MXPA01008318A - Inserto de cavidad enfriado para moldeo por inyeccion. - Google Patents

Abstract

Un aparato de moldeo por inyeccion que tiene un inserto de cavidad con porciones internas y externas integrales que tienen un canal de flujo de fluido de enfriamiento que se extiende entre ellas; en una modalidad preferida, el canal de flujo de fluido de enfriamiento esta formado por una ranura fabricada en la superficie externa de la porcion interna; esto lleva el flujo de fluido de enfriamiento mas cerca de la cavidad y mejora la eficiencia de enfriamiento y reduce tiempo de ciclo.

Description

INSERTO PE CAVIDAD ENFRIADO PARA MOLDEO POR INYECCIÓN ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta solicitud se refiere generalmente a un aparato de moldeo por inyección y de manera más particular, a un aparato de moldeo por inyección que tiene un inserto de cavidad con un canal de flujo de fluidos de enfriamiento en el mismo. Se conocen los aparatos de moldeo por inyección que tienen canales o conductos de fluido de enfriamiento. Por ejemplo, la patente de E.U.A. del solicitante con número de serie 5,427,519 expedida en junio 27 de 1995 muestra una aplicación de ajuste térmico, en donde un canal de fluido de enfriamiento se extiende alrededor de un canal central de material de moldeo líquido en una boquilla. La patente de E.U.A. del solicitante con número de serie 5,443,381 expedida en agosto 22 de 1995 muestra un aparato de canal de colado en caliente que tiene conductos de fluido de enfriamiento que se extienden a través de un inserto de entrada. La solicitud de patente canadiense con número de serie 2,228,931 presentada en febrero 2 de 1998 por Mold- asters Limited, es otro ejemplo de un inserto de entrada que tiene conductos o pasos de fluido de enfriamiento helicoidales. Como se ve en la patente de E.U.A. del solicitante con número de serie 5,652,003 expedida en julio 29 de 1997, también se conoce por tener insertos de cavidad con conductos de fluido de enfriamiento. Las patentes de E.U.A. 5,736,173 (Wright), 5,582,851 (Hofstetter), 4,622,001 (Bright) y 4,497,624 (Brun) muestran también diferentes diseños de enfriamiento para preformas y otros artículos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Por consiguiente, es un objetivo de la presente invención superar por lo menos parcialmente las desventajas de la técnica anterior, al proveer un inserto de cavidad con porciones internas y externas integralmente unidas con un canal de flujo de fluido de enfriamiento que se extiende entre las porciones interna y externa. Para este propósito, en uno de sus aspectos, la invención provee un aparato de moldeo por inyección que tiene una cavidad con una superficie externa que se extiende en un molde y un inserto de cavidad hueco que tiene una superficie interna montada en el molde, en donde la superficie interna del inserto de cavidad forma la superficie externa de la cavidad. En inserto de cavidad tiene una porción interna hueca y una porción externa hueca integralmente unidas. La porción externa tiene una superficie interna y la porción interna tiene una superficie externa. La porción interna se ajusta dentro de la porción externa con la superficie externa de la porción interna adyacente a la superficie interna de la porción externa. Ya sea la superficie externa de la porción interna o la superficie interna de la porción externa, tiene una ranura en la misma para formar un canal de flujo de fluido de enfriamiento que se extiende entre la porción interna y la porción externa. El canal de flujo de fluido de enfriamiento se extiende desde una entrada de fluido de enfriamiento hacia una salida de fluido de enfriamiento en una configuración predeterminada alrededor de la cavidad. Otros objetivos y ventajas de la invención aparecerán a partir de la siguiente descripción tomada junto con los dibujos anexos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista transversal de una porción de un sistema de moldeo por inyección de cavidades múltiples que muestra un inserto de cavidad de acuerdo con una modalidad preferida de la invención. La figura 2 es una vista isométrica ampliada que muestra las tres porciones del inserto de cavidad visto en la figura 1 en posición de ensamble, y La figura 3 es una vista transversal del inserto de cavidad visto en la figura 2 con las tres porciones integralmente unidas.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Primero, se hace referencia a la figura 1 , la cual muestra una porción de un sistema o aparato de moldeo por inyección de cavidades múltiples utilizado para moldear preformas de botellas para bebidas que tiene un inserto prolongado de cavidad hueca de fluido enfriado 10 de acuerdo a una modalidad preferida de la invención. En esta configuración, un número de boquillas calentadas 12 están montadas en las aberturas 14 en un molde 16 con el extremo posterior 18 de cada boquilla calentada 12 apoyándose sobre la cara anterior 20 de un múltiple de distribución de fusión de acero 22. Cada boquilla 12 es calentada por un elemento de calentamiento eléctrico integral 24 y tiene un elemento de termopar 26 que se extiende en su extremo anterior 28 para monitorear y controlar la temperatura de operación. Cada boquilla calentada 12 tiene una brida de localización cilindrica 30 ajustada en un sitio de localización circular 32 en la abertura 14. Esto provee un espacio de aire aislante 34 entre la boquilla calentada 12 y el molde circundante 16, el cual es enfriado mediante bombeo de agua de enfriamiento a través de los conductos de enfriamiento 36. El múltiple de distribución de fusión 22 también es calentado por un elemento de calentamiento eléctrico integral 38. El múltiple de distribución de fusión 22 está montado entre una placa de múltiple 40 y una placa de sujeción 42 las cuales están aseguradas por pernos 44. El múltiple de distribución de fusión 22 está ubicado mediante un anillo de localización central 46 y un número de espaciadores aislantes 48, los cuales proveen un espacio de aire aislante 50 entre éste y el molde enfriado circundante 16. Un paso de fusión 52 se extiende desde una entrada central 54 en una porción de entrada 56 del múltiple de distribución de fusión 22 y se deriva en un múltiple de distribución de fusión 22 para extenderse a través de un orificio de fusión central 58 en cada una de las boquillas calentadas 12. El paso de fusión 52 se extiende a través de un sello de boquilla de dos piezas 60 alineado con una entrada 62 que se extiende a través de un inserto de entrada enfriada 64 hacia una cavidad prolongada 66. Esta cavidad 66, para hacer preformas para botellas de bebidas, se extiende entre el inserto de cavidad 10 y los insertos de división de rosca 68 en el exterior y un núcleo de molde enfriado 70 en el interior. El inserto de entrada 64 y el inserto de cavidad 10 están ajustados en una abertura 72 en una placa de cavidad 74, a través de la cual las líneas de agua de enfriamiento 76 se extienden hacia el inserto enfriado de entrada 64. El núcleo de molde enfriado 70 tiene una parte interna hueca prolongada 78 que se extiende dentro de una parte externa hueca prolongada 80. El núcleo de molde 70 tiene una superficie externa 82 que se extiende desde un extremo anterior en forma convexa 84 hacia un extremo posterior 86. La superficie externa 82 del núcleo de molde prolongado 70, tiene una porción anterior 88 y una porción posterior 90. La porción anterior 88 forma la superficie interna 92 de la cavidad 66, y la porción posterior 90 se extiende hacia atrás desde la cavidad 66 a través de una abertura 94 a través de un elemento de cierre de núcleo 96, el cual está asegurado a una placa de soporte de núcleo 98 por medio de pernos 100. El elemento de cierre de núcleo 96, a su vez, se extiende a través de una abertura 102 a través de un elemento de deslizamiento 104 y una placa de rozamiento 106 la cual está asegurada a una placa extractora 108 mediante tornillos 110. Las líneas de retorno y suministro de fluido de enfriamiento 112, 114 se extienden en la placa de soporte de núcleo 98 y están conectadas respectivamente hacia un conducto de fluido de enfriamiento central 116, que se extiende longitudinalmente a través de la parte interna 78 y un conducto de fluido de enfriamiento externo cilindrico 118 que se extiende entre la parte interna 78 y la parte externa 80 del núcleo de molde 70. La porción posterior 90 de la superficie externa 82 del núcleo de molde 70, tiene una parte ahusada 120 en la cual se ahusa hacia adentro hacia el extremo posterior 86 del núcleo de molde 70. Como se puede ver, la abertura 94 a través del elemento de cierre de núcleo 96, tiene una superficie interna 122 con una parte ahusada 124 la cual también se ahusa hacia adentro hacia el extremo posterior 86 del núcleo de molde 70 y coincide con la parte ahusada 120 de la porción posterior 90 de la superficie externa 82 del núcleo de molde 70. La porción posterior 90 de la superficie externa 82 del núcleo del molde 70 también tiene una parte roscada 196 en la cual se atornilla una tuerca cilindrica 128. La tuerca 128 está ajustada en un sitio 130 en la cara posterior 132 del elemento de cierre de núcleo 96 y está ajustada por una llave de turcas, la cual se ajusta en los orificios 134 para asegurar el núcleo de molde 70 hacia el elemento de cierre de núcleo 96 con la parte ahusada 120 de la superficie externa 82 del núcleo de molde 70 apoyándose contra la parte ahusada coincidente 124 de la superficie interna 122 de la abertura 94, a través del elemento de cierre de núcleo 96. Haciendo referencia además a las figuras 2 y 3, el inserto de cavidad 10 tiene una porción interna hueca prolongada 136, una porción externa hueca prolongada 138 y una porción base 140. La porción externa 138 tiene una superficie externa 142 y una superficie interna cilindrica 144. Como se puede ver, la superficie externa 142 se ahusa hacia adentro hacia el frente y se ajusta en la abertura ahusada coincidente 72 que se extiende a través de la placa de cavidad 74. La porción externa 138 también tiene un extremo posterior 148, el cual se ajusta en un sitio circular 150 en la porción base 140. La porción base 140 tiene orificios 152 a través de los cuales los tomillos 154 se extienden en los orificios 156 en la placa de cavidad 74 para asegurar en su lugar el inserto de cavidad 10. En esta modalidad, la porción interna 136 del inserto de cavidad 10, tiene una superficie interna cilindrica 158 la cual forma la superficie externa 160 de la cavidad 66 y una superficie externa 162 con una ranura 164 en la misma, la cual se ajusta dentro de la porción externa 168, con la superficie externa 162 de la porción interna 136 adyacente a la superficie interna 144 de la porción externa 138. La ranura 164 en la superficie externa 162 de la porción interna 136, se extiende en una configuración predeterminada para formar un canal de flujo de fluido de enfriamiento 166 que se extiende entre la porción interna 136 y la porción externa 138 desde una entrada de fluido de enfriamiento 168 y una salida de fluido enfriamiento 170, las cuales se extienden ambas a través de la porción externa 138 hacia las líneas de suministro y retorno 172, 174 respectivamente, en la placa de cavidad 74. En esta modalidad, la porción externa 138 del inserto de cavidad 10 es más grande que la porción interna 136, para recibir además en la misma el inserto de entrada 64. Ahora se hace referencia a las figuras 2 y 3 al describir el método para hacer el inserto de cavidad 10 de acuerdo con la invención. Primero, la porción interna 136, la porción externa 138 y la porción base 140 vistas en la figura 2, están fabricadas de acero con la ranura 164 configurada para proveer flujo turbulento que se extiende en la superficie externa 162 de la porción interna 136. Luego, se aplica un cordón de pasta de soldadura de aleación de níquel alrededor del sitio circular 150 en la porción base 140, y la porción interna 136, la porción externa 138 y la porción base son ensambladas como se ve en la figura 3. Se aplica otro cordón de pasta de soldadura de aleación de níquel alrededor del extremo anterior 176 de la porción interna 136. La porción interna ensamblada 136, porción externa 138 y porción base 140 son entonces gradualmente calentadas en un horno al vacío a una temperatura de aproximadamente 1051.6 °C, la cual está por encima del punto de fusión de la aleación de níquel. Conforme al horno es calentado, éste es evacuado a un vacío relativamente alto para remover sustancialmente todo el oxígeno y luego parcialmente rellenado con un gas inerte tal como argón o nitrógeno. Cuando se alcanza el punto de fusión de la aleación de níquel, se funde y fluye mediante acción capilar entre las porciones interna y externa 136, 138 y la porción base 140 para soldar integralmente las tres porciones para formar el inserto de cavidad integral de una pieza 10 mostrado en la figura 3. Al soldarlos en esta forma en el horno al vacío, se provee una unión metalúrgica entre ellos para maximizar la fuerza del inserto de cavidad 10 y evitar fuga del fluido de enfriamiento del canal de flujo de fluido de enfriamiento 166. En uso, después de que se ha ensamblado el sistema como se muestra en la figura 1, se aplica energía eléctrica a los elementos de calentamiento 24, 38 para calentar las boquillas 12 y el múltiple de distribución de fusión 22 a una temperatura de operación predeterminada. Un fluido de enfriamiento adecuado tal como agua, también circula mediante bombas (no mostradas) a través de los conductos de enfriamiento 36 en el molde 16 y las líneas 76 en la placa de cavidad 74 que conducen a los insertos de entrada 64. Normalmente, un fluido de enfriamiento limpiador tal como glicol, se bombea en sistemas de enfriamiento de ciclo cerrado a través de las líneas de suministro y retorno 112, 114 para circular a través de los núcleos de molde 70 y a través de la línea de suministro y retorno 172, 174 para circular a través de los insertos de cavidad 10. Luego, se introduce fusión presurizada a partir de una máquina de moldeo (no mostrada) de acuerdo a un ciclo de inyección predeterminado en la entrada central 54 del paso de fusión 52 del múltiple de distribución de fusión 22, a partir del cual fluye a través del orificio de fusión central 58 en cada una de las boquillas calentadas 12 y los sellos de boquilla de dos piezas 60 y a través de las entradas 62 para llenar las cavidades 66. Después de que las cavidades 66 están llenas, se mantiene momentáneamente la presión de inyección para empacar y luego se libera. Después de un corto período de enfriamiento, el molde 16 es abierto para expulsar el producto. Después de expulsión, el molde 16 se cierra y la presión de inyección se vuelve a aplicar para rellenar la cavidad 66. Este ciclo se repite continuamente con un tiempo de ciclo que depende del tamaño de las cavidades 66 y el tipo de material que es moldeado. Aunque la descripción del inserto de cavidad enfriado 10 que tiene un canal de flujo de fluido de enfriamiento 166 que se extiende entre las porciones internas y externas integrales 136, 138 se ha dado con respecto a una modalidad preferida, será evidente que son posibles otras modificaciones sin apartarse del alcance de la invención, como lo entenderán los expertos en la técnica y según lo provisto en las reivindicaciones siguientes.

Claims (9)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un aparato de moldeo por inyección que tiene una cavidad (66) con una superficie externa (160) que se extiende en un molde (16) y un inserto de cavidad hueca (10) que tiene una superficie interna (158) montada en el molde (16), en donde la superficie interna (158) del inserto de cavidad (10) forma por lo menos una porción de la superficie externa (160) de la cavidad (66), en donde; el inserto de cavidad (10) tiene por lo menos una porción interna hueca (136) y una porción externa hueca (138) integralmente unidas, la porción externa (138) tiene una superficie interna (144) y la porción interna (136) tiene una superficie externa (162), la porción interna (136) se ajusta dentro de la porción externa (138) con la superficie externa (162) de la porción interna (136) adyacente a la superficie interna (144) de la porción externa (138), una de la superficie externa (162) de la porción interna (136) y la superficie interna (144) de la porción externa (138) tiene una ranura (164) en la misma para formar un canal de flujo de fluido de enfriamiento (166) que se extiende entre la porción interna (136) y la porción externa (138) para formar una entrada de fluido de enfriamiento (168) hacia una salida de fluido de enfriamiento (170) en una configuración predeterminada alrededor de la cavidad (66).

2.- El aparato de moldeo por inyección de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la otra de la superficie externa (162) de la porción interna (136) y la superficie interna (144) de la porción externa (138) del inserto de cavidad (10) es generalmente cilindrica.

3.- El aparato de moldeo por inyección de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque la ranura (164) se extiende en la superficie externa (162) de la porción interna (136) del inserto de cavidad (10).

4.- El aparato de moldeo por inyección de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque el inserto de cavidad (10) es prolongado y se extiende alrededor de un núcleo prolongado de molde central (70) que tiene una superficie externa (82), la cavidad (66) es prolongada, tiene una superficie interna (92) y se extiende entre el núcleo prolongado de molde central (70) y el inserto de cavidad prolongado (10) con la superficie externa (82) del núcleo de molde central (70) formando por lo menos una porción de la superficie interna (92) de la cavidad prolongada (66).

5.- Un sistema de enfriamiento de cavidad de molde para un aparato de moldeo por inyección que comprende: una placa de núcleo de molde; una placa de cavidad de molde; y un inserto de cavidad de molde sustancialmente cilindrico localizado en dicha placa de cavidad de molde, dicho inserto de cavidad de molde comprende por lo menos dos piezas unidas metalúrgicamente que definen un canal de enfriamiento de cavidad de molde.

6.- El sistema de enfriamiento de cavidad de molde de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el canal de enfriamiento está configurado para crear un flujo turbulento.

7.- El sistema de enfriamiento de cavidad de molde de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el canal de enfriamiento tiene una entrada y una salida localizadas en el mismo lado del inserto de cavidad de molde.

8.- Un sistema de enfriamiento de cavidad de molde para un aparato de moldeo por inyección que comprende: una placa de núcleo de molde; una placa de cavidad de molde; y un inserto de cavidad de molde sustancialmente cilindrico localizado en dicha placa de cavidad de molde, dicho inserto de cavidad de molde comprende por lo menos dos piezas unidas metalúrgicamente que definen un canal de enfriamiento de cavidad de molde; y un inserto de entrada de molde que comprende por lo menos dos piezas metalúrgicamente unidas, en donde una pieza extema del inserto de cavidad de molde es también la pieza externa del inserto de entrada de molde.

9.- Un método para mejorar la eficiencia de enfriamiento de una cavidad de molde en el aparato de moldeo por inyección para reducir el tiempo de ciclo que comprende los pasos de: proveer una placa de núcleo de molde; proveer una placa de cavidad de molde; proveer un inserto de cavidad de molde independiente localizado en dicha placa de cavidad de molde; y proveer un circuito de enfriamiento dentro de dicho inserto de cavidad de molde para generar un flujo turbulento de fluido de enfriamiento alrededor de la cavidad de molde.