicurate la tenuta pneumatica con l’asta (2).
8) Dispositivo secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che i mezzi elastici (33) consistono in corpi sostanzialmente cilindrici cavi elastici la cui cavità è destinata ad ospitare parte del gambo dei mezzi a vite (32).
9) Metodo per inglobare inserti (300) in elementi plastici formati per soffiaggio in macchine formatrici (100) dotate di una testa (101) di realizzazione di parison (200) attraversata da un foro assiale (102) e dotata di mezzi di stampaggio (107) e di mezzi i soffiaggio inferiore (108), detto metodo essendo caratterizzato dal fatto di: - fissare amovibilmente una porzione inferiore (303) dell’inserto (300) ai mezzi di soffiaggio inferiori (108) in una condizione abbassata di questi ultimi; innalzare i mezzi di soffiaggio inferiori (108) sino a che l’estremità superiore dell’inserto (300) raggiunge una relativa sede ricavata in un porta inserti (1) fissato al disotto della testa (101); formare gli elementi plastici per soffiaggio realizzando il parison (200), chiudendo i mezzi di stampaggio (107), soffiando detto parison (200), aprendo i mezzi di stampaggio (107); - abbassare i mezzi di soffiaggio inferiore (108) e contemporaneamente disimpegnare l inserto (300) dal porta inserti (1); - svincolare gli elementi plastici formati dai mezzi di soffiaggio inferiore (108).
10) Metodo per inglobare inserti secondo la rivendicazione 9 caratterizzato dal fatto di: - effettuare il soffiaggio di aria compressa addotta dai mezzi di soffiaggio inferiore (108) attraverso cavità interne (305) di tubolari dotati di pluralità di fori passanti (304) costituenti la porzione inferiore dell’inserto 300.