ITTO20000313A1 - Ugello di iniezione per lo stampaggio ad iniezione di materie plastiche. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Ugello di iniezione per lo stampaggio ad iniezione di materie plastiche"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un ugello di iniezione per lo stampaggio ad iniezione di materie plastiche, del tipo definito nel preambolo della rivendicazione 1.

Gli ugelli convenzionali del tipo sopra identificato comprendono un elemento essenzialmente tubolare e cilindrico con un canale di iniezione longitudinale centrale. Attorno alla parete laterale esterna dell'elemento tubolare è disposto, lungo la lunghezza dell'ugello, un resistore a spirale per riscaldare il canale di iniezione. Un involucro tubolare esterno di materiale metallico racchiude lateralmente l'elemento tubolare dell'ugello e il resistore .

Nel settore dello stampaggio ad iniezione, in particolare per lo stampaggio di corpi di materiale plastico di dimensioni ridotte e di forma essenzialmente concava, la tendenza attuale è di realizzare ugelli di dimensioni sempre più ridotte. Questo perché, da una parte, si cerca di iniettare in modo tale che il punto di iniezione si trovi non in una zona del prodotto che è in vista, ma in una zona interna affinché tale punto di iniezione non risulti evidente sul prodotto finito; d'altra parte, specialmente nel caso in cui si sceglie di localizzare il punto di iniezione sul fondo di una superficie concava del prodotto, lo spazio a disposizione per l'ugello di iniezione è necessariamente limitato dalla presenza, all'interno dello stampo, di circuiti di raffreddamento destinati a raffreddare in cicli brevi la materia fusa una volta iniettata nella cavità di stampaggio.

Gli ugelli di tipo noto, cioè con un resistore a spirale avvolto attorno ad un ugello con canale di iniezione centrale, presentano un primo limite per il fatto che la loro dimensione trasversale complessiva non può essere eccessivamente ridotta, altrimenti il canale di iniezione risulterebbe troppo stretto. Ciò comporterebbe perdite di carico eccessive, che per essere superate richiederebbero di impartire alla materia fusa una pressione troppo alta e quindi inaccettabile da un punto di vista produttivo.

Un altro limite, legato alla configurazione a spirale del resistore di riscaldamento negli ugelli di tipo tradizionale, è legata alla elevata lunghezza del resistore, la quale limita la potenza massima che si può dissipare per effetto Joule.

Un ulteriore inconveniente legato ai tradizionali resistori a spirale è dovuto al fatto che questi trasmettono allo stampo circostante, e quindi anche alle superfici della cavità di stampaggio, un quantitativo di calore troppo elevato, mentre è noto che le pareti della cavità di stampaggio devono essere mantenute a temperature il più possibile basse per velocizzare il processo di solidificazione della materia fusa e quindi accorciare i cicli di stampaggio.

Un primo scopo della presente invenzione è quindi di realizzare un ugello di iniezione per lo stampaggio ad iniezione di materie plastiche che presenta un ingombro trasversale complessivo ridotto, al fine di effettuare l'iniezione anche in spazi ristretti e senza interferire con i circuiti di raffreddamento solitamente presenti in prossimità delle cavità di stampaggio.

Inoltre, è scopo dell'invenzione realizzare un ugello di iniezione di dimensioni tali per cui si possa ridurre l'interasse tra due ugelli consecutivi in uno stampo multi-point.

Un altro scopo dell'invenzione è di ottimizzare il consumo di energia elettrica per l'alimentazione dei resistori, nonché di ridurre il quantitativo di calore dissipato da questi verso la cavità di stampaggio .

Questi scopi ed altri ancora, che saranno compresi meglio in seguito, sono raggiunti, "in accordo con la presente invenzione, da un ugello di iniezione avente le caratteristiche definite nella rivendicazione l.

Altre caratteristiche importanti sono definite nelle rivendicazioni dipendenti.

Le caratteristiche e i vantaggi dell'invenzione risulteranno dalla descrizione dettagliata di alcuni suoi esempi di realizzazione, fatta con riferimento ai disegni allegati, dati a titolo indicativo e non limitativo, in cui:

la figura 1 è una vista in sezione longitudinale di un ugello di iniezione secondo la presente invenzione ;

la figura 2 è una vista schematica in elevazione dell'ugello secondo la freccia II della figura 1;

la figura 3 è una vista schematica in sezione trasversale secondo la linea III-III di figura 1; e la figura 4 è una vista schematica in sezione trasversale di una forma di realizzazione alternativa di un elemento tubolare facente parte del-1'ugello secondo 1 invenzione.

Facendo inizialmente riferimento alla figura 1, un ugello di iniezione secondo l'invenzione comprende un elemento essenzialmente tubolare indicato con 10, di forma cilindrica allungata in una direzione qui definita longitudinale. L'elemento 10 ha una porzione di testa allargata IOa atta a poggiare su una superficie dello stampo (non illustrato). La porzione di testa IOa presenta inferiormente un rilievo anulare di centraggio 10b che si inserisce all'imboccatura di una sede (non illustrata) dello stampo nella quale viene accolto l'ugello.

L'elemento tubolare 10 presenta un canale di iniezione longitudinale il che si estende tra una zona superiore Ila di ingresso della materia fusa fino ad una zona inferiore di uscita llb che sbocca nella cavità di stampaggio (non illustrata).

Il canale di iniezione 11 è decentrato rispetto all'asse centrale longitudinale x dell'ugello, come sarà spiegato meglio in seguito.

Facendo anche riferimento alla figura 3, in un lato della superficie esterna dell'elemento tubolare 10 è realizzata una porzione longitudinale 12 incava o rientrante rispetto alla superficie cilindrica ideale dell'elemento tubolare 10. La porzione rientrante 12 si estende essenzialmente per tutta la lunghezza dell'ugello e definisce ima sede atta ad accogliere un resistore 13 destinato a riscaldare il canale di iniezione 11.

Come si può vedere anche dalla figura 2, il resistore 13 corre longitudinalmente lungo l'elemento tubolare 10 secondo una configurazione ad U in cui si individuano due rami adiacenti 13a e 13b raccordati inferiormente in 13c in prossimità dell'apertura di uscita llb del canale di iniezione 11.

Un sottile involucro tubolare esterno 14 racchiude lateralmente l'elemento tubolare 10 e il resistore 13.

Nella parte inferiore dell'elemento tubolare 10 è ricavato un canale cieco 15 che si estende sino in prossimità dell'apertura di uscita llb del canale di iniezione 11; nel canale cieco 15 viene alloggiata 1'estremità inferiore di una termocoppia capillare 16 (illustrata schematicamente in figura 3) che serve a rilevare la temperatura in prossimità della zona dove la materia plastica allo stato fuso viene iniettata nella cavità di stampaggio.

La termocoppia 16 è anch'essa accolta nello spazio individuato tra la sede "rientrante 12 dell'elemento tubolare 10 e la parete interna dell'involucro tubolare esterno 14, ed è preferibilmente disposta tra i due rami paralleli 13a e 13b del resistore 13.

Come detto, il canale di iniezione 11 è decentrato rispetto all'asse centrale x dell'elemento 10 verso il lato opposto a quello in cui è ricavata la sede rientrante 12. Il canale di iniezione 11 è opportunamente decentrato e dimensionato in modo tale da assicurare che l'elemento tubolare 10 presenti uno spessore trasversale d minimo e sostanzialmente uguale misurato in una direzione radiale perpendicolare al piano in cui giace la sede 12.

Preferibilmente la porzione di ingresso superiore Ila del canale di iniezione 11 ha forma conica divergente verso l'esterno che permette di effettuare l'introduzione della materia fusa nel canale 11 da una posizione essenzialmente centrale, cioè in linea con l'asse x.

Nella parte inferiore dell'ugello, al fine di dissipare meno calore verso la cavità di stampaggio, sull'elemento tubolare 10 è vantaggiosamente montata una boccola 17 di un materiale metallico con proprietà termicamente isolanti, ad esempio in titanio.

Come si potrà apprezzare, rispetto alle soluzioni tradizionali in cui i resistori di riscaldamento dell'ugello sono disposti a spirale lungo di esso, la configurazione longitudinale del resistore 13 secondo la presente invenzione, accolto nella sede 12, permette di ridurre la dimensione trasversale complessiva dell'ugello. Infatti, mentre gli ugelli tradizionali sono circondati dal resistore a spirale lungo tutta la loro periferia, nella configurazione della presente invenzione il resistore è disposto solo su un lato dell'ugello ed è compreso nel diametro esterno dell'elemento tubolare dell'ugello.

Si apprezzerà inoltre che, rispetto alle soluzioni tradizionali discusse nella parte introduttiva della descrizione, a parità di ingombro trasversale complessivo, determinato dal diametro esterno dell'involucro tubolare 14, la presente invenzione permette di realizzare un canale longitudinale 11 di iniezione sostanzialmente più largo rispetto ai canali centrali degli ugelli con resistere a spirale, migliorando così il flusso della materia plastica fusa attraverso il canale di iniezione.

La riduzione dell'ingombro trasversale dell'ugello, che potrà in una forma di realizzazione alternativa presentare anche una testa 10a provvista di spianature longitudinali su due lati opposti (come schematicamente indicato con 10c in figura 3), consente di disporre gli ugelli in uno stesso stampo a distanza più ravvicinata, e quindi di aumentare i punti di iniezione all'interno di uno stampo di grandezza data.

Inoltre, la disposizione longitudinale del resistere secondo l'invenzione fa sì che per coprire sostanzialmente tutta la lunghezza dell'ugello sia sufficiente un resistore di lunghezza notevolmente minore rispetto ai tradizionali resistori a spirale; diminuendo la lunghezza del resistore, aumenta quindi la sua resistenza e di conseguenza la potenza elettrica trasmissibile.

In aggiunta, poiché il resistore 13 disposto longitudinalmente è parzialmente accolto nell'elemento tubolare 10, esso si trova più intimamente a contatto con l'ugello e perciò la frazione di calore dissipato nello stampo circostante - e quindi inevitabilmente trasmesso anche alla cavità di stampaggio - è minore rispetto a quello dissipato dai tradizionali resistori a spirale.

Si intende che l'invenzione non è limitata alla forma di realizzazione qui descritta ed illustrata, che sono è considerarsi come un esempio di attuazione dell'ugello; l'invenzione è invece suscettibile di modifiche relative a forma e disposizioni di parti, dettagli costruttivi e di funzionamento. In particolare, la forma e le dimensioni della sede 12 ricavata nella superficie laterale dell'elemento tubolare 10 potranno variare a seconda delle esigenze. Ad esempio, come illustrato nella variante di figura 4, la sede rientrante 12 è formata in due rami distinti ed affiancati 12a, 12b, atti a ricevere i rispettivi rami 13a, 13b del resistore 13. Un'ulteriore sede longitudinale 18, anch'essa rientrante rispetto alla superficie cilindrica ideale del corpo tubolare 10, è formata tra i rami 12a e 12b per accogliere la termocoppia capillare 16.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Ugello di iniezione per lo stampaggio ad iniezione di materie plastiche, comprendente: un elemento tubolare essenzialmente cilindrico (10) con un canale longitudinale di iniezione (11); e mezzi resistori (13) associati 3⁄4 detto elemento tubolare (10) per riscaldare il canale longitudinale (11); caratterizzato dal fatto che nella superficie laterale dell'elemento tubolare (10) è realizzata almeno una sede longitudinale rientrante (12) per accogliere detti mezzi resistori (13).
2. 2. Ugello di iniezione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i mezzi resistori (13) sono disposti longitudinalmente nella sede longitudinale (12).
3. 3. Ugello di iniezione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il canale di iniezione (11) è decentrato verso il lato opposto a quello in cui è ricavata la sede (12).
4. 4 . Ugello di iniezione secondo la rivendicazione l, caratterizzato dal fatto che i mezzi resistori (13) sono disposti essenzialmente a forma di U con due rami verticali paralleli e adiacenti (13a, 13b) raccordati inferiormente da una porzione curva (13c).
5. 5. Ugello di iniezione secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detta sede (12) è formata in due rami longitudinali distinti ed affiancati (12a, 12b) atti a ricevere rispettivi rami (13a, 13b) dei mezzi resistori (13)
6. 6. Ugello di iniezione secondo la rivendicazione 5, comprendente inoltre una termocoppia capillare (16), caratterizzato dal fatto che presenta tra detti rami {12a, 12b) un'ulteriore sede longitudinale (18), rientrante rispetto alla superficie laterale dell'elemento tubolare (10) ed atta ad accogliere detta termocoppia.
7. 7. Ugello di iniezione secondo la rivendicazione l, comprendente inoltre una termocoppia capillare (16), caratterizzato dal fatto che detta termocoppia è accolta nella sede incava (12).
8. 8. Ugello di iniezione secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detta termocoppia è disposta tra i due rami (13a, 13b) dei mezzi resistori (13).
9. 9. Ugello di iniezione secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la porzione di immissione (ila) del canale di iniezione (11) è allargata per abbracciare anche la zona in cui passa l'asse centrale (x) longitudinale dell'ugello.
10. 10 . Ugello di iniezione secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detta zona di immissione (11a) del canale di iniezione (11) presenta una forma conica divergente verso l'esterno.
11. 11. Ugello di iniezione secondo la" rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il canale di iniezione (il) è decentrato e dimensionato in modo tale da avere uno spessore (d) essenzialmente uguale sui due lati opposti del canale misurato in una direzione radiale passante per il centro del canale (11) e per il centro della sede incava (12).
12. 12. Ugello iniezione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta sede (12) atta ad accogliere i mezzi resistori (13) è delimitata esternamente da un involucro tubolare esterno (14) avente una superficie cilindrica interna di diametro sostanzialmente uguale al diametro della superficie cilindrica esterna dell'elemento tubolare