ITBO20130700A1 - Dispositivo per la termoformatura di lastre in materiale plastico - Google Patents

Dispositivo per la termoformatura di lastre in materiale plastico

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Description

DISPOSITIVO PER LA TERMOFORMATURA DI LASTRE IN MATERIALE PLASTICO
DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE
La presente invenzione s'inquadra nel settore concernente i dispositivi per la termoformatura a depressione nell’interno stampo ed a sovrappressione all’esterno stampo di lastre in materiale termoplastico ed in particolare si riferisce ad un dispositivo per la termoformatura di lastre in materiale plastico con regolazione e con tenuta pneumatica per compensare differenze di spessore dei materiali, attrezzature, tolleranze ed irregolarità.
Sono noti dispositivi per la formatura di lastre termoplastiche superiormente provvisti di una campana nella quale la pressione può essere portata a valori negativi tramite mezzi di suzione. Tale campana è supportata da un telaio superiore dotato di bloccaggi removibili per il fissaggio di una cornice superiore, giacente su un piano orizzontale, riscontrante con l’apertura inferiore della campana. Una guarnizione di tenuta pneumatica impedisce i passaggi d’aria tra l’imboccatura della campana e la cornice superiore. Tali dispositivi noti comprendono inoltre una cornice inferiore posta orizzontalmente sotto a quella superiore di cui riproduce la forma in pianta e collegabile mediante bloccaggi removibili ad un apposito telaio traslabile verticalmente per azione di rispettivi attuatori. Un trasportatore, ad esempio a catene, trasporta le lastre plasticizzate tra le cornici superiore ed inferiore che avvicinandosi reciprocamente possono serrare la lastra.
Un telaio inferiore, posto al disotto di quello superiore e delle cornici, supporta uno stampo di formatura della lastra. Il telaio superiore reca dei mezzi di chiusura, ad esempio consistenti in steli conformati a colonna verticale le cui estremità libere recano rispettivi primi attacchi per un corrispondenti secondi attacchi fissati rigidamente al secondo telaio. I secondi attacchi del secondo telaio consentono di bloccare o rilasciare i primi attacchi e quindi di svincolare i telai superiore ed inferiore, ad esempio per consentire le fasi di attrezzaggio. Appositi attuatori per la traslazione verticale dei mezzi di chiusura consentono di avvicinare ed allontanare reciprocamente i due telai, superiore ed inferiore, secondo il ciclo di funzionamento di tali dispositivi noti.
Uno svantaggio di tali dispositivi noti consiste nel fatto che i mezzi di chiusura e la guarnizione di tenuta non sono in grado di assicurare i riscontri e le tenute in tutte le condizioni operative e con tutti i materiali; di fatto l’uso di telai superiori ed inferiori dotati di attrezzature fuori tolleranza a causa dell’usura, l’uso di lastre con diversi spessori, le tolleranze e/o la imprecisione di posizionamento delle parti possono compromettere la tenuta e/o il corretto riscontro.
Uno scopo della presente invenzione è quello di proporre un dispositivo in grado di posizionare i telai superiore ed inferiore a due o più reciproche distanze predefinite e prefissate.
Altro scopo è di proporre un dispositivo che garantisca la tenuta pneumatica della imboccatura della campana tramite una guarnizione di tenuta in grado di compensare le variazioni od irregolarità della distanza tra l’imboccatura della campana, anche in modo dinamico e di adattarsi alle intense forze e sollecitazioni a cui è sottoposta. Le caratteristiche dell'invenzione sono nel seguito evidenziate con particolare riferimento agli uniti disegni nei quali:
- la figura 1 illustra una vista frontale del dispositivo per la termoformatura di lastre in materiale plastico, oggetto della presente invenzione, in una condizione non operativa di cambio della attrezzatura;
- la figura 2 illustra una vista frontale del dispositivo di figura 1 in una condizione di lavoro con uno spessore standard;
- la figura 3 illustra una vista ingrandita e parzialmente sezionata da un piano verticale di una porzione del dispositivo di figura 2;
- la figura 4 illustra una vista frontale del dispositivo di figura 1 in una condizione di lavoro con uno spessore maggiorato di 4 mm rispetto a quello standard;
- la figura 5 illustra una vista ingrandita e parzialmente sezionata da un piano verticale di una porzione del dispositivo di figura 4;
- la figura 6 illustra una vista frontale del dispositivo di figura 1 in una condizione di lavoro consistente nella formazione a pallone della lastra plastificata per consentire l’inserimento dello stampo dal basso verso l’alto;
- la figura 7 illustra una vista parziale e dal basso della porzione superiore del dispositivo di figura 1;
- la figura 8 illustra una vista ingrandita e parzialmente sezionata da un piano verticale di una porzione del dispositivo di figura 6;
- la figura 9 illustra una vista parziale ed in sezione secondo il piano IX - IX di figura 7.
Con riferimento alle figure da 1 a 9, con 1 viene indicato il dispositivo per la termoformatura di lastre in materiale plastico in materiale termoplastico, ad esempio in ABS od HIPS, oggetto della presente invenzione.
Nel seguito si fa riferimento all’orientamento verticale che assume il dispositivo 1 quando esso è nella sua condizione di installazione operativa, in cui esso è supportato da un pavimento orizzontale; le espressioni, alto, basso, superiore, inferiore, verticale ed orizzontale fanno riferimento a detti orientamento e condizione.
Il dispositivo comprende un mezzo a campana 3, nel quale la pressione può essere portata a valori negativi tramite mezzi di suzione ed a valori positivi tramite dispositivi di pressurizzazione, ed un primo mezzo a telaio 4 superiore, supportante il mezzo a campana 3 e mobile verticalmente per effetto di rispettivi attuatori.
Il primo mezzo a telaio 4 è dotato di mezzi di bloccaggio 6 per il fissaggio removibile di un primo mezzo a cornice 7 normalmente posto nella porzione superiore del dispositivo, giacente su un piano orizzontale e normalmente riscontrante con l’apertura inferiore del mezzo a campana tramite l’interposizione di un mezzo a guarnizione 8 di tenuta pneumatica, destinato ad impedire passaggi d’aria tra il primo mezzo a telaio 4 ed il primo mezzo a cornice 7.
Il dispositivo 1 comprende inoltre un secondo mezzo a cornice 9 posto orizzontalmente ed inferiormente rispetto al primo 7 di cui riproduce la forma in pianta, generalmente rettangolare.
Un trasportatore di tipo noto e non illustrato, ad esempio a pinze o catene, trasla le lastre plasticizzate ponendole tra i mezzi a cornice primo 7 e secondo 9 che avvicinandosi reciprocamente, per effetto di attuatori di traslazione verticale, serrano l’interposta lastra che in tal modo chiude l’imboccatura del mezzo a campana dentro al quale, grazie alla aspirazione dell’aria con formazione di depressione, si forma il “pallone” costituito dalla lasta deformata e risucchiata nel mezzo a campana.
Un secondo mezzo a telaio 11, posto inferiormente al primo 4 superiore ed ai mezzi a cornice 7, 9, supporta uno stampo di formatura 13, e tramite appositi attuatori, lo pone all’interno della cavità formata dal pallone delle lastre la quale viene poi fatta aderire allo stampo grazie ad un cambiamento barico sia all’interno che all’esterno dello stampo; il successivo raffreddamento della lastra aderente allo stampo, ne conclude la formatura.
Il dispositivo 1 comprende una pluralità di mezzi a colonna 15 a forma di cilindri verticali, ciascuno avente l’estremità superiore fissata ai primi mezzi a telaio 4 e l’estremità inferiore dotata di un rispettivo primo attacco 17 removibilmente bloccabile ad un corrispondente secondo attacco 18 fissato al secondo mezzo a telaio 11. Detto bloccaggio avviene durante la formatura della lastra.
Ciascun primo attacco 17 è dotato di una pluralità di mezzi a spalla 20, 21 rivolti verso l’alto e posti ad una predeterminata reciproca distanza. Ciascun secondo attacco 18 è dotato, per ciascuno dei mezzi a spalla 20, 21, di almeno uno, preferibilmente due, corrispondenti mezzi a chiavistello 23, 24 scorrevoli orizzontalmente in avvicinamento ed allontanamento dal rispettivo primo attacco 17. Ogni mezzo a chiavistello 23, 24 è provvisto di una rispettiva superficie di riscontro 26, 27 rivolta verso il basso ed è traslato da un corrispondente attuatore per riscontrare alternativamente il rispettivo mezzo a spalla 20, 21.
Le superfici di riscontro 26, 27 sono poste ad una reciproca distanza pari alla predeterminata reciproca distanze tra i mezzi a spalla 20, 21 alla quale ultima distanza è stata sottratta od aggiunta una prefissata lunghezza di regolazione di distanza tra i mezzi a telaio primo 4 e secondo 11. Tipicamente gli attacchi primi 17 e secondi 18 potranno essere reciprocamente fissati in una prima posizione corrispondente ad una posizione normale del primo mezzo a telaio 4 bloccato al secondo mezzo a telaio 11 ed in alternativa tali attacchi 17, 18 potranno essere reciprocamente fissati in una seconda posizione corrispondente ad una distanza maggiorata, ad esempio, di 4 mm rispetto alla normale distanza tra i mezzi a telaio primo 4 e secondo 11 reciprocamente bloccati. La seconda e maggiorata distanza consente, ad esempio, di utilizzare un telaio superiore 7 con altezza maggiorata. Detti mezzi a spalla 20, 21 consistono nelle superfici superiori, orizzontali ed a forma di corona circolare di estensioni anulari o flange anulari realizzate o fissate alle estremità inferiori dei mezzi a colonna 15.
Le superficie di riscontro 26, 27 consistono in settori di corona circolare orizzontale facenti parte integrale dei mezzi a chiavistello 23, 24 i quali sono, ad esempio, a forma di settore di elemento toroidale.
Ciascun mezzo a chiavistello 23, 24 è azionato da un rispettivo attuatore di tipo a cilindro pneumatico 29 con stelo orientato radialmente rispetto all’asse longitudinale del corrispondente mezzo a colonna 15 e fissato alla porzione mediana del proprio mezzo a chiavistello 23, 24.
Come visto, i mezzi a spalla 20, 21 sono in numero di due ed i mezzi a chiavistello 23, 24 sono quattro ma è previsto che tali quantità possano essere moltiplicate per numeri interi in modo da ottenere proporzionali aumenti delle possibili reciproche posizioni dei mezzi a telaio primo 4 e secondo 11 quando sono mutuamente fissati. Come visto, la differenza tra la distanza che separa le superfici di riscontro 26, 27 e la distanza che separa i mezzi a spalla 20, 21, corrispondente alla regolazione di spessore, è di circa 4 mm ma tale misura può essere facilmente adattata alla varie esigenze.
L’imboccatura mezzo a campana 3 reca inferiormente una sede anulare 25 consistente in una scanalatura fresata e destinata ad ospitare il mezzo a guarnizione 8 realizzato in materiale elastomerico pieno od a cellula chiusa ed avente volume pressoché costante.
Il fondo della sede anulare 25 presenta un canale 31, ad esempio consistente in una ulteriore e più piccola scanalatura, per un fluido pressurizzato alimentato attraverso almeno un dotto di alimentazione 32 in collegamento con una sorgente del fluido pressurizzato. Tale fluido trasmette al mezzo a guarnizione una pressione omogenea verso l’esterno della sede anulare.
Le sezioni trasversali della sede anulare 25 e del mezzo a guarnizione 8 sono approssimativamente rettangolari e presentano rispettivamente profondità ed altezza tali da consentire l’ingresso quasi totale del mezzo a guarnizione nella sede anulare e la sporgenza del mezzo a guarnizione nella sede anulare.
Il mezzo a guarnizione 8 è di forma anulare e la sua porzione sporgente dalla sede è piana o bombata ed è destinata a riscontrare con una faccia piana superiore di una flangia periferica del primo mezzo a cornice 7.
La faccia inferiore di detta flangia periferica del primo mezzo a cornice 7 è destinata a riscontrare con i mezzi di bloccaggio 6.
I fianchi laterali del mezzo a guarnizione 8 recano rispettive protrusioni longitudinali destinate a riscontare staticamente o scorrevolmente con i fianchi della sede anulare 25.
La porzione del mezzo a guarnizione 8 rivolta verso il fondo della sede anulare 25 reca due alette longitudinali divergenti. Tali protrusioni ed alette longitudinali migliorano la tenuta del fluido pressurizzato tra il mezzo a guarnizione 8 e la sede anulare 25 mediante l’estroflessione esterna delle alette causata dal fluido pressurizzato agente sulla superficie interna delle alette stesse.
Il funzionamento del dispositivo, grazie alla sinergia che si instaura tra il sistema di reciproco bloccaggio regolabile dei mezzi a telaio primo 4 e secondo 11 e la particolare configurazione adattativa del mezzo a guarnizione, garantisce la perfetta tenuta pneumatica della campana anche in presenza delle sollecitazioni causate da irregolarità ed intolleranze, all’uso di lastre con spessori diversi ed irregolari o da disomogeneità delle forze applicate dagli attuatori, inoltre, come visto, l’invenzione consente di adottare telai superiori con diversi spessori.
Inoltre l’invenzione consente vantaggiosamente di evitare che la guarnizione 8 si rompa perché pizzicata da telaio perdendo, di conseguenza, la sua funzione di tenuta. Un vantaggio della presente invenzione è di fornire un dispositivo in grado di posizionare i telai superiore ed inferiore a due o più reciproche distanze predefinite e prefissate.
Altro vantaggio è di fornire un dispositivo avente una guarnizione di tenuta in grado di compensare le variazioni od irregolarità della distanza tra l’imboccatura del mezzo a campana, anche in modo dinamico.
Ulteriore vantaggio consiste nella possibilità di stampare con pressione pari o maggiore di due bar all'interno della campana senza la necessità di dover premere l'uno contro l'altro i due telai superiore ed inferiore.
Altro vantaggio consiste nella possibilità di montare nella macchina ed utilizzare anche telai superiori deformati o fuori misura nominale senza che ciò comprometta la operatività e la produzione della macchina.
Ulteriore vantaggio consiste nel fatto che eventuali "pizzicature" della guarnizione non ne compromette la funzionalità dato che non ne causano la rottura.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo per la termoformatura di lastre in materiale plastico comprendente, in una sua condizione di installazione operativa, un mezzo a campana (3), un primo mezzo a telaio (4) superiore, supportante il mezzo a campana (3) e dotato di mezzi di bloccaggio (6) per il fissaggio removibile di un primo mezzo a cornice (7) superiore, riscontrante con l’apertura inferiore del mezzo a campana tramite l’interposizione di un mezzo a guarnizione (8), detto dispositivo (1) comprende inoltre un secondo mezzo a telaio (11) posto inferiormente a quello superiore ed ai mezzi a cornice (7) supportante uno stampo di formatura (13) delle lastre; una pluralità di mezzi a colonna (15) verticali ciascuno avente l’estremità superiore fissata ai primi mezzi a telaio (4) e l’estremità inferiore dotata di un primo attacco (17) removibilmente bloccabile ad un corrispondente secondo attacco (18) fissato al secondo mezzo a telaio (11); detto dispositivo 1 è caratterizzato dal fatto che ciascun primo attacco (17) è dotato di una pluralità di mezzi a spalla (20, 21) rivolti verso l’alto e posti ad una predeterminata reciproca distanza e che ciascun secondo attacco (18) è dotato, per ciascun mezzo a spalla (20, 21), di almeno un corrispondente mezzo a chiavistello (23, 24) ciascuno provvisto di una rispettiva superficie di riscontro (26, 27) rivolta verso il basso e ciascuno traslato da un corrispondente attuatore per riscontrare alternativamente il rispettivo mezzo a spalla (20, 21), dette superficie di riscontro (26, 27) essendo poste a reciproche distanze pari alle predeterminate reciproche distanze tra i mezzi a spalla (20, 21) alle quali sono state sottratte od aggiunte corrispondenti lunghezze di regolazioni di distanza tra i mezzi a telaio primo (4) e secondo (11).
  2. 2) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che i mezzi a spalla (20, 21) consistono in superfici orizzontali a corona circolare di estensioni anulari o flange anulari realizzate o fissate alle estremità inferiori dei mezzi a colonna (15); le superficie di riscontro (26, 27) consistono in settori di corone circolari orizzontali dei mezzi a chiavistello (23, 24) a forma di settore di elemento toroidale.
  3. 3) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che ciascun mezzo a chiavistello (23, 24) è azionato da un rispettivo attuatore di tipo a cilindro pneumatico (29) con stelo orientato radialmente rispetto all’asse longitudinale del corrispondente mezzo a colonna (15) e fissato alla porzione mediana del proprio mezzo a chiavistello (23, 24).
  4. 4) Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che i mezzi a spalla (20, 21) sono in numero di due ed i mezzi a chiavistello (23, 24) sono almeno quattro.
  5. 5) Dispositivo secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che la differenza tra la distanza che separa le superfici di riscontro (26, 27) e la distanza che separa i mezzi a spalla (20, 21), corrispondente alla regolazione di spessore, è di circa 4 mm.
  6. 6) Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che l’imboccatura mezzo a campana (3) reca inferiormente una sede anulare (25) a scanalatura, destinata ad ospitare il mezzo a guarnizione (8) realizzato in materiale elastomerico pieno od a cellula chiusa.
  7. 7) Dispositivo secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che il fondo della sede anulare (25) presenta un canale (31) per un fluido pressurizzato alimentato attraverso almeno un dotto di alimentazione (32) in collegamento con una sorgente del fluido pressurizzato.
  8. 8) Dispositivo secondo la rivendicazione 6 oppure 7 caratterizzato dal fatto che le sezioni trasversali della sede anulare (25) e del mezzo a guarnizione (8) sono approssimativamente rettangolari e presentano rispettivamente profondità ed altezza tali da consentire l’ingresso quasi totale del mezzo a guarnizione nella sede anulare e la sporgenza del mezzo a guarnizione nella sede anulare.
  9. 9) Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 ad 8 caratterizzato dal fatto che la porzione del mezzo a guarnizione (8) sporgente dalla sede è destinata a riscontrare con una faccia piana superiore di una flangia periferica del primo mezzo a cornice (7) e tale porzione è piana o bombata; la faccia inferiore della flangia periferica del primo mezzo a cornice (7) è destinata a riscontrare con i mezzi di bloccaggio (6).
  10. 10) Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 ad 9 caratterizzato dal fatto che i fianchi laterali del mezzo a guarnizione (8) recano rispettive protrusioni longitudinali destinate a riscontare staticamente o scorrevolmente con i fianchi della sede anulare (25), la porzione del mezzo a guarnizione (8) rivolta verso il fondo della sede anulare (25) reca due alette longitudinali divergenti.
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