ITMI20060321A1

ITMI20060321A1 - Dispositivo di movimentazi0ne nella direzione longitudinale di un albero a vite per macchine di mescolazione e macchina di mescolazione dotata di detto dispositivo

Info

Publication number: ITMI20060321A1
Application number: IT000321A
Authority: IT
Inventors: Leonardis Loris De; Michele Mora
Original assignee: Parker Calzoni S R L
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2007-08-23
Also published as: EP1825986A2; US20070195640A1; EP1825986A3

Description

DESCRIZIONE del Brevetto per Invenzione Industriale

Forma oggetto del presente trovato un dispositivo per la movimentazione nella direzione longitudinale di un albero a vite per macchine di mescolazione e una macchina di mescolazione dotata di detto dispositivo .

E' nota, ad esempio nel settore tecnico delle macchine per l'iniezione di materie plastiche, la necessità di consentire una traslazione nei due sensi della vite di mescolazione e spinta del materiale; più in dettaglio la vite deve:

-) in una prima fase, arretrare rispetto alla bocca d'ingresso del materiale con un movimento a vite (rototraslazione) che spinge in avanti i granuli di materiale i quali si sciolgono progressivamente fino alla richiesta plasticità necessaria per consentire una corretta estrusione; -) in una seconda fase poter avanzare verso la bocca di uscita per iniettare nello stampo il materiale sciolto che, una volta solidificato assumerà la forma del manufatto plastico finale. Sono anche noti dispositivi atti a consentire la movimentazione assiale nei due sensi della vite del mescolatore; tali dispositivi noti possono essere del tipo:

con motore di azionamento della vite solidale alla carcassa della macchina di mescolazione e quindi assialmente fermo; in tal caso si prevede un cilindro interposto tra motore e albero della vite in modo che quest'ultima possa traslare;

con motore solidale ad una flangia mobile assialmente su rispettive guide e alla quale flangia è vincolato anche l'albero della vite.

Sebbene funzionali tali soluzioni presentano, tuttavia, l'inconveniente costituito dal fatto che è necessario prevedere un cuscinetto assiale, o equivalente dispositivo meccanico reggispinta, per evitare che la vite trasmetta spinte assiali sull'albero motore a causa degli sforzi derivanti dalla spinta sul materiale.

Essendo questi ultimi molto elevati il dimensionamento del cuscinetto e della struttura della macchina devono necessariamente essere incrementati per salvaguardare l'albero motore con evidenti aggravi di lavorazione, peso e costi di produzione, immagazzinamento e spedizione.

Si pone pertanto il problema tecnico di realizzare un dispositivo per l'azionamento di alberi di viti di movimentazione di materiale all'interno di camere di mescolazione, come ad esempio per presse ad iniezione per materiali plastici, il quale sia atto ad assorbire le spinte assiali impartite dall'albero stesso senza necessità di mezzi ausiliari quali cuscinetti assiali o simili.

Nell'ambito di tale problema si richiede inoltre che tale dispositivo sia di contenuti ingombri, di facile ed economica produzione ed assemblaggio e facilmente installabile anche su macchine già esistenti senza necessità di complicati adattamenti .

Tali risultati sono ottenuti secondo il presente trovato da un dispositivo di movimentazione nella direzione longitudinale di un albero a vite mosso in rotazione da un motore, comprendente almeno un cilindro coassiale a detto albero e dotato di almeno un pistone rotante solidale all' albero e atto a determinare una traslazione nei due sensi dell'albero da una prima posizione di fine corsa arretrata ad una seconda posizione di fine corsa avanzata e viceversa.

Maggiori dettagli potranno essere rilevati dalla seguente descrizione di un esempio non limitativo di attuazione dell'oggetto del presente trovato effettuata con riferimento ai disegni allegati, in cui si mostra:

in figura 1 : una sezione schematica secondo un piano verticale assiale di una macchina con dispositivo secondo il presente trovato in fase di avanzamento della vite;

in figura 2 : una sezione secondo il piano di traccia II-II di fig. 1;

in figura 3 una sezione analoga a quella di fig.l con dispositivo in fase di arretramento della vite;

in figura 4 : una sezione schematica secondo un piano verticale assiale di una seconda forma di attuazione del dispositivo secondo il presente trovato in fase di avanzamento; in figura 5 : una sezione analoga a quella di fig.4 con dispositivo in fase di arretramento ;

in figura 6 : una vista in pianta di una ulteriore forma di attuazione del dispositivo secondo il trovato in fase di arretramento e

in figura 7 : una sezione schematica secondo un piano verticale assiale della macchina di fig 6 in fase di avanzamento .

Come illustrato in fig.l e con riferimento ad assi di orientamento rispettivamente longitudinale X-X, e trasversale Y-Y convenzionalmente assunti per comodità di descrizione, ma non limitativi, il dispositivo 100 secondo il presente trovato viene applicato ad una macchina 1 di iniezione di un polimero 2a, in granuli, radialmente alimentato ad una camera 3 la cui uscita (non illustrata) costituisce la bocca di alimentazione del polimero liquido 2b (fig.3) ad una machina di valle quale, ad esempio, una testa di estrusione.

Nel seguito si assumeranno anche una parte anteriore corrispondente alla parte di estensione della vite ed una parte posteriore opposta alla precedente .

In dettaglio il dispositivo 100 comprende una camera 110 assialmente chiusa da una flangia 112, anteriore, di vincolo del dispositivo alla macchina 1, e da un coperchio 113, posteriore, cieco.

La flangia anteriore 112 presenta un'apertura coassiale 112a, con relative tenute 112b, atta al passaggio dell'albero 120 costituente il tronco della vite 121 di mescolazione del polimero 2a,2b. Sulla parete laterale 110a della camera 110 sono anche realizzate due sedi 115, estese in senso longitudinale e atte ad accogliere due spine 145 -o equivalente dispositivo antirotazione radialmente sporgenti dalla carcassa 141 del motore 140 di azionamento dell'albero 120, motore che è coassialmente disposto all'interno della detta camera 110.

L'estensione anulare delle sedi 115 del cilindro è di poco superiore al diametro esterno delle spine 145 - o equivalente dispositivo antirotazione - in modo che le stesse possano traslare all'interno della rispettiva sede in senso longitudinale, ma non ruotare attorno all'asse longitudinale X-X.

In tal modo anche il motore 14 0 può conseguentemente traslare in senso longitudinale, ma non ruotare attorno al corrispondente asse X-X. All'interno della camera 110 sono presenti due pistoni rispettivamente posteriore 131 e anteriore 132, dotati di rispettive tenute anulari 131a,132a, montati sull'albero 120 da parti opposte in senso assiale rispetto al motore 140 ed entrambi in grado di ruotare attorno all'asse longitudinale X-X.

In tal modo la camera 110 costituisce un cilindro a doppio effetto al cui interno è assialmente mobile un asta 120 costituente l'albero della vite 121 di mescolazione del polimero.

Sulla superficie laterale del cilindro 110 sono inoltre realizzate due bocche rispettivamente 144a posteriore e 144b anteriore di alimentazione/scarico del fluido di azionamento.

Con la configurazione illustrata il funzionamento del dispositivo è il seguente:

in fase di avviamento e mescolazione e con motore in funzione, si alimenta il cilindro 110 tramite la bocca 144a ponendo contemporaneamente in scarico la bocca 144b;

il fluido spinge sul pistone rotante 132 anteriore, facendo traslare indietro il motore 140 e quindi l'albero 120 ad esso solidale fino al fine corsa determinato dalla battuta del pistone 131 posteriore contro la flangia 113 posteriore;

il movimento della vite 121 che ruota e contemporaneamente arretra spinge in avanti il granulato plastico 2a che, durante il tragitto si scioglie per effetto del calore fornito da elementi riscaldanti non illustrati;

si invertono l'alimentazione/scarico delle bocche 144a e 144b

in modo che il fluido spinga il pistone rotante 132 in avanti fino alla rispettiva battuta d'arresto 112 anteriore, ripristinando la posizione iniziale;

dalla quale riparte un nuovo ciclo.

Nelle figg 4 e 5 è illustrata una seconda forma di attuazione del dispositivo secondo il presente trovato che in tale configurazione presenta cilindro 1110 a doppio effetto applicato esternamente in corrispondenza del coperchio posteriore 1113 della camera 110 di contenimento del motore 140.

Più in dettaglio il cilindro 1110 è applicato coassialmente e posteriormente a detta camera 110 e presenta un unico pistone 1131 azionato nei due sensi della direzione longitudinale X-X tramite il fluido alimentato dalle bocche 1144a, 1144b alternativamente portate in condizione di alimentazione/scarico .

Come illustrato, in tal caso l'albero 1120 è coassialmente prolungato verso la parte posteriore di un tratto 1120a fino a collegarsi al pistone rotante 1131 attraverso un'apertura 1113a con tenute 1113b del coperchio posteriore 1113.

Il funzionamento del dispositivo è del tutto analogo a quello già descritto, con tale forma di attuazione risulta tuttavia più agevole l'eventuale sostituzione del cilindro 1110 di azionamento nel caso fosse richiesto un diverso dimensionamento del dispositivo di azionamento della traslazione della vite corrispondentemente a differenti utilizzazioni della stessa macchina di mescolazione.

Nelle figg 6 e 7 è illustrata una ulteriore forma di attuazione di una macchina con dispositivo secondo il presente trovato; in tale configurazione si prevede che il cilindro 2110 sia solidale ad un supporto fisso 2101 e che il motore 2140 di azionamento in rotazione dell'albero 2120 della vite 121 sia esterno al cilindro stesso e solidale ad una scatola 2114 che, in questo caso è mobile in senso assiale su rotaie di guida 2113 da una posizione arretrata sostanzialmente in battuta contro la flangia anteriore 2112 del cilindro fisso 2110, ad una posizione avanzata (fig.7) di fine corsa .

Come illustrato, all'interno della scatola 2114 è alloggiato un ingranaggio 2122 solidale all'albero 2120 e dotato di dentatura radiale per l'accoppiamento con corrispondenti ingranaggi 2141 azionati dal motore 2140.

Anche in questo caso 1'alimentazione/scarico alternata della camera 2110 del cilindro tramite le rispettive bocche posteriore 2144a e anteriore 2144b determina il movimento dell'albero 2120 dalla posizione arretrata alla posizione avanzata e viceversa .

Tale soluzione risulta molto flessibile in quanto si possono accoppiare più motori all'organo di collegamento che quindi funge anche da riduttore; il numero di motori potendo variare in funzione della potenza, della coppia e della velocità richieste .

Un numero pari di motori mantiene inoltre il sistema più equilibrato da un punto di vista dinamico.

Risulta pertanto come il dispositivo secondo il trovato, consenta di ottenere una movimentazione in senso assiale dell'albero di azionamento di viti di macchine ad iniezione di polimeri e simili materiali, con sostanziale semplificazione della struttura complessiva, con una incrementata durata e affidabilità ed evitando l'inserimento di speciali cuscinetti assiali o equivalenti dispositivi meccanici reggispinta che vengono sostituiti dalla spinta idraulica degli stessi cilindri di movimentazione della vite di iniezione. Il dispositivo consente inoltre di attuare l'albero 120,1120 in un corpo unico o in più parti coassiali tra loro vincolate.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di movimentazione nella direzione longitudinale (X-X) di un albero (120;1120;2120) a vite (121) mosso in rotazione da un motore (140;2140) caratterizzato dal fatto che comprende almeno un cilindro (110;1110;2110) coassiale a detto albero (120; 1120 ; 2120) e dotato di almeno un pistone rotante (131;1131;2131) solidale all' albero (120;1120;2120) e atto a determinare una traslazione nei due sensi dell'albero (120;1120;2120) da una prima posizione di fine corsa arretrata ad una seconda posizione di fine corsa avanzata e viceversa.
2. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta camera (110;1110;2110) ; assialmente chiusa da una flangia anteriore (112;2112) e da un coperchio (113) posteriore, cieco.
3. Dispositivo secondo rivendicazione caratterizzato dal fatto che detta flangia anteriore (112;2112) presenta apertura coassiale (112a) con relative tenute (112b) atta al passaggio dell'albero (120) a vite (121).
4. Dispositivo secondo rivendicazione caratterizzato dal fatto che sulla superficie laterale del cilindro (110;110) sono realizzate due bocche (144a,144b;1144a,1144b) rispettivamente posteriore e anteriore di alimentazione/scarico del fluido di azionamento del cilindro (110;1110).
5. Dispositivo secondo rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detta flangia anteriore (112) è fissa solidale ad una macchina (1) di mescolazione.
6. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto motore (140) è coassiale all'albero (120;1120).
7. Dispositivo secondo rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che la parete laterale (110a) della camera (110;1110) presenta un dispositivo antirotazione (145).
8. Dispositivo secondo rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che detti mezzi antirotazione comprendono due spine (145) sporgenti trasversalmente dalla carcassa (141) del motore (140) e atte all'accoppiamento con almeno una sede (115) della parete laterale (110a) della camera (110;1110) del cilindro.
9. Dispositivo secondo rivendicazione 8 caratterizzato dal fatto che l'estensione anulare delle sedi (115) della parete (110a) della camera (110) è di poco superiore al diametro esterno delle spine (145).
10. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto motore (140) è disposto all'interno del cilindro (110).
11. Dispositivo secondo rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che all'interno della camera (110) sono presenti due pistoni rispettivamente posteriore (131) e anteriore (132), dotati di rispettive tenute anulari (131a,132a) e montati sull'albero (120) da parti opposte in senso assiale rispetto al motore (140).
12. Dispositivo secondo rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che detto cilindro (1110) è applicato coassialmente e posteriormente a detta camera (110) di contenimento del motore (140).
13. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto cilindro (1110) a doppio effetto è applicato esternamente in corrispondenza del coperchio posteriore (1113) della camera (110).
14. Dispositivo secondo rivendicazione 13 caratterizzato dal fatto che detta camera (110) presenta coperchio (1113) di chiusura posteriore dotato di un'apertura coassiale (1113a) con tenute (1113b) atta al passaggio dell'albero (1120).
15. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto albero (120) è assialmente prolungato oltre il motore (140) da parte opposta a quella della vite (121).
16. Dispositivo secondo rivendicazione 12 caratterizzato dal fatto che detto cilindro (1110) presenta un unico pistone rotante (1131) azionato nei due sensi della direzione longitudinale (X-X).
17. Dispositivo secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il cilindro (2110) è solidale ad un supporto fisso (2101).
18. Dispositivo secondo rivendicazione 17 caratterizzato dal fatto che il motore (2140) è esterno al cilindro stesso e con asse parallelo all'asse longitudinale (X-X) dell'albero (2120).
19. Dispositivo secondo rivendicazione 18 caratterizzato dal fatto che detto motore (2140) è solidale ad una scatola (2114) mobile in senso assiale su rotaie di guida (2113) da detta prima posizione arretrata a detta seconda posizione avanzata .
20. Dispositivo secondo rivendicazione 19 caratterizzato dal fatto che all'interno della scatola (2114) è alloggiato un ingranaggio (2122) solidale all'albero (2120) e dotato di dentatura radiale per l'accoppiamento con corrispondenti ingranaggi (2141) azionati dal motore (2140).
21. Macchina per la mescolazione e spinta verso una bocca di uscita di un polimero (2a,2b) alimentato da una bocca di ingresso e comprendente una camera di mescolazione (3) estesa secondo una direzione longitudinale (X-X) al cui interno è coassialmente disposto un albero (120;1120;2120) a vite (121) mosso in rotazione da un motore (140) caratterizzata dal fatto che è dotata di un dispositivo di azionamento in traslazione di detto albero (120;1120;2120) comprendente almeno un cilindro (110;1110;2110) coassiale a detto albero (120;2120) e dotato di almeno un pistone rotante (131) solidale a detto albero (120) e atto a determinare una traslazione nei due sensi dell'albero (120,-1120) da una prima posizione di fine corsa arretrata ad una seconda posizione di fine corsa avanzata e viceversa.
22. Macchina secondo rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detta camera (110;1110;2110) è assialmente chiusa da una flangia anteriore (112;2112) e da un coperchio (113) posteriore, cieco.
23. Macchina secondo rivendicazione 22 caratterizzata dal fatto che detta flangia anteriore (112;2112) presenta apertura coassiale (112a) con relative tenute (112b) atta al passaggio dell'albero (120) a vite (121).
24. Macchina secondo rivendicazione 21 caratterizzata dal fatto che sulla superficie laterale del cilindro (110;110) sono realizzate due bocche (144a,144b;1144a,1144b) rispettivamente posteriore e anteriore di alimentazione/scarico del fluido di azionamento del cilindro (110;1110).
25. Macchina secondo rivendicazione 22 caratterizzata dal fatto che detta flangia anteriore (112) è fissa solidale ad una macchina (1) di mescolazione.
26. Macchina secondo rivendicazione 21 caratterizzata dal fatto che detto motore (140) è coassiale all'albero (120;1120).
27. Macchina secondo rivendicazione 26 caratterizzata dal fatto che la parete laterale (110a) della camera (110;1110) presenta mezzi antirotazione (145).
28. Macchina secondo rivendicazione 27 caratterizzata dal fatto che detti mezzi antirotazione comprendono due spine (145) sporgenti trasversalmente dalla carcassa (141) del motore (140) e atte all'accoppiamento con almeno una sede (115) della parete laterale (110a) della camera (110;1110) del cilindro.
29. Macchina secondo rivendicazione 28 caratterizzata dal fatto che l'estensione anulare delle sedi (115) della parete (110a) della camera (110) è di poco superiore al diametro esterno delle spine (145).
30. Macchina secondo rivendicazione 21 caratterizzata dal fatto che detto motore (140) è disposto all'interno del cilindro (110).
31. Macchina secondo rivendicazione 30 caratterizzata dal fatto che all'interno della camera (110) sono presenti due pistoni rispettivamente posteriore (131) e anteriore (132), dotati di rispettive tenute anulari (131a,132a) e montati sull'albero (120) da parti opposte in senso assiale rispetto al motore (140).
32. Macchina secondo rivendicazione 30 caratterizzata dal fatto che detto cilindro (1110) è applicato coassialmente e posteriormente a detta camera (110) di contenimento del motore (140).
33. Macchina secondo rivendicazione 31 caratterizzata dal fatto che detto cilindro (1110) a doppio effetto è applicato esternamente in corrispondenza del coperchio posteriore (1113) della camera (110).
34. Macchina secondo rivendicazione 33 caratterizzata dal fatto che detta camera (110) presenta coperchio (1113) di chiusura posteriore dotato di un'apertura coassiale (1113a) con tenute (1113b) atta al passaggio dell'albero (1120).
35. Macchina secondo rivendicazione 21 caratterizzata dal fatto che detto albero (120) è assialmente prolungato oltre il motore (140) da parte opposta a quella della vite (121).
36. Macchina secondo rivendicazione 22 caratterizzata dal fatto che detto cilindro (1110) presenta un unico pistone rotante (1131) azionato nei due sensi della direzione longitudinale (X-X).
37. Macchina secondo rivendicazione 21 caratterizzata dal fatto che il cilindro (2110) è solidale ad un supporto fisso (2101).
38. Macchina secondo rivendicazione 37 caratterizzata dal fatto che il motore (2140) è esterno al cilindro stesso e con asse parallelo all'asse longitudinale (X-X) dell'albero (2120).
39. Macchina secondo rivendicazione 38 caratterizzata dal fatto che detto motore (2140) è solidale ad una scatola (2114) mobile in senso assiale su rotaie di guida (2113) da detta prima posizione arretrata a detta seconda posizione avanzata .
40. Macchina secondo rivendicazione 39 caratterizzata dal fatto che all'interno della scatola (2114) è alloggiato un ingranaggio (2122) solidale all'albero (2120) e dotato di dentatura radiale per l'accoppiamento con corrispondenti ingranaggi (2141) azionati dal motore (2140).