ITTO20131073A1

ITTO20131073A1 - PLASTIC INJECTION MOLDING EQUIPMENT

Info

Publication number: ITTO20131073A1
Application number: IT001073A
Authority: IT
Inventors: Maurizio Bazzo; Marco Salvador
Original assignee: Inglass Spa
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2015-06-25
Also published as: DE202014103153U1

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 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 closed and an open position to allow flow of fluid plastics 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 un gruppo 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 assembly.

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 fra il gruppo a vite e madrevite e l’otturatore a spina è disposto un dispositivo di trasmissione a cuneo. 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 a device is arranged between the screw and nut screw assembly and the plug shutter. wedge transmission.

Con il termine trasmissione a cuneo si intende nella presente descrizione e nelle rivendicazioni che seguono una disposizione in cui la traslazione dell'otturatore a spina è operata per effetto della sua cooperazione con un piano inclinato a sua volta spostabile di moto alternativo lungo una direzione trasversale rispetto alla direzione di spostamento dell’otturatore a spina. In the present description and in the following claims, the term wedge transmission means an arrangement in which the translation of the plug shutter is operated as a result of its cooperation with an inclined plane which in turn can be moved by reciprocating motion along a direction transversal with respect to the direction of movement of the plug plug.

Secondo una forma preferita di attuazione dell'invenzione il dispositivo di trasmissione a cuneo comprende un cursore traslabile alternativamente lungo una direzione ortogonale all'otturatore a spina ed avente un piano inclinato rispetto a tale direzione e con il quale è operativamente accoppiato l'otturatore a spina in modo tale per cui la traslazione del cursore opera il movimento assiale dell'otturatore a spina. According to a preferred embodiment of the invention, the wedge-shaped transmission device comprises a cursor that can be moved alternatively along a direction orthogonal to the plug shutter and having a plane inclined with respect to this direction and with which the plug shutter is operatively coupled in such a way that the translation of the cursor causes the axial movement of the plug shutter.

Grazie a questa idea di soluzione le caratteristiche di trasmissione della coppia del motore elettrico rotativo all'otturatore a spina possono essere vantaggiosamente variate tramite la selezione dell'angolo di inclinazione del cuneo, ovvero del piano inclinato con il quale è operativamente accoppiato l'otturatore a spina. Thanks to this solution idea, the transmission characteristics of the torque of the rotary electric motor to the plug shutter can be advantageously varied by selecting the inclination angle of the wedge, that is the inclined plane with which the shutter is operatively coupled to plug.

Preferibilmente il piano inclinato del cursore è definito da una feritoia entro la quale è impegnato un organo di rotolamento portato dall’otturatore a spina. Preferably the inclined plane of the cursor is defined by a slot within which a rolling member carried by the plug shutter is engaged.

L'invenzione prevede diverse configurazioni dell'apparecchiatura di stampaggio in relazione al posizionamento del motore elettrico rotativo: in una prima configurazione il motore può essere posizionato con il proprio asse parallelo e sfalsato rispetto all'asse dell'otturatore a spina, ed in una seconda configurazione l’asse del motore elettrico può essere disposto ortogonalmente all'asse dell'otturatore a spina. The invention provides for different configurations of the molding apparatus in relation to the positioning of the rotary electric motor: in a first configuration the motor can be positioned with its axis parallel and offset with respect to the axis of the plug shutter, and in a second configuration, the axis of the electric motor can be 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 e parzialmente sezionata, di un'apparecchiatura di stampaggio ad iniezione di materie plastiche secondo una prima forma di attuazione dell'invenzione, e Figure 1 is a schematic and partially sectioned elevation view of a plastic material injection molding apparatus according to a first embodiment of the invention, and

la figura 2 è una vista analoga alla figura 1 che mostra una seconda forma di attuazione dell'apparecchiatura di stampaggio ad iniezione secondo l'invenzione. Figure 2 is a view similar to Figure 1 showing a second embodiment of the injection molding apparatus according to the invention.

Descrizione dettagliata dell'invenzione Detailed description of the invention

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. Referring initially to Figure 1, the reference 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 per se known manner with the injection passage (“gate”) of a mold not shown.

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 (rappresentata nella figura) 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 per se known manner, 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 (shown in the figure) to allow the flow of the material. fluid plastic from 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 non è coincidente con l'asse A dell'otturatore a spina 3. Nel caso dell'esempio illustrato nella figura 1 l'asse B del motore elettrico rotativo 4 è parallelo e sfalsato lateralmente rispetto 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 example illustrated in Figure 1, the B axis of the rotary electric motor 4 is parallel and laterally offset with respect to the A axis.

Con 6 è indicato un gruppo a vite e madrevite il cui asse, indicato con C, è disposto ortogonalmente agli assi A e B. Occorre rilevare che il piano contenente gli assi B e C può formare un angolo qualunque con il piano contenente gli assi A e C. 6 indicates a screw and nut screw assembly whose axis, indicated with C, is arranged orthogonally to the axes A and B. It should be noted that the plane containing the axes B and C can form any angle with the plane containing the axes A and C.

La vite del gruppo 6, indicata con 7, è convenientemente del tipo a ricircolo ed è comandata in rotazione dall’albero 5 del motore elettrico rotativo 4 attraverso una trasmissione ad ingranaggi 8, costituita in questo caso da una coppia di ruote dentate coniche. La madrevite del gruppo, indicata con 9, è traslabile lungo l'asse C per l’azionamento dell'otturatore a spina 3. Secondo la caratteristica peculiare dell'invenzione tale azionamento è realizzato tramite un dispositivo di trasmissione a cuneo indicato genericamente con 10 ed includente un cursore 11 traslabile alternativamente lungo una direzione ortogonale all'asse A dell'otturatore a spina 2, coincidente con l'asse C del gruppo a vite e madrevite 6. Il cursore 11 è formato con un piano inclinato con il quale è operativamente accoppiato l'otturatore a spina 3 in modo tale per cui la traslazione del cursore 11 opera il movimento assiale dell'otturatore a spina 3. Nel caso dell'esempio illustrato questo piano inclinato è definito da una feritoia 12, il cui angolo di inclinazione rispetto all'asse C ovvero rispetto all'asse A è selezionabile così da poter variare le caratteristiche di trasmissione della coppia generata dal motore elettrico rotativo 4. Entro la feritoia 12 è impegnato un organo complementare 13, del tipo a rotolamento o anche a strisciamento, portato dall'estremità superiore dell'otturatore a spina 3. The screw of the group 6, indicated with 7, is conveniently of the recirculation type and is driven in rotation by the shaft 5 of the rotary electric motor 4 through a gear transmission 8, constituted in this case by a pair of bevel gear wheels. The nut screw of the unit, indicated with 9, can be moved along the axis C for the actuation of the plug shutter 3. According to the peculiar characteristic of the invention, this actuation is realized by means of a wedge transmission device indicated generically with 10 and including a slider 11 that can be moved alternately along a direction orthogonal to the axis A of the plug shutter 2, coinciding with the axis C of the screw and nut screw assembly 6. The slider 11 is formed with an inclined plane with which it is operatively coupled the pin shutter 3 in such a way that the translation of the cursor 11 causes the axial movement of the pin shutter 3. In the case of the illustrated example this inclined plane is defined by a slot 12, whose angle of inclination with respect to axis C, that is, with respect to axis A, can be selected so as to be able to vary the transmission characteristics of the torque generated by the rotary electric motor 4. A complementary member 13, of the rolling or even sliding type, carried by the upper end of the plug 3.

Apparirà evidente da quanto precede che nel funzionamento la rotazione impartita dal motore elettrico rotativo 4 alla vite 7 tramite l'albero 5 e la trasmissione ad ingranaggi 8 comanda la traslazione della madrevite 9 e quindi del cursore 11 lungo l'asse C. Per effetto dell'interazione fra la feritoia inclinata 12 e l'organo complementare 13, l'otturatore a spina 3 trasla in un senso o nel senso opposto per realizzare rispettivamente l'apertura e la chiusura dell'iniettore 2. It will be evident from the foregoing that in operation the rotation imparted by the rotary electric motor 4 to the screw 7 by means of the shaft 5 and the gear transmission 8 commands the translation of the nut screw 9 and therefore of the slider 11 along the axis C. Due to the effect of the interaction between the inclined slot 12 and the complementary member 13, the plug shutter 3 translates in one direction or in the opposite direction to respectively open and close the injector 2.

La seconda forma di attuazione dell’apparecchiatura di stampaggio secondo l'invenzione illustrata nella figura 2, in cui parti identiche o simili a quelle già descritte sono indicate con gli stessi riferimenti numerici, differisce dalla forma di attuazione descritta in precedenza unicamente per una diversa disposizione del motore elettrico rotativo 4, che in questo caso è disposto ortogonalmente all'otturatore a spina 3. Ovvero, l'asse B del motore 4 è perpendicolare all'asse A dell'otturatore a spina 3 ed è coincidente con l'asse C del gruppo a vite e madrevite 6, il quale è a sua volta coincidente con la direzione di traslazione del cursore 11. La trasmissione ad ingranaggi 8, non illustrata in dettaglio in quanto alla portata del tecnico del ramo, è in questo caso anch'essa coassiale e quindi in linea con il motore elettrico 4 e il gruppo a vite e madrevite 6. The second embodiment of the molding apparatus according to the invention illustrated in Figure 2, in which parts identical or similar to those already described are indicated with the same numerical references, differs from the previously described embodiment only for a different arrangement of the rotary electric motor 4, which in this case is arranged orthogonally to the plug 3. That is, the axis B of the motor 4 is perpendicular to the axis A of the plug 3 and coincides with the C axis of the screw assembly and nut screw 6, which in turn coincides with the direction of translation of the slider 11. The gear transmission 8, not illustrated in detail as far as it is within the reach of the skilled in the art, is in this case also coaxial and therefore in line with the electric motor 4 and the screw and nut screw assembly 6.

Il controllo degli spostamenti dell'otturatore a spina 3 operati dal motore elettrico rotativo 4 attraverso la trasmissione a cuneo 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 wedge 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. , operatively associated with the plug shutter 3 or with any of the components of the transmission. 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.

Il gruppo di attuazione dell'otturatore a spina 3 costituito dal motore elettrico rotativo 4, dalla trasmissione ad ingranaggi 8, dal gruppo a vite e madrevite 6 e dal dispositivo di trasmissione a cuneo 10 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 ugualmente 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 8, the screw and nut screw assembly 6 and the wedge transmission device 10 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 required. 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 unit can be equally suitable for a series of different molds for the sole 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 unit 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.

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.

Così ad esempio la disposizione del gruppo a vite e madrevite 6 potrebbe essere invertita, nel senso che la vite 7 potrebbe essere traslante e la madrevite 9 rotante. In questo caso il cursore 11 sarebbe sostituito da un tamburo girevole avente una superficie inclinata con la quale è impegnato l’organo complementare a rotolamento o a strisciamento 13 portato dall'otturatore a spina 3, in modo tale per cui la rotazione del tamburo opera il movimento assiale dell’otturatore a spina. Thus, for example, the arrangement of the screw and nut screw assembly 6 could be reversed, in the sense that the screw 7 could be translating and the nut 9 could be rotating. In this case the slider 11 would be replaced by a rotating drum having an inclined surface with which the complementary rolling or sliding member 13 carried by the pin shutter 3 is engaged, in such a way that the rotation of the drum operates the movement axial plug shutter.

Anche la configurazione del dispositivo di trasmissione a cuneo 10 potrebbe essere invertita, sostituendo la feritoia 12 con un elemento a cuneo solidale all’otturatore a spina 3 e cooperante con un organo traslante o rotante complementare. Also the configuration of the wedge transmission device 10 could be reversed, replacing the slot 12 with a wedge element integral with the plug 3 and cooperating with a complementary translating or rotating member.

Claims

CLAIMS 1. Plastic material injection molding apparatus comprising at least one injector (2) within which a plug shutter (3) is axially movable, and actuator means for controlling the axial displacement of the plug shutter (3) between a position closure and an open position to allow the flow of fluid plastic material under pressure from the hot chamber (1) into the cavity of a mold, in which the actuating means includes a rotary electric motor (4) and a screw and nut assembly (6) to convert the rotation of the shaft (5) of the rotary electric motor (4) into a translation of the plug shutter (3), characterized by the fact that between the screw and nut screw assembly (6) and the shutter In the pin (3) a wedge-shaped transmission device (10) is arranged.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the wedge-shaped transmission device (10) comprises a slider (11) which can be moved alternately along a direction (C) orthogonal to the plug shutter (3) and having an inclined plane ( 12) with respect to this direction (C) and with which said plug shutter (3) is operatively coupled in such a way that the translation of said cursor (11) causes the axial movement of said plug shutter (3).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that said inclined plane of the slider (11) is defined by a slot (12) within which is engaged a complementary rolling or sliding member (13) carried by the plug shutter ( 3).

4. Apparatus according to claim 2 or claim 3, characterized in that the screw (7) of the screw and nut screw assembly (6) is rotated by the rotary electric motor (4) and the nut screw (9) is coupled in translation with said cursor (11).

5. Apparatus according to claim 4, wherein the plug shutter (3) defines a first axis (A), the shaft (5) of the rotary electric motor (4) defines a second axis (B) and the group a screw and nut screw (6) defines a third axis (C), characterized by the fact that the first and second axis (A, B) are parallel and offset to each other and the third axis (C) is orthogonal to said first and second axis (A, B).

6. Apparatus according to claim 4, wherein the plug shutter (3) defines a first axis (A), the shaft (5) of the rotary electric motor (4) defines a second axis (B) and the group a screw and nut screw (6) defines a third axis (C), characterized by the fact that the first and second axis (A, B) are orthogonal to each other and the third axis (C) coincides with said second axis (B).

7. Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that a gear transmission ( 8).

8. Apparatus according to claim 1, characterized in that the wedge transmission device (10) comprises a rotating drum having an inclined surface with which a complementary rolling or sliding member (13) carried by the plug shutter is engaged (3) in such a way that the rotation of said rotatable drum causes the axial movement of said plug shutter (3).

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