ITTO20131071A1

ITTO20131071A1 - PLASTIC INJECTION MOLDING EQUIPMENT

Info

Publication number: ITTO20131071A1
Application number: IT001071A
Authority: IT
Inventors: Maurizio Bazzo; Nico Trevisiol
Original assignee: Inglass Spa
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2015-06-25
Also published as: DE202014103152U1

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo: DESCRIPTION of the industrial invention entitled:

“Apparecchiatura di stampaggio ad iniezione di materie plastiche” "Plastic injection molding equipment"

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

Campo dell'invenzione Field of the invention

La presente invenzione si riferisce alle apparecchiature di stampaggio ad iniezione di materie plastiche comprendenti almeno un iniettore che include un ugello entro il quale è mobile assialmente un otturatore a spina, e mezzi attuatori per comandare lo spostamento assiale dell'otturatore a spina fra una posizione di chiusura ed una posizione di apertura, dove la quota di apertura è modificabile a piacere all’interno di un campo prefissato, per consentire il flusso di materia plastica fluida sotto pressione entro la cavità di uno stampo. The present invention relates to plastic material injection molding equipment comprising at least one injector which includes a nozzle within which a plug shutter is axially movable, and actuator means for controlling the axial displacement of the plug shutter between a position of closing and an opening position, where the opening share can be modified at will within a predetermined range, to allow the flow of fluid plastic material under pressure into the cavity of a mold.

Più in particolare l'invenzione riguarda una siffatta apparecchiatura di stampaggio in cui i mezzi attuatori che comandano lo spostamento assiale dell'otturatore a spina consistono in un motore elettrico. More particularly, the invention relates to such a molding apparatus in which the actuator means which control the axial displacement of the plug shutter consist of an electric motor.

Stato della tecnica anteriore State of the prior art

L'impiego di un motore elettrico per l'azionamento dell'otturatore a spina dell'iniettore è noto ad esempio dal brevetto US-7,214,048, in cui il motore elettrico è di tipo lineare ed è disposto coassialmente all'otturatore a spina, nonché dai documenti JP-A-6114887, US-7,121,820, US-6,294,122 e dalla domanda di brevetto europeo n. 13171982.5 a nome della stessa Richiedente (non pubblicata alla data di deposito o priorità della presente domanda) in cui il motore elettrico è rotativo ed aziona l'otturatore a spina tramite una trasmissione a vite e madrevite. The use of an electric motor for operating the injector plug shutter is known for example from US-7,214,048, in which the electric motor is of the linear type and is arranged coaxially to the plug shutter, as well as from the documents JP-A-6114887, US-7,121,820, US-6,294,122 and from European patent application no. 13171982.5 in the name of the same Applicant (not published at the filing date or priority of this application) in which the electric motor is rotary and drives the plug shutter through a screw and nut screw transmission.

Sintesi dell'invenzione Summary of the invention

Lo scopo della presente invenzione è quello di rendere disponibile una soluzione diversa e peculiare rispetto a quelle descritte ed illustrate nei documenti sopra citati e che consenta, con l'impiego di un motore elettrico rotativo, di migliorare ulteriormente la precisione di controllo della movimentazione dell'otturatore a spina fra le posizioni di chiusura e apertura. The purpose of the present invention is to make available a different and peculiar solution with respect to those described and illustrated in the documents cited above and which allows, with the use of a rotary electric motor, to further improve the control precision of the movement of the plug shutter between the closed and open positions.

Secondo l'invenzione questo scopo viene conseguito grazie ad un’apparecchiatura di stampaggio ad iniezione di materie plastiche come definita nella parte precaratterizzante della rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la trasmissione per convertire la rotazione dell'albero del motore elettrico rotativo in una traslazione dell'otturatore a spina include un gruppo ad eccentrico girevole e cursore scorrevole. According to the invention, this object is achieved thanks to an apparatus for injection molding of plastic materials as defined in the pre-characterizing part of claim 1, characterized in that the transmission for converting the rotation of the shaft of the rotary electric motor into a translation of the The plug plug includes a pivoting eccentric and sliding slide assembly.

Secondo una forma preferita di attuazione dell'invenzione, in cui l’otturatore a spina definisce un primo asse e l’albero del motore elettrico definisce un secondo asse, il primo ed il secondo asse sono fra loro non coincidenti ed il gruppo ad eccentrico girevole e cursore scorrevole comprende un rotore comandato in rotazione dal motore elettrico intorno ad un terzo asse ortogonale al primo asse e provvisto di un perno eccentrico impegnato entro una feritoia trasversale di una slitta connessa all'otturatore a spina e guidato in modo alternativamente scorrevole parallelamente a detto primo asse. According to a preferred embodiment of the invention, in which the plug shutter defines a first axis and the shaft of the electric motor defines a second axis, the first and second axes are not coincident with each other and the rotating eccentric assembly and sliding slider comprises a rotor driven in rotation by the electric motor around a third axis orthogonal to the first axis and provided with an eccentric pin engaged in a transversal slot of a slide connected to the plug shutter and guided alternately sliding parallel to said first axis.

Vantaggiosamente il perno eccentrico è accoppiato con la feritoia trasversale della slitta con l'interposizione di un cuscinetto a rotolamento. Advantageously, the eccentric pin is coupled to the transversal slot of the slide with the interposition of a rolling bearing.

Il motore elettrico rotativo può essere posizionato con il proprio asse parallelo e sfalsato rispetto all'asse dell'otturatore a spina, oppure con il proprio asse disposto ortogonalmente all'asse dell’otturatore a spina. The rotary electric motor can be positioned with its axis parallel and offset with respect to the axis of the plug shutter, or with its axis arranged orthogonally to the axis of the plug shutter.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

L'invenzione verrà ora descritta dettagliatamente con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, nei quali: The invention will now be described in detail with reference to the attached drawings, provided purely by way of non-limiting example, in which:

la figura 1 è una vista in elevazione schematica, semplificata e parzialmente sezionata di una parte di una apparecchiatura di stampaggio ad iniezione di materie plastiche che costituisce una forma di attuazione dell'invenzione, Figure 1 is a schematic, simplified and partially sectioned elevational view of a part of a plastic injection molding apparatus which constitutes an embodiment of the invention,

la figura 2 è una vista esplosa di parte della figura 1, Figure 2 is an exploded view of part of Figure 1,

la figura 3 è una vista in sezione verticale secondo la linea III-III della figura 1 in una prima condizione operativa dell'apparecchiatura, e Figure 3 is a vertical sectional view along the line III-III of Figure 1 in a first operating condition of the apparatus, and

le figure 4 e 5 sono due viste analoghe alla figura 3 che mostrano rispettive condizioni operative successive dell'apparecchiatura. Figures 4 and 5 are two views similar to Figure 3 showing respective successive operating conditions of the apparatus.

Descrizione dettagliata dell'invenzione Riferendosi inizialmente alla figura 1 con il riferimento 1 è indicata una porzione di camera calda di un'apparecchiatura di stampaggio ad iniezione di materie plastiche, attraverso la quale la materia plastica fluida viene alimentata ad un iniettore 2 che coopera in modo per sé noto con il passaggio di iniezione (“gate”) di uno stampo non illustrato. Detailed description of the invention Referring initially to Figure 1, the reference number 1 indicates a portion of a hot chamber of an injection molding apparatus for plastic materials, through which the fluid plastic material is fed to an injector 2 which cooperates in a known per se with the injection passage ("gate") of a mold not illustrated.

Pure in modo per sé noto l'iniettore 2 consiste in un ugello dotato di un otturatore a spina 3 spostabile assialmente fra una posizione avanzata o abbassata di chiusura ed una posizione sollevata o arretrata di apertura per consentire il flusso della materia plastica fluida dalla camera calda 1 alla cavità dello stampo. L'asse dell'otturatore a spina 3, orientato verticalmente, è indicato con A. Also in a manner known per se, the injector 2 consists of a nozzle equipped with a plug shutter 3 which can be moved axially between an advanced or lowered closing position and a raised or retracted opening position to allow the flow of fluid plastic material from the hot chamber. 1 to the mold cavity. The axis of the plug shutter 3, oriented vertically, is indicated by A.

Lo spostamento dell'otturatore a spina 3 lungo l'asse A è comandato da un motore elettrico rotativo 4 il cui albero, indicato con 5, è disposto secondo un asse B che è non coincidente con l'asse A dell'otturatore a spina 3. Nel caso dell'esempio illustrato l'asse B del motore elettrico rotativo 4 è parallelo e sfalsato lateralmente rispetto all'asse A: occorre tuttavia rilevare che, in una diversa configurazione non illustrata, il motore elettrico rotativo 4 potrebbe essere disposto con il suo asse B orientato perpendicolarmente all'asse A. The displacement of the plug shutter 3 along the axis A is controlled by a rotary electric motor 4 whose shaft, indicated by 5, is arranged along an axis B which is not coincident with the axis A of the plug shutter 3 . In the case of the illustrated example, the B axis of the rotary electric motor 4 is parallel and laterally offset with respect to the A axis: it should however be noted that, in a different configuration not illustrated, the rotary electric motor 4 could be arranged with its B axis oriented perpendicular to the A axis

Con 6 è indicato un rotore montato girevole in un supporto 7 disposto al di sopra dell'iniettore 2. Il rotore 6, il cui asse C è ortogonale all'asse A dell'otturatore a spina 3 (e quindi in questo caso anche ortogonale all'asse B del motore elettrico rotativo 4) è comandato in rotazione dall'albero 5 ad esempio attraverso una trasmissione ad ingranaggi non illustrata, contenuta entro una scatola 18, il cui albero di uscita 8 è accoppiato in rotazione entro una cavità 9 del rotore 6. Reference 6 indicates a rotor mounted rotatably in a support 7 arranged above the injector 2. The rotor 6, whose axis C is orthogonal to the axis A of the plug 3 (and therefore in this case also orthogonal to the The axis B of the rotary electric motor 4) is rotated by the shaft 5, for example by means of a gear transmission, not shown, contained within a box 18, the output shaft 8 of which is coupled for rotation within a cavity 9 of the rotor 6 .

Il rotore 6 è provvisto di un perno eccentrico 10 che aziona un cursore scorrevole 11 e la cui estremità libera è inserita in una bussola 12 girevole nel supporto 7. The rotor 6 is provided with an eccentric pin 10 which drives a sliding cursor 11 and whose free end is inserted in a bush 12 which rotates in the support 7.

Il cursore scorrevole 11 presenta inferiormente una sede 13 per l'attacco di una testa di estremità 14 dell'otturatore a spina 3 ed è mobile alternativamente entro una guida verticale 15 del supporto 7, parallelamente all'asse A dell'otturatore a spina 3, fra la posizione abbassata rappresentata con linea continua nella figura 11, corrispondente alla posizione avanzata di chiusura dell'otturatore a spina 3, e la posizione sollevata rappresentata con linea a tratti nella figura 1 corrispondente alla posizione arretrata di apertura dell'otturatore a spina 3. The sliding cursor 11 has a seat 13 at the bottom for the attachment of an end head 14 of the plug shutter 3 and is alternatively movable within a vertical guide 15 of the support 7, parallel to the axis A of the plug shutter 3, between the lowered position represented with a solid line in Figure 11, corresponding to the advanced closing position of the plug shutter 3, and the raised position represented with a broken line in Figure 1, corresponding to the retracted opening position of the plug shutter 3.

Lo spostamento alternativo della slitta 11 è comandato dal perno eccentrico 10, il quale è inserito attraverso una feritoia trasversale 16 di tale slitta 11 ed è a questa accoppiato con l'interposizione di un cuscinetto a rotolamento 17. The alternative movement of the slide 11 is controlled by the eccentric pin 10, which is inserted through a transversal slot 16 of this slide 11 and is coupled thereto with the interposition of a rolling bearing 17.

Il gruppo di attuazione dell'otturatore a spina 3 costituito dal motore elettrico rotativo 4, dalla trasmissione ad ingranaggi contenuta nella scatola 18, dal perno eccentrico 10 e dalla slitta 11 con il supporto 7 può essere portato dalla camera calda 1 oppure dalla piastra di staffaggio di cui è convenzionalmente dotato lo stampo dell’apparecchiatura di iniezione. Questa seconda soluzione presenta il vantaggio di non richiedere un sistema di raffreddamento nè per la parte elettrica nè per la parte meccanica del gruppo di attuazione, in quanto lo stampo è in modo noto dotato di canali di condizionamento. Inoltre, nel caso di eventuali avarie dei circuiti di raffreddamento, il gruppo di attuazione non è soggetto a sovrariscaldamento per effetto del calore proveniente dalla camera calda e non sono quindi necessari sistemi attivi di protezione termica. Questa seconda soluzione presenta l’ulteriore vantaggio che, essendo il gruppo di attuazione svincolato dalla camera calda, è in via di principio possibile fare in modo che lo stampo sia costituito soltanto dalla parte frontale, comprendente le cavità ed il sistema di iniezione, mentre la piastra di staffaggio recante tutti i componenti del gruppo di attuazione può essere eventualmente riutilizzata per apparecchiature di iniezione diverse. In particolare la piastra di staffaggio con il gruppo di attuazione può essere idonea per una serie di stampi, diversi per la sola forma delle cavità ad esempio nel caso di l’iniezione di particolari diversi fra loro ma simili per struttura e funzionalità. In tal caso l’unico requisito per l’impiego della medesima piastra di staffaggio con il gruppo di attuazione consiste nel mantenere inalterate le posizioni dei punti di iniezione. E’ quindi possibile riutilizzare gli stessi componenti riducendo in definitiva il costo degli stampi. The actuating assembly of the plug shutter 3 consisting of the rotary electric motor 4, the gear transmission contained in the box 18, the eccentric pin 10 and the slide 11 with the support 7 can be carried by the hot chamber 1 or by the clamping plate with which the mold of the injection equipment is conventionally equipped. This second solution has the advantage of not requiring a cooling system either for the electrical part or for the mechanical part of the actuation unit, since the mold is in a known way equipped with conditioning channels. Furthermore, in the event of any breakdowns of the cooling circuits, the actuation unit is not subject to overheating due to the effect of the heat coming from the hot chamber and therefore no active thermal protection systems are necessary. This second solution has the further advantage that, since the actuation unit is detached from the hot chamber, it is in principle possible to ensure that the mold consists only of the front part, including the cavities and the injection system, while the the clamping plate bearing all the components of the actuation unit can possibly be reused for different injection equipment. In particular, the clamping plate with the actuation group can be suitable for a series of molds, different only for the shape of the cavities, for example in the case of the injection of parts that are different from each other but similar in structure and functionality. In this case, the only requirement for the use of the same clamping plate with the actuation group is to maintain the positions of the injection points unchanged. It is therefore possible to reuse the same components ultimately reducing the cost of the molds.

Le figure 3-5 esemplificano il funzionamento del gruppo ad eccentrico e cursore formato dal perno eccentrico 10 e dalla slitta 11. A partire dalla posizione iniziale rappresentata nella figura 3, in cui il perno eccentrico 10 e la slitta 11 sono disposti in una posizione abbassata rispetto alla guida 15 così da mantenere l'otturatore a spina 3 nella condizione avanzata di chiusura dell'iniettore 2, la rotazione impartita dal motore elettrico rotativo 4 al perno eccentrico 10 attraverso l'albero 5, la trasmissione ad ingranaggi non illustrata, l'albero 8 ed il rotore 6, realizza il progressivo sollevamento della slitta 11 e quindi dell'otturatore a spina 3 (figura 4) fino alla posizione completamente sollevata rispetto alla guida 15, corrispondente alla posizione arretrata di apertura dell'otturatore a spina 3, rappresentata nella figura 5. Figures 3-5 exemplify the operation of the eccentric and slider assembly formed by the eccentric pin 10 and the slide 11. Starting from the initial position represented in Figure 3, in which the eccentric pin 10 and the slide 11 are arranged in a lowered position with respect to the guide 15 so as to maintain the plug shutter 3 in the advanced closing condition of the injector 2, the rotation imparted by the rotary electric motor 4 to the eccentric pin 10 through the shaft 5, the gear transmission not shown, the shaft 8 and rotor 6, carries out the progressive lifting of the slide 11 and therefore of the plug 3 (figure 4) up to the completely raised position with respect to the guide 15, corresponding to the rear opening position of the plug 3, shown in figure 5.

Apparirà evidente da quanto precede che il peculiare sistema di trasmissione ad eccentrico girevole e cursore scorrevole secondo l’invenzione consente di operare e controllare in modo estremamente efficiente e preciso l'azionamento dell'otturatore a spina 3 da parte del motore elettrico rotativo 4. It will appear evident from the foregoing that the peculiar transmission system with rotating eccentric and sliding cursor according to the invention allows to operate and control in an extremely efficient and precise way the actuation of the plug shutter 3 by the rotary electric motor 4.

Il controllo degli spostamenti dell'otturatore a spina 3 operati dal motore elettrico rotativo 4 attraverso la trasmissione sopra descritta può essere operato in diversi modi e tipicamente tramite un circuito elettronico asservito ad un trasduttore, ad esempio del tipo encoder non illustrato in quanto convenzionale, operativamente associato all’otturatore a spina 3 oppure ad uno qualsiasi dei componenti della trasmissione. In alternativa, o in aggiunta, le posizioni di fine corsa dell'otturatore a spina 3 rispettivamente al termine della fase di apertura e al termine della fase di chiusura possono anche essere determinate mediante arresti di tipo meccanico operativamente associati alla trasmissione. The control of the displacements of the plug shutter 3 operated by the rotary electric motor 4 through the transmission described above can be operated in different ways and typically by means of an electronic circuit interlocked with a transducer, for example of the encoder type not illustrated as it is conventional, operationally associated with the plug shutter 3 or with any of the transmission components. Alternatively, or in addition, the end-of-stroke positions of the plug shutter 3 at the end of the opening phase and at the end of the closing phase, respectively, can also be determined by means of mechanical stops operatively associated with the transmission.

Il controllo del motore elettrico rotativo 4 viene convenientemente attuato secondo impostazioni predefinite, ovvero normalmente in modo non correlato a condizioni di flusso della materia plastica fusa da iniettare, le quali in tal caso non necessitano di essere rilevate. The control of the rotary electric motor 4 is conveniently carried out according to predefined settings, that is, normally in a manner not correlated with flow conditions of the molten plastic material to be injected, which in this case need not be detected.

Naturalmente i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione così come definita nelle rivendicazioni che seguono. Naturally, the details of construction and the embodiments may be widely varied with respect to what has been described and illustrated, without thereby departing from the scope of the present invention as defined in the following claims.

Claims

CLAIMS 1. Plastic material injection molding apparatus comprising at least one injector (2) having an axially movable plug shutter (3), and actuator means for controlling the axial displacement of the plug shutter (3) between a closed position and an opening position, where the opening height can be modified at will within a predetermined range, to allow the flow of fluid plastic material under pressure into the cavity of a mold, in which said actuating means include a rotary electric motor ( 4) and a transmission for converting the rotation of the shaft (5) of the rotary electric motor (4) into a translation of the plug shutter (3), characterized in that said transmission includes an assembly with a rotating eccentric and sliding cursor ( 10, 11).

2. Apparatus according to claim 1, wherein the plug shutter (3) defines a first axis (A) and the shaft (5) of the rotary electric motor (4) defines a second axis (B), characterized by the fact that the first and second axes (A, B) are not coincident with each other, and from the fact that said group with rotating eccentric and sliding cursor comprises a rotor (9) controlled in rotation by the electric motor (4) around a third axis (C) orthogonal to said first axis (A) and provided with an eccentric pin (10) engaged in a transversal slot (16) of a slide (11) connected to the plug shutter (3) and guided alternately sliding parallel to said first axis (A).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that said eccentric pin (10) is coupled with said transversal slot (16) of the slide (11) with the interposition of a rolling bearing (17).

4. Apparatus according to claim 2, characterized in that the first and second axes (A, B) are parallel and offset to each other.

5. Apparatus according to claim 2, characterized in that the first and second axes (A, B) are mutually orthogonal.

6. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that said actuator means are carried by the clamping plate of a mold.