MXPA02012618A - Boquilla de canal de colado en caliente termicamente equilibrada. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se dirige a una boquilla para una maquina de moldeo por inyeccion, la boquilla incluye un cuerpo que define un canal de fusion; un calentador se conecta al cuerpo de la boquilla; un distribuidor termico tambien se conecta al cuerpo de la boquilla; el distribuidor termico se forma de un material conductor para distribuir calor desde el calentador a lo largo del cuerpo de la boquilla.

Description

BOQUILLA DE CANAL DE COLADO EN CALIENTE TÉRMICAMENTE EQUILIBRADA CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a máquinas de moldeo y en particular a boquillas para máquinas de moldeo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las máquinas de moldeo incluyen boquillas de canal de colado en caliente que definen un canal de fusión para pasar material fundido a una ubicación deseada tal como una cavidad de moldeo. Es importante que el material fundido se mantenga a una temperatura deseada para asegurar que fluye y se cura apropiadamente. Típicamente, las boquillas de canal de colado calientes se calientan con un calentador de resistencia que se enrolla alrededor de la superficie exterior del cuerpo de la boquilla. Un termopar se deposita dentro del cuerpo de la boquilla para sentir la temperatura del cuerpo y el calor de resistencia se opera mediante un sistema de control para mantener el cuerpo a una temperatura deseada. Un problema con dichas boquillas convencionales es que la temperatura dentro de la boquilla varía sobre una longitud del cuerpo de la boquilla. Generalmente, los extremos de la boquilla tienden a ser mucho más fríos que la porción media de la boquilla debido a las pérdidas de calor que ocurren en los extremos. Como resultado, es difícil mantener el estado fundido dentro del canal de fusión a una temperatura deseada constante. Esto es problemático en particular para materiales fundidos que son sensibles a cambios menores en la temperatura. Si la temperatura incrementa demasiado entonces el material fundido se quemará en la porción media de la boquilla, y si la temperatura disminuye para evitar el quemado entonces el material fundido puede tener problemas de flujo u otros problemas que afectarán su capacidad de curar apropiadamente dentro de las cavidades del molde. E?xiste la necesidad de un aparato para calentar el canal de fusión dentro de un cuerpo de la boquilla a una temperatura deseada que permanezca relativamente constante sobre la longitud de la boquilla.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En un aspecto, la invención provee una boquilla para una máquina de moldeo que comprende: un cuerpo de boquilla que define un canal de fusión; un calentador conectado a dicho cuerpo de la boquilla a lo largo de al menos una porción de la longitud de dicho cuerpo de la boquilla; y al menos un distribuidor térmico conectado a dicho cuerpo de la boquilla, dicho distribuidor térmico formado a partir de un material conductor para distribuir calor desde dicho calentador a lo largo de dicho cuerpo de la boquilla.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para un mejor entendimiento de la presente invención, y para mostrar más claramente cómo puede llevarse a cabo en efecto, se hará referencia ahora por medio de ejemplo a los dibujos anexos. Los dibujos muestran modalidades preferidas de la presente invención, en donde: La figura 1 es una gráfica de la temperatura de la boquilla sobre la longitud de la boquilla; La figura 2 es una vista en sección de una boquilla de conformidad con la presente invención; La figura 3 es una vista en sección transversal de la boquilla de la figura 2 tomada a lo largo de las líneas 3-3; La figura 4 es una vista en sección de una segunda modalidad de la boquilla de conformidad con la presente invención; La figura 5 es una vista en sección transversal de la boquilla de la figura 4 tomada a lo largo de las líneas 5-5; La figura 6 es una vista en sección de una tercera modalidad de la boquilla de conformidad con la presente invención; La figura 7 es una vista en sección transversal de la boquilla de la figura 6 tomada a lo largo de las líneas 7-7; La figura 8 es una vista en sección transversal de la boquilla de la figura 6 tomada a lo largo de las líneas 8-8; La figura 9 es una vista en sección transversal de la boquilla de la figura 6 tomada a lo largo de las líneas 9-9; La figura 10 es una vista en sección de una cuarta modalidad de la boquilla de conformidad con la presente invención; La figura 11 es una vista en sección transversal de la boquilla de la figura 10 tomada a lo largo de las líneas 11-11. La figura 12 es una vista en sección de una quinta modalidad de la boquilla de conformidad con la presente invención; La figura 13 es una vista en sección transversal de la boquilla de la figura 12 tomada a lo largo de las líneas 13-13; La figura 14 es una vista en sección transversal de una sexta modalidad de la boquilla de conformidad con la presente invención; y La figura 15 es una vista esquemática de una máquina de moldeo por inyección con boquillas de conformidad con la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLA DE LA MODALIDAD PREFERIDA Con relación a la figura 1, un perfil de temperatura sobre la longitud de una boquilla de canal de colado en caliente convencional se muestra con el número 10. El perfil 10 muestra temperaturas inferiores 12 en los extremos de la boquilla y temperaturas superiores 14 en la parte media de la boquilla. Un perfil de temperatura deseado para una boquilla de conformidad con la presente invención se muestra con el número 16. La temperatura deseada es relativamente constante sobre la longitud de la boquilla. Con relación a las figuras 2 y 3, una boquilla de conformidad con una primera modalidad de la presente invención se muestra generalmente con el número 20. La boquilla 20 incluye un cuerpo 22 que define un canal de fusión 24. El cuerpo de la boquilla típicamente se forma de acero u otros materiales adecuados conocidos por los expertos en la técnica. La boquilla tiene una entrada 26 definida en el primer extremo 28 y una salida 30 definida en un segundo extremo 32. El segundo extremo 32 típicamente se define como una punta frustocónica. Una abrazadera 34 se define en el primer extremo para montar la boquilla 20 a un múltiple 36. La boquilla 20 incluye un canal continuo 40 definido en su superficie exterior para recibir un calentador de resistencia, tal como, por ejemplo, un calentador de serpentín 42. Ejemplos de calentadores de resistencia adecuados se describen en las patentes de E.U.A. 4557685, 5266023 y 5704113 que se incorporan en la presente en su totalidad por referencia. El calentador de serpentín de resistencia 42 se enrolla sobre la longitud de la boquilla y preferiblemente se coloca totalmente dentro del canal 40 de manera que la superficie exterior del calentador 42 se encuentre generalmente nivelado con la superficie exterior del cuerpo de la boquilla 22. El calentador 42 puede asegurarse al canal 40 con un ajuste de fricción de presión o a través del enlace metalúrgico tal como latonado u otros medios de seguridad conocidos por los expertos en la técnica. Un termopar 44 se coloca en el cuerpo de la boquilla 22 para detectar la temperatura del cuerpo de la boquilla 22 adyacente al canal de fusión 24. El calentador 42 se acopla a un suministro de energía 46 para alimentar al calentador 42. El termopar 44 y el calentador 42 se conectan a un sistema de control (no se muestra) que monitorea la temperatura del cuerpo de la boquilla 22 y opera el calentador 42 según se requiera para mantener el perfil de temperatura deseado 16. Un calentador múltiple 48 se coloca en el múltiple 36 para calentar de igual manera el material fundido que pasa a través de un canal de fusión múltiple 52. Un distribuidor térmico 60 se coloca en el cuerpo de la boquilla 22 sobre una porción deseada de su longitud. El distribuidor térmico 60 se forma de un material conductor tal como cobre o una aleación de cobre que conducirá el calor producido por el calentador 42 a lo largo de la longitud del distribuidor térmico 60. El distribuidor térmico 60 puede formarse previamente como un manguito hueco que se ajusta cercanamente al cuerpo de la boquilla por medio de un ajuste de ficción o por medios de latonado, soldadura, u otro método de unión conocido por los expertos en la técnica. Alternativamente, el distribuidor térmico 60 puede ser aplicado a la superficie exterior del cuerpo de la boquilla 22 al asperjar o sumergir el material conductor directamente en el cuerpo de la boquilla 22. Preferiblemente, el distribuidor térmico 60 se encuentra en contacto físico directo con el calentador 42 y con el cuerpo de la boquilla 22 de manera que una transferencia y distribución de calor óptimas pueda lograrse. Como resultado, el distribuidor térmico 60 actúa para distribuir el calor suficientemente sobre su longitud para producir un perfil de temperatura relativamente constante 16 sobre la longitud correspondiente de la boquilla 20. Con relación a las figuras 4 y 5, se muestra una segunda modalidad de la boquilla 20 de conformidad con la presente invención. Por conveniencia, a los elementos correspondientes como se describió anteriormente se les asignan números de referencia correspondientes. En la segunda modalidad de la boquilla 20, el cuerpo de la boquilla 22 tiene un distribuidor térmico 60 colocado en su superficie exterior. Un manguito del calentador hueco 70 entonces se coloca en la superficie exterior del distribuidor térmico. El manguito del calentador 70 define un canal continuo 40 para recibir al calentador 42. El calentador 42 se conecta al suministro de energía 46 para alimentar al calentador 42. Un segundo distribuidor térmico 60' se coloca externamente del manguito del calentador 70 para ayudar adicionalmente a distribuir el calor a lo largo de la longitud deseada del cuerpo de la boquilla 22. Un aislante térmico 72 tal como cerámica u otro material aislante adecuado conocido por los expertos en la técnica puede en algunos casos colocarse externamente al distribuidor térmico 60'. Con relación a las figuras 6-9, una tercera modalidad de la boquilla de conformidad con la presente invención se muestra. De nueva cuenta, por conveniencia, a los elementos correspondientes a las modalidades descritas anteriormente se les asignan números de referencia correspondientes. La tercera modalidad de la boquilla 20 incluye un cuerpo de la boquilla 22 que define en su superficie exterior un canal continuo 40 para recibir el calentador 42. El cuerpo de boquilla 22 se configura para incluir una porción del diámetro reducida 80 en una región intermedia entre el primer y segundo extremos 26, 32 de la boquilla 20. La porción del diámetro reducida 80 provee una región de pérdida de calor para reducir la probabilidad de alta temperatura 14 en la región intermedia de la boquilla 20. La porción del diámetro reducida 80 provee una masa más pequeña para transferir menos calor desde el calentador 42 al material fundido que fluye a través del canal de fusión. El calentador 42 también se coloca en un segundo extremo 32 del cuerpo de la boquilla 22 para mantener la temperatura del material fundido dentro del cuerpo de boquilla 22 antes de salir de la salida 30. El distribuidor térmico 60 se coloca en el cuerpo de la boquilla 22 para distribuir calor a lo largo de la longitud del cuerpo de la boquilla 22 para lograr un perfil de temperatura relativamente constante 16. El distribuidor térmico 60 incluye aberturas 82 que recubren las porciones del diámetro reducidas 80 del cuerpo de boquilla 22 para permitir pérdida de calor sobre la región intermedia del cuerpo de boquilla 22. El distribuidor térmico 60 también se coloca en el segundo extremo 32 del cuerpo de boquilla 22 para distribuir calor sobre la longitud del segundo extremo 32. La ubicación del distribuidor térmico 60 en el segundo extremo 32 es de particular utilidad cuando el segundo extremo 32 se forma como una punta frustocónica en donde es difícil colocar el calentador 42 adyacente a la salida 30. Con relación a las figuras 10-11 , se muestra una cuarta modalidad de la boquilla de conformidad con la presente invención. De nueva cuenta, por conveniencia, a los elementos correspondientes a las modalidades descritas anteriormente se les asignan números de referencia correspondientes. La cuarta modalidad de la boquilla 20 incluye un cuerpo de la boquilla 22 con un canal de fusión 24. El calentador 42 es un calentador de película tal como el que se describe en las siguientes patentes, que se incorporan en la presente por referencia: E"P963829, EP 312029, WO0023245, y WO00117317. El calentador de película circundante 42 es un aislante eléctrico 90 que protege el calentador de película 42. El distribuidor térmico 60 entonces se coloca sobre el aislante eléctrico 90. Con relación a las figuras 12-13, se muestra una quinta modalidad de la boquilla de conformidad con la presente invención. Por conveniencia, a los elementos correspondientes a las modalidades descritas anteriormente se les asignan números de referencia correspondientes. La quinta modalidad de la boquilla 20 incluye un cuerpo de la boquilla 22 que define el canal de fusión 24. El calentador de boquilla 42 se encuentra en forma de un alambre de resistencia que se coloca en un material dieléctrico colocado alrededor del cuerpo de la boquilla 22. El calentador de boquilla 42 incluye una primera capa dieléctrica 92 que se coloca sobre el cuerpo de la boquilla 22. Un alambre resistivo 94 entonces se enrolla alrededor del cuerpo de la boquilla 22 sobre la primera capa dieléctrica 92. Una segunda capa dieléctrica 96 entonces se coloca sobre el alambre resistivo 94 y la primera capa dieléctrica 92. Este tipo de calentador 42 se describe con mayor detalle en la solicitud PCT PCT/CA01/00274 que se incofora en la presente por referencia. El distribuidor térmico 60 se coloca sobre la segunda capa dieléctrica 96 para distribuir calor desde el calentador de alambre de resistencia 42 sobre la longitud del distribuidor térmico 60. Con relación a la figura 14, se muestra una sexta modalidad de la boquilla 20 de conformidad con la presente invención. De nueva cuenta, por conveniencia, a los elementos correspondientes a las modalidades descritas anteriormente se les asignan números de referencia correspondientes. La sexta modalidad de la boquilla 20 es similar a la primera modalidad descrita anteriormente. La boquilla 20 incluye el cuerpo de la boquilla 22 que define en su superficie exterior un canal continuo 40 para recibir el calentador 42. El distribuidor térmico 60 se coloca en el cuerpo de la boquilla 22 sobre una porción deseada de su longitud. El distribuidor térmico 60 incluye una hendidura longitudinal 98 para acomodar el termopar 44 de manera que el termopar 44 pueda colocarse contra el cuerpo de la boquilla 22.

Con relación a la figura 15, una vista esquemática de una máquina de moldeo por inyección 100 se muestra con boquillas 20 de conformidad con la presente invención. Por conveniencia, a los elementos correspondientes a las modalidades descritas anteriormente se les asignan números de referencia correspondientes. La máquina de moldeo por inyección 100 incluye una boquilla de entrada 102 que se conecta al múltiple 36. El múltiple 36 incluye un canal de fusión 104 para distribuir el material fundido desde la boquilla de entrada 102 a las boquillas de inyección 20. Las boquillas de inyección 20 incluyen una abrazadera 34 para montar las boquillas de inyección 20 al múltiple 36. Las boquillas de inyección 20 se conectan a la cavidad de moldeo106 en una manera conocida par introducir el material fundido en la cavidad de moldeo 106. La boquilla de inyección 20 incluye el cuerpo de boquilla 22 que se calienta con el calentador 42. El distribuidor térmico 60 se coloca sobre el cuerpo de la boquilla 22 para distribuir calor desde el calentador 42 sobre la longitud del distribuidor térmico 60. El distribuidor térmico 60 actúa de esta forma para distribuir calor suficientemente sobre su longitud para producir un perfil de temperatura relativamente constante 16 sobre la longitud correspondiente de la boquilla 20. Debe entenderse que lo que se ha descrito es una modalidad preferida de la invención. No obstante, la invención es susceptible a ciertos cambios y modalidades alternativas abarcadas totalmente por el espíritu de la invención como se describió anteriormente, y el alcance y las reivindicaciones establecidas a continuación.

Claims (26)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Una boquilla para una máquina de moldeo que comprende: un cuerpo de la boquilla que define un canal de fusión; un calentador conectado a dicho cuerpo de la boquilla a lo largo de al menos una porción de la longitud de dicho cuerpo de la boquilla; y al menos un distribuidor térmico conectado a dicho cuerpo de la boquilla, dicho distribuidor térmico formado de un material conductor para distribuir calor desde dicho calentador a lo largo de dicho cuerpo de la boquilla.

2.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque comprende un canal continuo definido en dicho cuerpo de la boquilla para recibir dicho calentador.

3.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada además porque dicho calentador se coloca en dicho canal continuo de manera que dicho calentador se nivela generalmente con una superficie exterior de dicho cuerpo de la boquilla.

4.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada además porque dicho calentador se presiona en dicho canal continuo.

5.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada además porque dicho calentador se encuentra latonado en dicho canal continuo

6.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicho distribuidor térmico es un manguito hueco formado previamente.

7.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicho distribuidor térmico se deposita de manera fluida sobre dicho cuerpo de la boquilla.

8.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque comprende un aislante térmico dispuesto sobre al menos una porción de dicho distribuidor térmico.

9.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada además porque dicho distribuidor térmico se encuentra latonado a dicho cuerpo de la boquilla.

10.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada además porque dicho calentador es un calentador de película.

11.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicho calentador es un calentador de alambre de resistencia colocado en un material dieléctrico.

12.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicho calentador se une metalúrgicamente a dicho cuerpo de la boquilla.

13.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque dicho manguito define una hendidura longitudinal para colocar un termopar cercano a dicho cuerpo de la boquilla.

14.- Una máquina de moldeo por inyección que comprende: una boquilla de entrada para introducir un material fundido a una máquina de moldeo; un múltiple en comunicación con dicha boquilla de entrada para recibir y distribuir dicho material fundido; una pluralidad de boquillas de inyección en comunicación con dicho múltiple para recibir dicho material fundido, dichas boquillas de inyección en comunicación con dichas cavidades de moldeo correspondientes, cada boquilla de inyección tiene un calentador conectado a un cuerpo de la boquilla a lo largo de al menos una porción de la longitud del cuerpo de la boquilla y al menos un distribuidor térmico conectado al cuerpo de boquilla para distribuir calor desde dicho calentador a lo largo de dicho cuerpo de la boquilla.

15.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada además porque comprende un canal continuo definido en dicho cuerpo de la boquilla para recibir dicho calentador.

16.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque dicho calentador se coloca en dicho canal continuo de manera que dicho calentador generalmente se nivela con una superficie exterior de dicho cuerpo de la boquilla.

17.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque dicho calentador se presiona en dicho canal continuo.

18.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque dicho calentador se encuentra latonado en dicho canal continuo.

19.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada además porque dicho distribuidor térmico es un manguito hueco formado previamente.

20.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada además porque dicho distribuidor térmico se deposita de manera fluida en dicho cuerpo de la boquilla.

21.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada además porque comprende un aislante térmico colocado sobre al menos una porción de dicho distribuidor térmico.

22.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada además porque dicho distribuidor térmico se encuentra latonado a dicho cuerpo de la boquilla.

23.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada además porque dicho calentador es un calentador de película.

24.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada además porque dicho calentador es un calentador de alambre de resistencia colocado en un material dieléctrico.

25.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada además porque dicho calentador se une metalúrgicamente a dicho cuerpo de boquilla.

26.- La boquilla de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada además porque el manguito define una hendidura longitudinal para colocar un termopar cercano a dicho cuerpo de la boquilla.