ITUB20156839A1

ITUB20156839A1 - Apparecchiatura di stampaggio ad iniezione di materie plastiche

Info

Publication number: ITUB20156839A1
Application number: ITUB2015A006839A
Authority: IT
Inventors: Maurizio Bazzo; Nico Trevisiol
Original assignee: Inglass Spa
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2017-06-10
Also published as: DE112016005625T5; WO2017098345A1; US20180264698A1; CN107921686A; JP2018536554A; KR20180092950A

Description

"Apparecchiatura di stampaggio ad iniezione di materie plastiche"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Campo dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce alle apparecchiature di stampaggio ad iniezione di materie plastiche includenti uno stampo, un distributore della materia plastica da iniettare, almeno un iniettore includente un ugello entro il guaie 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 della materia plastica fluida sotto pressione dal distributore alla cavità dello stampo.

Stato della tecnica anteriore

Tradizionalmente i mezzi attuatori per il comando dell'otturatore a spina del o di ciascun iniettore consistono in attuatori a fluido che comportano sensibili complicazioni dovute alla necessità di predisporre impianti e tubazioni dedicate per 1'alimentazione di olio o aria, nonché possibilità di controllo pressoché nulle al di là di un azionamento del tipo on/off. A ciò si aggiungono problemi di pulizia, e ingombri dovuti alla presenza delle tubazioni.

Per ovviare a questi inconvenienti sono stati proposti sistemi di attuazione che utilizzano motori elettrici, in particolare di tipo rotativo, e dotati di dispositivi per il rilevamento della posizione dell'otturatore a spina, ad esempio encoder o resolver associati all'albero del motore rotativo e collegati ad un'unità elettronica stand-alone tramite la quale viene attuato un controllo puntuale e preciso della posizione, della velocità e dell'accelerazione dell' otturatore a spina. 1/unità elettronica è solitamente fornita a parte rispetto allo stampo ed è predisposta per essere abbinata indifferentemente a qualsiasi stampo dotato di attuatori elettrici, indipendentemente dal loro numero. Gli indubbi vantaggi in termini di flessibilità e di precisione nel controllo del processo di stampaggio si ripercuotono però negativamente sui costi dell'attrezzatura e sugli ingombri nell'area di lavoro. Esempi in tal senso sono descritti ed illustrati ad esempio nelle domande di brevetto europeo pubblicate EP-2679374A1 ed EP-2918389Al, e nella domanda di brevetto europeo n. 15153168.8 non pubblicata alla data di deposito della presente domanda, tutti a nome della stessa Richiedente. Nelle pratiche attuazioni delle soluzioni descritte in questi documenti, i cui costi sono considerevoli e notevolmente superiori a quelli degli attuatori a fluido, i motori elettrici rotativi sono motori del tipo in corrente alternata dotati di encoder o resolver ed abbinati ad un'unità elettronica stand-alone.

Sintesi dell'invenzione

Lo scopo della presente invenzione è quello di rendere disponibile un'alternativa più semplice, economica e meno ingombrante dei sistemi noti con motori elettrici di cui si è detto, mantenendo comunque gli indubbi vantaggi rispetto ai sistemi con attuatori a fluido in termini di semplificazione costruttiva dell 'apparecchiatura, di pulizia e di possibilità di regolazione della velocità e/o accelerazione di apertura e chiusura dei singoli iniettori.

Secondo 1 'invenzione guesto scopo viene conseguito grazie ad un 'apparecchiatura di stampaggio ad iniezione del tipo sopra definito, la cui caratteristica peculiare risiede nel fatto che 1'unità di alimentazione e controllo è fissata allo stampo ed univocamente associata ad esso.

1/ unità di alimentazione e controllo è preferenzialmente fissata alla piastra di fissaggio dello stampo. 1/ alimentazione elettrica viene garantita per mezzo di connettori posti sull'unità, mentre il controllo di velocità e/o accelerazione avviene comandando opportunamente il driver della scheda elettronica associata a ciascun motore elettrico e posizionata all' interno dell' unità.

Grazie a guesta idea di soluzione si conseguono almeno in parte i vantaggi dei motori elettrici previsti nelle soluzioni note di cui si è detto, eliminando però 1'impiego di dispositivi per il rilevamento della posizione angolare dell 'albero del motore (encoder , resolver) e la relativa unità elettronica di controllo stand-alone , con un notevole abbassamento dei costi ed un minore ingombro nell'area di lavoro .

Preferenzialmente il motore elettrico è del tipo in corrente continua e rotativo . Secondo una variante meno vantaggiosa esso può essere di tipo asincrono o universale.

Il controllo di velocità e/o accelerazione di apertura e chiusura dei singoli iniettori è semplificata ed avviene comandando manualmente il driver della scheda elettronica di controllo posta all'interno dell'unità. Il comando viene imposto dall' operatore preferenzialmente tramite potenziometri associati alla scheda elettronica, ad esempio accessibili attraverso un'apposita apertura ricavata nell'unità di alimentazione e controllo. In alternativa il comando può essere imposto per mezzo di pulsanti dedicati o di un pannellino di controllo, posti direttamente sull'unita di alimentazione. Secondo un'ulteriore variante i comandi possono essere eseguiti da remoto, ad esempio direttamente sul pannello di controllo della pressa.

Prendendo ad esempio il caso della regolazione di velocità di apertura e chiusura degli iniettori, una volta ricevuto il comando manuale il driver agisce direttamente sulla tensione di lavoro effettiva, oppure in alternativa sulla parzializzazione della tensione tramite un sistema PWM (modulazione della larghezza d'impulso).

Il risparmio economico è ulteriormente accentuato dall'eliminazione di dispositivi di regolazione del fine corsa, necessariamente presenti nelle soluzioni note, in guanto la scheda di controllo del motore in corrente continua è di per sé in grado di riconoscere guando il motore, ovvero 1'otturatore a spina da esso azionato, va sotto sforzo, in modo tale da potersi così fermare automaticamente . Tale valutazione viene eseguita basandosi sull'assorbimento di corrente del motore elettrico.

In uscita dal motore saranno guindi presenti soltanto i conduttori destinati all'alimentazione di potenza, con ulteriori vantaggi in termini di riduzione di ingombri e facilità di installazione.

Sono possibili diverse configurazioni dell'apparecchiatura di stampaggio che utilizza i motori elettrici, in guanto guesti possono essere portati in alternativa dalla piastra di fissaggio dello stampo o dal piano di pressa oppure ancora dal distributore.

Breve descrizione dei disegni

L'invenzione verrà ora descritta dettagliatamente con riferimento ai disegni annessi , forniti a puro titolo di esempio non limitativo, nei guali:

- la figura 1 è una vista frontale schematica della piastra di fissaggio dello stampo di un 'apparecchiatura di stampaggio ad iniezione secondo una forma di attuazione dell 'invenzione in cui sono previsti tre punti di iniezione ,

- la figura 2 è una vista dorsale della piastra di fissaggio della figura 1,

la figura 3 mostra i gruppi dei tre punti di iniezione della piastra di fissaggio delle figure 1 e 2,

la figura 4 è una vista in sezione trasversale dell 'intera apparecchiatura di stampaggio in corrispondenza di uno dei punti di iniezione e specificamente guello centrale con riferimento alle figure 1 a 3,

- la figura 5 mostra in maggiore scala una parte della figura 4,

- la figura 6 è una vista schematica in elevazione ed in maggiore scala di uno dei gruppi motore-trasmissione dei punti di iniezione dell'apparecchiatura,

- la figura 7 è una vista in sezione della figura 6,

- la figura 8 è una vista laterale della figura 6,

la figura 9 è una vista prospettica del gruppo rappresentato nelle figure 6 a 8,

- la figura 10 è una vista schematica in elevazione secondo la freccia X della figura 1, e

- la figura 11 è una vista laterale secondo la freccia XI della figura 10.

Descrizione dettagliata dell 'invenzione

L'esempio di attuazione descritto si riferisce per semplicità ad un'apparecchiatura di stampaggio ad iniezione dotata di motori elettrici in corrente continua con comando del driver della scheda elettronica per mezzo di potenziometri, come da forma preferita dell'invenzione. L'apparecchiatura è dotata di tre punti di iniezione indicati genericamente con 1, 2 e 3 nella figura 1 e la cui configurazione è sostanzialmente corrispondente, salvo che per la differenza peculiare di cui si dirà, a guelle descritte ed illustrate nei già citati documenti di brevetto EP-2679374A1 e EP-2918389A1.

Il punto di iniezione centrale 1 è raffigurato in dettaglio nelle figure 4 e 5, in cui è rappresentata una sezione schematica dei componenti fondamentali dell'apparecchiatura di iniezione: uno stampo 4 che delimita una cavità di stampaggio 5, un distributore o camera calda 6 che riceve la materia plastica allo stato fluido dall'ugello di una pressa 7, ed un iniettore 8 portato dal distributore 6 ed includente un ugello tubolare 9 entro il guaie un otturatore a spina 10 è spostabile assialmente fra una posizione avanzata di chiusura ed una posizione arretrata di apertura per consentire il flusso della materia plastica fluida dal distributore 6 alla cavità 5 dello stampo 4.

Nel caso dell'esempio illustrato il distributore 6 è alloggiato entro una cavità 11 di una piastra di fissaggio o piastra di staffaggio ("clamping piate") 12 configurata, eventualmente in unione con ulteriori piastre, per il fissaggio dello stampo 4 ad una piano di pressa 13 dell'apparecchiatura di stampaggio.

La cavità 11 della piastra di fissaggio 12 entro cui è alloggiato il distributore 6 è rivolta verso lo stampo 4.

L'otturatore a spina 10 dell'iniettore 8 è azionato da un gruppo attuatore pre-assemblato illustrato in dettaglio nelle figure 6 a 9 e comprendente , pure in modo generalmente noto dai già citati documenti di brevetto anteriori, un motore elettrico rotativo 15 il cui albero comanda, tramite un moltiplicatore ad ingranaggi 19, un gruppo a vite e madrevite 16 il guaie a sua volta aziona, attraverso un'asta di trasmissione di lunghezza variabile 17, una leva oscillante 18 portata dal distributore 6. Come è meglio visibile nelle figure 4 e 5 la leva oscillante 18 comanda la traslazione dell'otturatore a spina 10 fra le posizioni di chiusura e apertura dell'iniettore 8.

Secondo una forma preferita di attuazione il motore rotativo 15 è un motore elettrico in corrente continua. In alternativa il motore rotativo potrebbe essere di tipo asincrono o universale

Ritornando alle figure 1 e 2, nel caso dell'esempio di attuazione illustrato il gruppo attuatore sopra descritto (motore elettrico in corrente continua 15 e relativa trasmissione 16 e 17) è alloggiato in una rispettiva sede 20 formata nella faccia della piastra di fissaggio 12 opposta allo stampo 4.

Secondo la caratteristica peculiare dell'invenzione ciascun motore elettrico rotativo in corrente continua 15 è collegato, tramite rispettivi conduttori di alimentazione 21 estendentisi sulla stessa faccia della piastra di fissaggio 12, ad un'unità di alimentazione e controllo 22 applicata preferibilmente a tale piastra di fissaggio 12 o comunque ad una delle piastre che compongono lo stampo 4. Come è illustrato in dettaglio nelle figure 10 e 111'unità di alimentazione e controllo 22 è provvista di prese di connessione elettrica 23 per 1'alimentazione elettrica di rete e di schede elettroniche di controllo 26 associate ai tre motori elettrici rotativi in corrente continua 15 per la regolazione manuale della loro velocità e/o accelerazione. 1/operatore può comandare manualmente il driver delle singole schede elettroniche 26 per mezzo di potenziometri 24, raggiungibili ad esempio attraverso un'apposita apertura 25 ricavata nell'unità di alimentazione e controllo 22, in modo da non doverla aprire completamente così da evitare il rischio di danneggiare o sporcare la componentistica in esso contenuta. In alternativa il comando alle singole schede elettroniche 26 può essere inviato per mezzo di appositi pulsanti o di un panne11ino di controllo posto sull'unità 22, o ancora può essere eseguito in remoto ad esempio direttamente sul pannello di controllo della pressa.

Apparirà evidente da guanto precede 1'estrema semplicità del sistema di attuazione degli iniettori 8 che consente di realizzare apparecchiature di stampaggio le quali, escludendo 1 'assenza di collegamenti idraulici/pneumatici, appaiono sostanzialmente analoghe alle apparecchiature di stampaggio con attuazione a fluido.

1/unità di alimentazione e controllo 22 è infatti esternamente analoga ai box destinati all'alimentazione delle elettrovalvole nei sistemi a fluido e 1'input di apertura e chiusura degli otturatori degli iniettori può avvenire direttamente dal guadro di comando della pressa di iniezione, come per i sistemi tradizionali pneumatici o idraulici. Tuttavia, rispetto a guesti ultimi, si conseguono apprezzabili vantaggi in termini di semplicità realizzativa e pulizia nonché di possibilità di intervento sulle velocità e/o accelerazioni di apertura e chiusura degli iniettori, e con costi ed ingombri notevolmente inferiori rispetto a quelli dei sistemi elettrici noti. Al cliente viene di fatto fornito uno stampo completo di unità di alimentazione e controllo dei motori elettrici univocamente associata ad esso, senza necessità di acquistare, posizionare e collegare un'unita elettronica di controllo stand-alone, spesso sovradimensionata rispetto alle effettive necessità.

L'impiego di motori elettrici rotativi in corrente continua è prospettabile in modo altrettanto vantaggioso nel caso in cui questi con le relative trasmissioni siano portati, anziché dalla piastra di fissaggio 12, dal piano di pressa 13, ovvero da un supporto di questo disposto lateralmente alla piastra di fissaggio, secondo quanto descritto ed illustrato nella già citata domanda di brevetto europeo n. 15153168.8 (non pubblicata alla data di deposito della presente domanda). In tal caso le aste di rinvio di lunghezza variabile 17 si estenderanno attraverso la piastra di fissaggio 12.

Lo stesso vale per il caso in cui i motori elettrici a corrente continua e le relative trasmissioni siano portati direttamente dal distributore 6, come descritto nella già citata domanda di brevetto EP-267937A1.

Naturalmente i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, in particolare per quanto riguarda la tipologia di motore impiegato o lo strumento impiegato dall'utente per inviare il comando al driver della scheda elettronica, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione così come definita nelle rivendicazioni che seguono.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura di stampaggio ad iniezione di materie plastiche includente uno stampo (4), un distributore (6) della materia plastica da iniettare , almeno un iniettore (8) includente un ugello (9) entro il guale è mobile assialmente un otturatore a spina (10), un o un rispettivo attuatore elettrico (15) per comandare lo spostamento dell'otturatore a spina (10) fra una posizione di chiusura ed una posizione di apertura per consentire il flusso di materia plastica fluida sotto pressione dal distributore (6) alla cavità (5) dello stampo (4), ed un'unità di alimentazione e controllo (22) del o del rispettivo attuatore elettrico (15), detta apparecchiatura essendo caratterizzata dal fatto che l<f>unità di alimentazione e controllo (22) è fissata allo stampo (4) ed univocamente associata ad esso.
2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che 1'unità di alimentazione e controllo (22) è dotata di connettori (23) per 1 'alimentazione elettrica di rete.
3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che 1'unità di alimentazione e controllo (22) è provvista di una scheda elettronica di controllo (26) per la regolazione della velocità e/o accelerazione del o di ciascun attuatore elettrico (15).
4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che il comando per la regolazione viene inviato per mezzo di un potenziometro (24) operativamente connesso al driver della scheda elettronica di controllo (26) del o di ciascun attuatore elettrico
5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che il comando per la regolazione viene imposto per mezzo di pulsanti o di un panne11ino di controllo posti sull'unità di alimentazione e controllo (22), oppure da remoto, ad esempio direttamente dal pannello di controllo della pressa.
6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, comprendente un piano di pressa (13) ed una piastra di fissaggio (12) per 1'attacco dello stampo (4) al piano di pressa (13), caratterizzata dal fatto che l'unità di alimentazione e controllo (22) è applicata alla piastra di fissaggio (12).
7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il o il rispettivo attuatore elettrico è un motore elettrico in corrente continua.
8. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il o il rispettivo attuatore elettrico è un motore elettrico asincrono o universale.
9. Apparecchiatura secondo una gualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che 1'attuatore elettrico (15) è un motore rotativo al guale è associato un gruppo di trasmissione a vite e madrevite (16) che comanda una leva oscillante (18) per 1'azionamento dell'otturatore a spina (10).
10. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 9, comprendente un piano di pressa (13) ed una piastra di fissaggio (12) per l'attacco dello stampo (4) al piano di pressa (13), caratterizzata dal fatto che il motore rotativo (15) e il relativo gruppo di trasmissione a vite e madrevite (16) sono portati dalla piastra di fissaggio
11 . Apparecchiatura secondo la rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto che il distributore (6) è posizionato in un recesso (11) della piastra di fissaggio (12 ) rivolto verso lo stampo (4) e il motore rotativo (15) con il relativo gruppo di trasmissione a vite e madrevite (16 ) è alloggiato in una sede (20) della piastra di fissaggio (12) rivolta verso il piano di pressa (13).
12 . Apparecchiatura secondo la rivendicazione 9, comprendente un piano di pressa (13) ed una piastra di fissaggio (12) per l'attacco dello stampo (4) al piano di pressa (13), caratterizzata dal fatto che il motore rotativo (15) con il relativo gruppo di trasmissione a vite e madrevite (16) è portato dal piano di pressa (13).
13 . Apparecchiatura secondo una gualsiasi delle rivendicazioni 9 a 12, caratterizzata dal fatto che detto gruppo di trasmissione a vite e madrevite (16) aziona un 'asta di trasmissione (17) di lunghezza variabile che si estende attraverso la piastra di fissaggio (12) per comandare detta leva oscillante (18) che aziona 1'otturatore a spina (10) dell'iniettore (8).
14 . Apparecchiatura secondo la rivendicazione 13, caratterizzata dal fatto che il motore rotativo (15) , il gruppo di trasmissione a vite e madrevite (16) e l'asta di trasmissione di lunghezza variabile (17) formano un'unità pre-assemblata .
15 . Apparecchiatura secondo la rivendicazione 13, caratterizzata dal fatto che detta leva oscillante (18) è portata dal distributore (6).