DISPOSITIVO DE DOSIFICACION PARA UNA MAQUINA DE MOLDEO DE PLASTICOS
DESCRIPCION DE LA INVENCION
La presente invención se refiere a un dispositivo de dosificación para usarse en una máquina de moldeo por inyección de plásticos. Una máquina de moldeo por Inyección convencionalmente comprende un molde hecho en partes separables en donde entre ellas se define una cavidad de molde teniendo una forma deseada del artículo terminado. Con el molde cerrado, el material termoplástico fundido es inyectado dentro de la cavidad y se solidifica dentro del molde. El molde entonces es abierto para permitir que el artículo formado sea eyectado y el molde se cierra otra vez para permitir que el ciclo se repita. El material termoplástico fundido se forma a través de un tornillo. El material termoplástico crudo es alimentado en una forma granulada dentro del tornillo desde una tolva. La acción de la rotación del tornillo comprime los gránulos mientras son calentados para formar el baño de fusión. El baño de fusión fluye hacia una cámara que yace por delante de un pistón formado por la cabeza del tornillo. Cuando la cavidad del molde va a ser llenada, el tornillo es movido axialmente para que el baño de fusión sea inyectado por el pistón bajo presión a través de la compuerta de alimentación, controlada por una válvula de compuerta dentro de la cavidad del molde. No se requiere de dispositivo de dosificación especial cuando se forman artículos en esta manera a través de moldeo por inyección debido a que la fusión de plásticos requiere que fluya hasta que la cavidad esté llena. Una vez que la cavidad ha sido llenada, el flujo se detiene automáticamente en cuenta de la contrapresión que se desarrolla en la cavidad del molde. Existen algunas ocasiones, sin embargo, cuando no es posible confiar en la contrapresión. Esto más bien es necesario para medir una dosis precisa de la fusión de plástico de la cavidad de moldeo. Un ejemplo de un procedimiento que requiere que el material de plástico sea dosificado es cuando se desea formar un articulo de espuma. Esto se puede lograr inyectando un material termoplástico que contiene un gas u otro agente formador de espuma para que el material se expanda en el molde, para formar una celda cerrada o abierta de espuma. En dicho caso, el volumen del material de plástico que es inyectado en mucho menor que el volumen total de la cavidad del molde y a menos que el material de plástico sea precisamente dosificado dentro de la cavidad, la densidad de la espuma en el articulo terminado variará ampliamente. Otro ejemplo de un procedimiento en donde la contrapresión no puede ser confiable para determinar la cantidad de fusión de plástico inyectada dentro de la cavidad del molde se describe en una solicitud PCT co-pendiente PCT/GB02/00306 (basada en GB 0102026.2 presentada el 26 de enero de 2001). En la aplicación anterior, una cantidad de material de plástico es inyectada dentro de un molde mientras se mantiene cerrado solamente a través de una fuerza ligera que no puede resistir la presión de inyección. El material de plástico inyectado una vez más no logra la resistencia importante durante la inyección. Después de que la cantidad requerida de material de plástico ha sido inyectada dentro del molde, la cavidad del molde es rápidamente y enérgicamente reducida a su volumen mínimo para forzar el material de plástico a que llene la cavidad del molde completamente, dosificando el material de plástico con exactitud otra vez es importante si es para evitar la producción de artículos defectuosos. La invención por lo tanto busca proporcionar un dispositivo que pueda ser utilizado en una máquina de moldeo por inyección para dosificar dosis exactas de un material termoplástico fundido dentro de la cavidad del molde. De acuerdo con la presente invención, se proporciona un dispositivo de dosificación para uso en una máquina de moldeo de plásticos que tiene cavidades de molde que son abiertas y cerradas a través de medios de platinas relativamente movibles y medios para alimentar una fusión de plásticos dentro de las cavidades, el dispositivo comprende un bloque calentado para ser interpuesto entre los medios de alimentación y la cavidad del molde, un cilindro formado en el bloque para cada una de las cavidades, un pistón de accionamiento individual reciprocamente montado en cada cilindro y desplazable dentro del cilindro a través de una biela de pistón que se proyecta desde el bloque calentado, un freno ajustable para limitar la carrera de cada pistón para habilitar que la cantidad de fusión de plásticos inyectada dentro de cada cavidad sea fijada independientemente de las otras cavidades, primeros pasajes formados en el bloque para conectar los cilindros a los medios de alimentación, segundos pasajes formados en el bloque para conectar cada cilindro a la cavidad del molde asociada, y válvulas en dichos pasajes para habilitar que los cilindros primero se llenen con la dosis deseada de la fusión de plásticos mediante los medios de alimentación sin que la fusión entre a la cavidades del molde y para subsecuentemente habilitar las dosis deseadas de fusión de plástico cuando se eyectan desde los cilindros a través de los pistones para fluir desde los cilindros a las cavidades del molde respectivas sin ser devueltas a los medios de alimentación. Preferiblemente, cada pistón es avanzado dentro su cilindro a través de un accionador hidráulico, neumático o electromecánico respectivo. Convenientemente, las válvulas están constituidas por una válvula de bobina teniendo una primera posición que permite la comunicación solamente entre el cilindro y los medios de alimentación y una segunda posición que permite la comunicación solamente entre el cilindro y la cavidad del molde. El pistón está preferiblemente diseñado para corresponder linealmente pero alternativamente es posible utilizar una veleta que puede rotar dentrote una ranura arqueada. En un molde con múltiples cavidades, es bien conocido como proporcionar un sistema de canal caliente o múltiples para permitir que todas las cavidades sean llenadas desde un tornillo de alimentación común. Sin embargo, un sistema de canal caliente común no puede ser utilizado con cavidades que no son llenadas a su máxima capacidad debido a que depende de la contrapresión de las cavidades llenas para desviar el flujo a las cavidades que aún no han sido llenadas. La presente invención mitiga los problemas anteriores proporcionando un cilindro separado para cada cavidad, todos los cilindros estando conectados a una conexión de entrada común conectada al tornillo de alimentación. Cuando los cilindros son llenados, el flujo del material de plástico para cualquier cilindro dado se detendrá cuando ese cilindro esté lleno y de ahí en adelante el flujo será desviado a los otros cilindros hasta que todos los cilindros son llenados a su máxima capacidad. De aquí en adelante, cada cilindro transferirá sus contenidos solamente a su propia cavidad de molde asociada, de esta manera asegurando que todas las cavidades del molde reciban cantidades de material de plástico que están en forma separada y exactamente dosificadas. La invención ahora será descrita adicionalmente, a manera de ejemplo, con referencia a los dibujos que la acompañan, en donde: La Figura 1 es una sección esquemática a través de parte de una máquina de moldeo por inyección equipada con un dispositivo de dosificación, y Las Figuras 2 y 3 son representaciones esquemáticas de la válvula de compuerta utilizada en la modalidad de la Figura 1, cada Figura mostrando la bobina de la válvula en una posición final diferente. En la Figura 1, ahí se muestra un molde abierto configurado entre la mampara 10 y la platina 12 de una máquina de moldeo por inyección. La mampara es fija 10 y está conectada a un tornillo convencional (no mostrado) el cual funde y comprime material termoplástico alimentado a ella a través de una tolva e inyecta el material de plástico fundido dentro del molde a través del pasaje 26 en la mampara 10. La platina 12 se mueve hacia y lejos de la mampara 10, para abrir y cerrar el molde, a través de un ariete que actúa en la platina a través de un sistema de palancas de apoyo. Mientras que la máquina de moldeo es generalmente convencional y la invención no está restringida a cualquier forma de máquina de moldeo, la máquina no será descrita por s( misma en gran detalle. El molde ilustrado se muestra en su posición abierta y se muestra para simplicidad para comprender solamente dos partes, particularmente una parte fija 14 formada con depresiones 16 y una parte movible 18 formada con núcleos proyectándose 20 que se ajustan en las depresiones 16. Cuando el molde está cerrado, un hueco entre las depresiones 16 y los núcleos 20 constituye la cavidad del molde la cual tiene la forma deseada del articulo terminado, en este caso un vaso. La invención es igualmente aplicable a moldes más complejos que tienen más de dos partes relativamente movibles. Todo lo descrito anteriormente hasta este punto es convencional. En operación normal, el molde está cerrado, las cavidades son llenadas a su máxima capacidad y se permite que el material de plástico se establezca. De aquí en adelante, el molde es abierto, los artículos formados son rechazados y el nuevo ciclo de moldeo se inicia. El problema que se aborda por la presente invención ocurre cuando las cavidades del molde no necesitan ser llenadas al punto en donde no más material de plástico necesita ser inyectado a través del tornillo dentro de la cavidad. Esta situación surge, por ejemplo, cuando el artículo será formado de un material de plástico de espuma el cual se incrementa en volumen después de que ha sido inyectado dentro de las cavidades del molde. Otro ejemplo en donde esto surge es cuando el material de plástico es inyectado dentro del molde mientras está parcialmente o totalmente abierto, para ser subsecuentemente comprimido por el cierre del molde. En dichos casos es necesario medir una dosis precisa del material de plástico dentro de la cavidad del molde durante cada inyección sin depender de la presión construida dentro de la cavidad del molde para limitar la cantidad de baño de fusión que se está inyectando. El dispositivo de dosificación en la Figura 1 comprende un bloque 22 que está configurado entre la mampara 10 y la parte fija 14 del molde. El bloque 22 es calentado a través de medios de elementos de calentamiento que pasan a través de él, con el fin de mantener el material termoplástico en su estado moldeado, y actúa como una mampara de distribución. En particular, el bloque 22 tiene un pasaje común 24 en comunicación con el pasaje 26 en la mampara 10 que se dirige al tornillo y diferentes canales 28 que se dirigen desde el pasaje común a las cavidades del molde individuales. Cada cavidad tiene una compuerta de alimentación comprendiendo una válvula de bobina la cual es generalmente designada 30 y será descrita con mayor detalle más adelante con referencia a las Figuras 2 y 3. La válvula de bobina actúa para controlar el flujo entre el canal 28 y un conducto 32 que se dirige al cilindro 34. El conducto 32 también tiene una bifurcación 40 que se dirige hacia la compuerta de alimentación de la cavidad, la cual también puede ser abierta y cerrada a través de la válvula de bobina 30. Cada válvula de bobina 30 es accionada a través de un deslizador convencional 42 que actúas en la válvula de bobina para moverse axialmente hacia y lejos de la cavidad. La válvula de bobina se muestra en diferentes posiciones en las Figuras 2 y 3. La bobina 44 tiene una cabeza alargada en su extremo más bajo, como se ve, la cual es activada por el deslizador de accionamiento 42. A lo largo de su longitud, la bobina 44 tiene un canal anular 48 el cual, cuando la compuerta de alimentación está cerrada como se muestra en la Figura 2, está alineada con el canal 28 y el conducto 32. En esta posición de la bobina de válvula 44, la mezcla puede fluir alrededor de la bobina 44 y a lo largo del canal para pasar desde el carril 28 dentro del conducto 32. En esta posición de la bobina 44, un conductor de la bobina 44 bloquea la bifurcación 40 mientras el extremo cónico de la bobina 44 bloquea la compuerta de alimentación para que el material de plástico fundido pueda entrar en la cavidad del molde. Cuando se mueve a través del deslizador 42 a la posición mostrada en la Figura 3, por el otro lado, la bobina 44 bloquea el carril 28 y el conducto 32 para que el flujo pueda ocurrir entre ellos. Sin embargo, el material de plástico de la bifurcación 40 puede entrar en la cavidad del molde fluyendo a lo largo axialmente extendiendo las ranuras abiertas 46 en la bobina 44 que se extiende a la compuerta de alimentación abierta. El cilindro 34 tiene su eje paralelo a la dirección del movimiento de la platina 12 y contiene un pistón 37 teniendo una biela de pistón 38 extendiéndose en la misma dirección hacia la parte del molde movible 18. Un collarín de bloque 36 está atornillado dentro del extremo del cilindro a partir del cual la biela de pistón se proyecta. El collarín de bloque 36 actúa como una guía para la biela de pistón y también como un bloqueo ajustable a través del cual la carrera del pistón puede se limitada para ajustar la dosis dosificada durante cada ciclo de inyección. En operación, mientras la válvula de bobina 30 cierra la compuerta de alimentación, el tornillo de alimentación se opera para inyectar la mezcla a través del pasaje 26 de la mampara 10 dentro del pasaje 24 del bloque calentado 22. La mezcla fluye a lo largo del carril 28 y a través del conducto 32 dentro del cilindro 34, forzando el pistón hacia arriba contra su collarín de bloque 34 cuando el cilindro está lleno a su máxima capacidad. Con el pistón en esta posición, el cilindro ofrece una contrapresión importante para que el flujo de la mezcla sea detenido a lo largo del carril 28 y de ahí desviado según sea necesario a cualquier otro carril dirigiéndose al cilindro que aún no ha sido llenado a su máxima capacidad. En esta forma, los cilindros 34 todos son llenados con mezcla durante los períodos del ciclo de operación que la compuerta de alimentación es cerrada. Mientras el molde está siendo cerrado, las compuertas de alimentación son abiertas a través de la operación de los deslizadores 42. Como se describió anteriormente, las bobinas 44 ahora aislarán los conductos 32 de sus carriles 28 y en su lugar se conectarán a las bifurcaciones 40 a la compuerta de alimentación de la cavidad. El cierre del molde trae la parte del molde 18 en contacto con las bielas del pistón 38 y los pistones 37 son de esta manera movidas hacia abajo desde la posición mostrada en la parte del lado izquierdo de la Figura 1 a aquella mostrada a la derecha de la misma Figura. Esto expele desde el cilindro 44 la dosis precisamente dosificada de la mezcla almacenada en el cilindro 34 y su esta dosis ahora viaja a lo largo del conducto 32 y la bifurcación 40 y a través de la compuerta de alimentación abierta dentro de la cavidad del molde asociada. La configuración precisa de la dosis puede se efectuada a través de un ajuste adecuado de la posición del collarín de bloque 36. La modalidad ilustrada muestra los cilindros teniendo pistones que son accionados a través de la parte del molde movible 18 pero esto no es esencial para la invención. Podría ser alternativamente posible utilizar otras formas de accionadores, tales como accionadores hidráulicos, neumáticos o electromecánicos. En dicho caso, no es necesario para los ejes de los cilindros 34 estar paralelos a la dirección del movimiento relativo de las partes del molde 14 y 18. Aunque es conveniente construir la compuerta de alimentación para que actúe como una válvula de bobina controlando el flujo del la mezcla dentro del cilindro, esto no es esencial. Se puede utilizar en su lugar una válvula de no devolución la cual en todo momento solamente permite que la mezcla fluya a lo largo del carril 28 en la dirección del tornillo al cilindro 34. En la presente invención, el molde es un molde de multi-impresión teniendo muchas cavidades. En ausencia de contrapresión, podría ser convencionalmente imposible suministrar la dosis correcta de mezcla a cada cavidad desde un tornillo de alimentación común. Se apreciará por aquellos con experiencia en la técnica que varias otras modificaciones se pueden hacer al dispositivo de dosificación ilustrado y descrito sin apartarse del alcance de la invención como se establece en las reivindicaciones anexas. Por ejemplo, mientras se ha mostrado un pistón recíprocamente lineal, puede ser alternativamente posible tener una cámara operando de volumen variable definida por un veleta movible dentro de una ranura arqueada.