ITTO990506A1 - Attrezzatura per lo stampaggio di articoli termostatici - Google Patents

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Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Attrezzatura per lo stampaggio di articoli termoplastici"
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un'attrezzatura per lo stampaggio di articoli includenti almeno una lastra di materiale termoplastico ed almeno uno strato di rivestimento destinato ad essere applicato su una superficie della lastra.
Più precisamente, l'invenzione riguarda un'attrezzatura del tipo comprendente:
- un semistampo superiore ed un semistampo inferiore raffreddati ad una temperatura inferiore alla temperatura di plasticizzazione della lastra di materiale termoplastico, e
- mezzi per il posizionamento dello strato di rivestimento fra il semistampo superiore ed il semistampo inferiore.
Nelle attrezzature di stampaggio di tipo noto, con una singola operazione di stampaggio si ottiene la formatura della lastra (o delle lastre) di materiale termoplastico deposta in uno stato plastico sul semistampo inferiore nonché l'applicazione del rivestimento sulla superficie superiore della lastra.
Recentemente è sorta la necessità di produrre articoli rivestiti di materiale termoplastico aventi zone con diverso spessore. Se si utilizzano lastre di materiale termoplastico aventi inizialmente uno spessore uniforme, per formare l'articolo nella sua forma definitiva è necessario applicare pressioni diverse nelle zone con diverso spessore. Questo modo di procedere produce tuttavia evidenti diversità di colore del rivestimento nelle zone soggette a pressioni di stampaggio differenziate, anche dovute all'inserimento di rinforzi metallici.
La presente invenzione si prefigge lo scopo di fornire un'attrezzatura di stampaggio che permetta di produrre articoli aventi zone con diversi spessori senza tuttavia produrre marcature sul rivestimento .
Secondo la presente invenzione, tale scopo viene raggiunto da un'attrezzatura avente le caratteristiche formanti oggetto della rivendicazione principale.
La presente invenzione verrà ora descritta dettagliatamente con riferimento ai disegni allegati, dati a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:
- la figura 1 è una vista prospettica di un articolo termoplastico prodotto utilizzando un'attrezzatura secondo la presente invenzione,
- la figura 2 è una sezione secondo la linea II-II della figura 1, e
le figure 3-6 sono sezioni schematiche parziali illustranti la sequenza di funzionamento dell'attrezzatura secondo la presente invenzione.
Nelle figure 1 e 2 il numero di riferimento 10 indica una cappelliera per veicoli che viene prodotta utilizzando un'attrezzatura secondo la presente invenzione. Come è visibile nella figura 2, la cappelliera 10 comprende un corpo centrale 12 di materiale termoplastico munito di un rivestimento superiore 14 e di un rivestimento inferiore 16. Con riferimento alla figura 1, la cappelliera 10 presenta una zona ribassata 18 circondata da una cornice perimetrale 20. Come è visibile nella figura 2, il corpo centrale di materiale termoplastico 12 presenta uno spessore maggiore in corrispondenza della zona ribassata 18 ed uno spessore minore in corrispondenza della cornice perimetrale 20. La zona con spessore minore viene ottenuta comprimendo maggiormente il materiale, allo scopo di conferire alla zona perimetrale maggiori caratteristiche di resistenza meccanica. Il fatto di avere uno spessore maggiore nella zona 18 serve invece ad ottenere una migliore attenuazione acustica.
Riferendosi ora alle figure da 3 a 6, un'attrezzatura per lo stampaggio dell'articolo 10 comprende un semistampo inferiore 22 ed un semistampo superiore 24, aventi rispettive superfici di stampaggio 26, 28. I semistampi 22, 24 sono mobili l'uno rispetto all'altro in direzione verticale, fra una posizione aperta ed una posizione chiusa. Nell'esempio illustrato nelle figure, il semistampo inferiore 22 è portato da una piastra stazionaria 30 mentre il semistampo superiore 24 è fissato ad una piastra mobile 32. Le piastre 30 e 32 sono munite di rispettivi elementi di fine corsa 34, 36 destinati ad appoggiare l'uno contro l'altro per definire la posizione chiusa dei due semistampi 22, 24. La piastra stazionaria 30 presenta una boccola di guida 38 che è destinata ad essere impegnata da una colonna di guida 40 portata dalla piastra mobile 32. Una staffa ad L 42 è fissata alla piastra mobile 32. La staffa ad L serve a sostenere un telaio 44 sul quale è teso un foglio 46 destinato a formare il rivestimento superiore 14 dell'articolo 10.
L'attrezzatura secondo la presente invenzione comprende inoltre un elemento di stampaggio intermedio 48 avente una superficie di stampaggio inferiore 50 ed una superficie di formatura superiore 52. L'elemento di stampaggio intermedio 48 è munito di elementi riscaldanti 54 costituiti ad esempio da resistenze elettriche aventi lo scopo di riscaldare l'elemento di stampaggio 48 ad una temperatura prossima o superiore alla temperatura di plasticizzazione del materiale termoplastico da stampare, ad esempio superiore a 120°C e preferibilmente dell'ordine di 180°C. I semistampi 22 e 24 sono invece muniti di rispettivi condotti 56, 58 attraverso i quali nel funzionamento viene fatto circolare un flusso d'acqua che mantiene i semistampi 22, 24 ad una temperatura inferiore alla temperatura di plasticizzazione del materiale termoplastico, ad esempio dell'ordine di 18-20°C. Nel semistampo inferiore 22 possono inoltre essere formati canali 60 destinati ad essere collegati selettivamente ad una sorgente di depressione od a una sorgente di aria compressa. L'elemento di stampaggio intermedio 48 è mobile rispetto ai due semistampi 22, 24 fra una posizione operativa illustrata nelle figure 3 e 4 ed una posizione inoperativa nella quale esso è situato al di fuori della zona di stampaggio. Nella sua posizione operativa, l'elemento di stampaggio intermedio 48 è libero di scorrere in direzione verticale rispetto al semistampo superiore 24 ed è guidato rispetto a quest'ultimo da una o più colonne di guida 62 ed eventualmente anche dalla colonna di guida 40. L'elemento di stampaggio intermedio 48 è munito di sedi 64, 66 per la guida sulle colonne 40 e 62. Per permettere l'estrazione dell'elemento di stampaggio intermedio 48 dalla zona di stampaggio le sedi 64, 66 sono aperte, in modo che l'elemento di stampaggio intermedio 48 possa essere spostato fra la posizione operativa e la posizione inoperativa, e viceversa, ad esempio mediante un movimento in direzione ortogonale al piano di rappresentazione delle figure 3-6. In alternativa, l'elemento di stampaggio intermedio 48 potrebbe essere montato girevole attorno ad un asse verticale ed il suo spostamento fra la posizione operativa ed inoperativa verrebbe ottenuto mediante rotazione attorno a tale asse verticale. La colonna di guida 62 presenta alla sua estremità inferiore una porzione di testa allargata 67 che funge da sostegno per l'elemento di stampaggio intermedio 48 quando questo si trova nella sua posizione operativa. L'elemento di stampaggio intermedio 48 presenta inoltre una coppia di elementi di fine corsa 68 che, nella posizione operativa, sono allineati con gli elementi di fine corsa 34 e 36.
Il funzionamento dell'attrezzatura precedentemente descritta è il seguente.
La figura 3 illustra la condizione di inizio di un ciclo di stampaggio, nella quale il semistampo superiore 24 è in posizione sollevata e l'elemento di stampaggio intermedio 48 si trova nella sua posizione operativa. In questa condizione, un telaio 44 portante un foglio di rivestimento 46 viene posizionato sulle staffe ad L 42 del semistampo superiore 24. Almeno una lastra di materiale termoplastico 70, preventivamente riscaldata ad una temperatura di plasticizzazione, viene deposta sul semistampo inferiore 22. Un eventuale foglio di rivestimento inferiore (non illustrato) può essere disposto sul semistampo inferiore prima di appoggiarvi la lastra (o le lastre). Le figure illustrano il caso in cui vengono utilizzate due lastre 70 fra le quali è interposto un elemento di rinforzo 72 ad esempio di materiale metallico. In questa fase preliminare, i condotti 60 formati nel semistampo inferiore 22 possono essere collegati ad una sorgente di depressione per mantenere la lastra o le lastre 70 aderenti alla superficie 26.
La fase successiva, illustrata nella figura 4, prevede di abbassare il semistampo superiore 24 fino a mandare a contatto reciproco gli elementi di fine corsa 36, 68 e 34. In questa configurazione, la superficie 50 dell'elemento di stampaggio intermedio 48 effettua lo stampaggio a termocompressione delle lastre 70 contro la superficie 26. La forza di stampaggio viene applicata dal semistampo superiore 24 all'elemento di stampaggio intermedio tramite gli elementi di fine corsa 36, 38. Un bordo di taglio 74 dell'elemento di stampaggio intermedio 48 effettua il taglio del materiale termoplastico in eccesso 76 che viene eliminato come strido. Preferibilmente, il taglio viene effettuato senza un contatto diretto del bordo di taglio 74 contro la superficie contrapposta del semistampo inferiore 22. Infatti, con un preciso dimensionamento degli elementi di fine corsa 36, 68 e 34 è possibile fermare la corsa del bordo di taglio 74 alcuni decimi di millimetro prima che questa incontri la superficie contrapposta dell'elemento di stampaggio inferiore 22 e si ottiene il taglio del materiale 76 anche senza un contatto diretto del bordo di taglio 74 contro la superficie contrapposta, che produrrebbe un'usura rapida del bordo di taglio. Le lastre 70 vengono stampate in modo che esse assumano la loro configurazione finale. Durante lo stampaggio vengono applicate pressioni differenziate nelle zone in cui si desidera ottenere un diverso spessore. L'elemento di stampaggio intermedio 48 è riscaldato per cui la superficie superiore delle lastre 70 rimane in uno stato plastico e mantiene le sue capacità di aderenza. Nello stesso tempo, il foglio di rivestimento 46 viene sottoposto ad una formatura preliminare fra le superfici 52 e 28.
In seguito, come illustrato nella figura 5, il semistampo superiore 24 viene sollevato e l'elemento di stampaggio intermedio 48 viene portato nella sua posizione inoperativa. Per facilitare il distacco del corpo di materiale termoplastico l'elemento di stampaggio intermedio 48 potrebbe essere munito di una pluralità di fori (non illustrati) formati nella superficie di stampaggio 50 e collegati ad una sorgente di aria compressa. Come si può notare nella figura 5, il foglio di rivestimento 46 è stato preformato mentre il corpo di materiale termoplastico formato dalle lastre 70 è nella sua configurazione finale ma con la superficie superiore ancora in uno stato plastico.
A questo punto, come illustrato nella figura 6, il semistampo superiore 24 viene nuovamente abbassato fino a portare a contatto fra loro gli elementi di fine corsa 36 e 34. In questa fase il rivestimento 46 viene applicato sulla superficie superiore del corpo di materiale termoplastico ed aderisce a quest'ultimo grazie al fatto che la superficie superiore del corpo di materiale termoplastico è ancora in condizioni plastiche. Dopo che il rivestimento 46 è stato applicato sul corpo di materiale termoplastico, anche la superficie superiore del corpo termoplastico si raffredda mediante il contatto, indiretto, con il semistampo superiore 24. A questo punto, il semistampo superiore 24 viene sollevato. Il corpo di materiale termoplastico rimane aderente al rivestimento 46 e rimane collegato al telaio 44 tramite la porzione perimetrale di tessuto 78. Per facilitare il distacco del corpo di materiale termoplastico dal semistampo inferiore 22 si può erogare un getto di aria compressa tramite i condotti 60.
Come è illustrato nella figura 2, la parte di tessuto 78 in una fase successiva alla formatura dell'articolo 10, può essere risvoltata ed incollata alla superficie inferiore del corpo di materiale termoplastico 12.
Durante la fase di applicazione del rivestimento 78 sul corpo di materiale termoplastico viene applicata una pressione uniforme su tutta la superficie del rivestimento. Infatti, in questa fase non è più necessario applicare pressioni differenziate perché il corpo di materiale termoplastico è già stato stampato in precedenza fino ad assumere la sua forma definitiva. Si evitano in questo modo diversità di colore od altri tipi di marcature del rivestimento dovuti a pressioni differenziate durante la fase di applicazione del tessuto sul corpo di materiale termoplastico.
In una variante del procedimento di stampaggio secondo l'invenzione, il rivestimento 46 non viene assoggettato ad una preformatura fra le superfici 28 e 52, allo scopo di evitare danneggiamenti del tessuto dovuti al contatto con la superficie calda dell'elemento di stampaggio intermedio 48. Secondo questa variante, le lastre riscaldate di materiale termoplastico 70 vengono deposte fra il semistampo inferiore 22 e l'elemento di stampaggio intermedio 48 mentre il foglio di rivestimento viene trattenuto all'esterno dell'attrezzatura di stampaggio. L'attrezzatura viene chiusa come descritto in precedenza, in modo da stampare le lastre 70 fra il semistampo inferiore 22 e l'elemento di stampaggio intermedio 48. In seguito, il semistampo superiore 24 viene sollevato, l'elemento di stampaggio intermedio 48 viene portato nella sua posizione inoperativa ed il foglio di rivestimento 46 viene posizionato fra i semistampi 22, 24 al disopra delle lastre già stampate. Il semistampo superiore viene quindi abbassato nuovamente in modo da comprimere uniformemente il foglio di rivestimento contro la superficie superiore del corpo di materiale termoplastico. Infine, l'attrezzatura viene riaperta ed il componente rivestito viene estratto in modo analogo a quanto descritto in precedenza.
Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, 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 dell'invenzione così come definita dalle rivendicazioni che seguono.

Claims (6)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Attrezzatura per lo stampaggio di articoli includenti un corpo (12) di materiale termoplastico ed almeno uno strato di rivestimento (14) applicato su almeno una superficie del corpo (12), comprendente : - un semistampo superiore (24) ed un semistampo inferiore (22), raffreddati ad una temperatura inferiore alla temperatura di plasticizzazione del corpo di materiale termoplastico (12), e - mezzi per il posizionamento del suddetto strato di rivestimento (46) fra il semistampo superiore (24) ed il semistampo inferiore (22), caratterizzata dal fatto che comprende un elemento di stampaggio intermedio (48) munito di mezzi riscaldanti (54) ed avente una superfice di formatura (50) destinata a cooperare con il semistampo inferiore (22), l'elemento di stampaggio intermedio (48) essendo mobile fra una posizione operativa nella quale esso è disposto fra il semistampo superiore (24) ed il semistampo inferiore (22) ed una posizione inoperativa nella quale i semistampi (22, 24) cooperano direttamente fra loro senza l'interposizione di detto elemento di stampaggio intermedio (48).
  2. 2. Attrezzatura secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che il semistampo inferiore (22), il semistampo superiore (24) e l'elemento di stampaggio intermedio (48) comprendono rispettivi elementi di fine corsa (34, 36, 68) che definiscono una prima ed una seconda configurazione chiusa dell'attrezzatura di stampaggio, in cui nella prima configurazione chiusa un corpo (70) di materiale termoplastico viene stampato fra superfici di stampaggio (26, 50) rispettivamente del semistampo inferiore (22) e dell'elemento di stampaggio intermedio (48), ed in cui nella seconda configurazione chiusa la superficie di stampaggio (28) del semistampo superiore (24) coopera con la superficie di stampaggio (26) del semistampo inferiore (22) per applicare uno strato di rivestimento (46) sulla superficie superiore del corpo di materiale termoplastico (70).
  3. 3. Attrezzatura secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che l'elemento di stampaggio intermedio (48) è portato in modo scorrevole dal semistampo superiore (24) in direzione parallela alla direzione di movimento del semistampo superiore (24).
  4. 4. Attrezzatura secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che l'elemento di stampaggio intermedio (48) presenta un bordo di taglio (74) destinato a cooperare con una superficie contrapposta del semistampo inferiore (22) per effettuare il taglio di una porzione in eccesso (76) del corpo di materiale termoplastico (70).
  5. 5. Attrezzatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che l'elemento di stampaggio intermedio (48) è munito di una pluralità di fori collegabili ad una sorgente di aria compressa per produrre un getto d'aria contro la superficie del corpo di materiale termoplastico aderente alla superficie di stampaggio (50) dell'elemento di stampaggio intermedio.
  6. 6. Attrezzatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che l'elemento di stampaggio intermedio (48) ha una seconda superficie di formatura (52) destinata a cooperare con una corrispondente superficie (28) del semistampo superiore (24) per effettuare una formatura preliminare del suddetto strato di rivestimento (46). Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.
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