MXPA96002207A - Metodo y aparato para el moldeo por compresion dearticulos de plastico - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un método para moldeo por compresión de un artículo plástico, caracterizado porque comprende:proporcionar un primer montaje de herramienta superior que tiene un molde macho asociado con el mismo, proporcionar un segundo montaje de herramienta inferior que tiene un molde de cavidad asociado con el mismo, el molde de cavidad tiene una porción periférica y una porción central interior, la porción periférica del molde de cavidad y la porción central interior del molde de cavidad tienen movimiento relativolimitado uno con respecto al otro, proporcionar una primera leva fija para mover el primer montaje de herramienta en relación al segundo montaje de herramienta y una segunda leva fija asociado con el segundo montajde de herramienta para mover el segundo montaje de herramienta en relación al primer montaje de herramienta, interponer un cilindro de fluido que comprende una cámara llena de fluido y un pistón, entre la segunda leva fija y el segundo montaje de herramienta, la porción central interior del molde de cavidad se asocia con el pistón del cilindro de fluido de manera que existe un movimiento permisible limitado entre el cilindro de fluido y la herramienta asociada, proporcionar al fluido en el cilindro de manera que el fluido estécontinuamente a una presión predeterminada en todo momento para proporcionar una fuerza de moldeo limitante constante durante la formación del artículo de plástico bajo el accionamiento de las levas fijas, proporcionar una carga de extruido a la cavidad de la cavidad del molde, mover el primero y segundo montajes de herramienta uno en relación al otro bajo la acción de las levas fijas para mover el primer montaje de herramienta y el segundo montaje de herramienta uno hacia el otro para cerrar el molde y proporcionar una fuerza de moldeo limitada constante sobre la carga en todo momento para comprimir la carga para formar un artículo.

Description

MÉTODO Y APARATO PARA EL MOLDEO POR COMPRESIÓN DE ARTÍCULOS DE PLÁSTICO CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a un método y aparato para moldeo por compresión de artículos de plástico que incluyen cierres.

ANTECEDENTES Y BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Es común el moldeo por compresión de artículos de plástico que incluyen cierres, en contraste a los artículos de plástico moldeados por inyección. Las Paten- tes típicas comprenden las Patentes Norteamericanas Nos. 2,072,536, 2,155,316, 2,218,456, 2,402,462, 2,891,281, 3,210,805, 4,296,061, 4,314,799, 4,343,754, 4,355,759, 4,497,765, 4,640,673, 4,755,125 y la Patente Europea EPA 0 091 653 A2. En el moldeo por compresión de artículos de plástico, existen variaciones inherentes que pueden afectar los artículos resultantes. Una variación tal es la tolerancia de fabricación aplicada a las herramientas. En consecuencia, los grupos de moldeo sobre una máquina _ no son idénticos. De este modo, cuando las herramientas REF: 22612 están constituidas en la posición de moldeo, el volumen del espacio entre las superficies de moldeo varía entre los grupos de moldes. Una variación adicional es el peso y/o volumen de la carga de plástico que es colocada dentro de cada grupo de moldes. En la solicitud de patente anteriormente identificada, se describe una invención que proporciona un método y aparato para el moldeo por compresión de artículos de plástico que incluyen cierres, en donde la presión de formación puede ser controlada de manera precisa; en donde la presión de formación puede ser fácilmente ajustada; en donde las fuerzas laterales sobre el grupo de herramientas no son aplicadas directamente a la herramienta de formación; en donde el conjunto de herramientas puede ser fácilmente reemplazado; en donde el número y tamaño de las estaciones de herramienta puede ser fácilmente cambiado; y en donde pueden ser fácilmente realizados diversos tipos y tamaños de artículos, incluyendo cierres, mediante el cambio del conjunto de herramientas y los mecanismos de accionamiento asociados; en donde el conjunto de herramientas compensará las variaciones en el peso de la masa o de la carga, las variaciones en el volumen de herramientas de moldeo en la posición cerrada del molde, y en donde una sobrecarga substancial tal como una doble carga de plástico puede ser fácil-mente absorbida sin sobrecargar el conjunto de herramientas o el aparato completo. En la solicitud de patente anteriormente identificada, el método y el aparato para el moldeo por compre-sión de artículos de plástico, que incluyen cierres, incluye la provisión de grupos de coacción de herramientas que incluyen un primer grupo para mover un núcleo y la manga del núcleo en acoplamiento con un molde de cavidad, con relación a un segundo grupo de herramientas. El primer grupo de herramientas incluye un accionador entre el conjunto de herramientas y una leva superior fija. El segundo grupo de herramientas incluye un accionador que soporta el molde de cavidad y asociado con una leva inferior fija. Un cilindro de gas cargado coa g.as atmosférico a una presión predeterminada, preferentemente nitrógeno, se proporciona en el segundo grupo de herramientas y controla la fuerza de moldeo por compresión. En una forma preferida, se proporciona una pluralidad de grupos de herramientas en relación circunferencialmente espaciada sobre una torreta giratoria soportada por una columna central. Una tubería común suministra la presión, a presión controlada de manera precisa, a cada uno de los cilindros de nitrógeno. Cada cilindro individual cargado con gas, en asociación con su conjunto de herramientas individual, tiene una presión predeterminada común, como se define por la presión del sistema, estando conectado cada cilindro en paralelo con cada uno de todos los cilindros herramentales, por medio de tubos de conexión y tuberías. En la forma preferida, cada uno de los cilindros de gas tiene un diámetro común y en consecuencia requerirá una fuerza igual para desviar cada uno de los pistones dentro de su respectivo cilindro, contra la presión común del sistema. En el proceso de moldeo por compresión, se prefiere que cada parte moldeada sea moldeada con una fuerza de moldeo constante, y que las variaciones sean mantenidas a un mínimo. Esta fuerza será suficiente para formar completamente la parte, pero no tan alta como para provocar la formación de rebabas del material a partir de las superficies de los moldes adjuntos. Es bien sabido en la técnica que las variaciones volumétricas ocurren dentro del conjunto de herramientas debido a las tolerancias de fabricación, y a que la carga del material plástico puede variar en peso y en volumen. Además, se entiende que ocurrirán errores ocasionales graves en el volumen de la carga de la masa, como resultado del ajuste incorrecto de la máquina, o como resultado de la doble carga de plástico, o como resultado de una parte moldeada previa que no se liberó del molde antes de recibir una carga adicional de material.

Por esta razón, se prefiere incluir un medio para compensar la variación volumétrica acumulada que resulta de los fenómenos anteriores, al tiempo que no exceda la fuerza de moldeo preajustada, establecida por la presión del sistema, previamente mencionada. Además, existe un límite de variación volumétrica más allá del cual la parte resultante es no funcional, como se define por la geometría deseada de la parte que se moldea. 0 En una forma preferida, cada una del primer grupo de herramientas se hace avanzar una carrera fija común hacia la cavidad respectiva dentro del segundo grupo de herramientas, para cerrar el molde y para formar el plástico, para rellenar el molde. Normalmente la carga je de plástico está dentro de la tolerancia de peso deseada para formar de manera correcta la parte, y la presión dentro del fundido se constituye durante la etapa de formación, hasta que la fuerza de moldeo deseada es alcanzada, y la cavidad es desviada contra el cilindro * n de gas de soporte, para limitar cualquier incremento adicional en la fuerza de moldeo. Por este medio, cuando la fuerza de moldeo deseada es alcanzada, el espacio volumétrico dentro de la combinación de herramientas permanecerá constante, por la duración de la carrera del primer grupo de herramientas.

Si la carga del plástico fue de un tamaño menor que la tolerancia menor, para producir1 una parte funcional y de tamaño insuficiente para llenar el molde, entonces la fuerza de moldeo deseada no podría ser lograda antes de la terminación de la carrera de la primera herramienta y la parte resultante podría tener espacios vacíos, frecuentemente denominados como "déficits". Claramente, si una carga de material excediera la tolerancia máxima para producir una parte de calidad, entonces es importante asegurar que el volumen del conjunto de herramientas sea compensado por la desviación adicional de la cavidad, bajo el control de su respectivo cilindro de gas, con el fin de que la fuerza de moldeo no alcance tal proporción como para dañar el conjunto de las herramientas o la máquina. Para mantener una fuerza de moldeo constante dentro de cada una de las herramientas sucesivas, se prefiere que el medio para compensar la fuerza esté contenido dentro de la herramienta y de este modo sea indepen-diente de cualesquiera influencias externas, y tenga un mínimo de partes móviles para reducir la fricción. Se prefiere también no usar resortes mecánicos para forzar la compensación, ya que éstos tienen una variación en la proporción de resorteo, están sujetos a falla, y no pueden ser fácilmente reajustados.

En el moldeo por compresión de los cierres que tienen una pared periférica y una- porción base, es deseable acomodar cambios variables de material plástico, y al mismo tiempo no afectar la relación axial de los componentes macho y hembra del molde. De acuerdo con un aspecto adicional de la invención, se proporcionan un método y un aparato mediante el uso de un molde de cavidad de dos piezas que tiene movimiento relativo entre ' las dos piezas, en donde el movimiento relativo es controlado por un cilindro de gas en oposición a la fuerza de moldeo. Tal método y aparato son útiles en la elaboración de cierres roscados, de cierres de doble pared y de cierres que indican alteración. En la elaboración de los cierres en donde la cantidad de plástico en la pared periférica del cierre es controlada, de acuerdo con la invención, el método y el aparato comprenden la provisión de un conjunto de herramientas inferior, en donde la cavidad comprende dos piezas, una porción interior que forma la base del cierre y una porción exterior que forma la pared periférica del cierre. La porción exterior es cargada por resorte y la porción interior es soportada por la presión de gas de un cilindro de gas. La porción exterior puede ser accionada por un accionador externo, accionado por una leva adicional.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en planta de un aparato que ejemplifica la invención.

La Figura 2 es una vista seccional tomada a lo largo de la línea 2-2 en la Figura 1.

La Figura 3 es una vista seccional similar a la Figura 2, con las partes retiradas.

La Figura 4 es una vista seccional fragmentaria tomada a lo largo de la línea 4-4 en la Figura 1.

La Figura 5 es una vista seccional horizontal, parcialmente diagramática.

La Figura 6 es una vista seccional vertical de un grupo de herramientas superiores e inferiores.

La Figura 7 es una vista seccional fragmentaria, a una escala agrandada, del montaje inferior del grupo de herramientas mostrado en la Figura 6.

Las Figuras 8-11 son vistas seccionales frag-mentarías de un grupo de herramientas, durante diversas etapas del moldeo por compresión.

La Figura 12 es una vista lateral fragmentaria en elevación de una porción del conjunto de herramientas mostrado en la Figura 7.

La Figura 13 es una vista seccional fragmentaria tomada a lo largo de la línea 13-13 en la Figura 12.

La Figura 14 es un diagrama esquemático del sistema de nitrógeno utilizado en la invención.

La Figura 15 es un diagrama esquemático de un sistema modificado.

La Figura 16 es un vista seccional vertical de un grupo modificado de herramientas superior e inferior .

Las Figuras 17-21 son vistas seccionales fragmentarias del conjunto de herramientas mostrado en la Figura 16, durante diversas etapas del moldeo por compresión.

La Figura 22 es una vista lateral en elevación de una porción del conjunto de herramientas.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Con referencia a las Figuras 1-3, el método y el aparato que ejemplifican la invención se muestra aplicado a un aparato giratorio que incluye una base 20, soportando una columna 21, sobre la cual está rotablemente montada una torreta o carrusel 22, mediante cojine-tes ahusados 23, 24, superior e inferior. La torreta 22 incluye soportes verticalmente espaciados que comprenden un soporte superior anular 22a, un soporte anular 22b, y un soporte anular inferior 22c. Una pluralidad de segmentos de soporte 25, superiores, están montados sobre el soporte superior 22a y colindan para definir un anillo. Una pluralidad de segmentos inferiores 26 están montados sobre los soportes intermedios e inferiores 22b, 22c, y colindan para definir un anillo. Cada segmento 25 soporta uno o más de los grupos de accionadores 34, circunferencialmente espaciados. Cada segmento 26 soporta uno o más accionadores 52, adyacentes al extremo inferior del aparato. Los accionadores 34 están montados para el movimiento vertical en los alojamientos 34a, montados sobre los segmentos de soporte 25 los cuales, a su vez, están soportados sobre un montaje 22a de anillo superior (Figuras 2,3). Un grupo superior de herramientas 27 está asociado con cada accionador 34 e incluye un montaje movible 27a, montado sobre el extremo inferior del accionador 34, y un montaje fijo 27b montado sobre una porción 26a del segmento 26, que está fijo al soporte 22b (Figura 6). Una leva anular fija 29 está soportada por las colum- mas 30 (Figuras 1, 4) y está asociada con los accionadores superiores 34. El accionador 34, a su vez, tiene un rodi- lio 35 de leva en su extremo superior para el acoplamiento a la leva 29. Un grupo de herramientas inferiores 28 está montado sobre cada accionador inferior 52. Una leva anular fija 31 está soportada sobre la base 20, y está asociada ^ con los accionadores inferiores 52. Cada montaje inferior 28 de herramientas incluye un montaje 51 de molde hembra y una tubería 51a de agua de enfriamiento. Cada accionador 52 tiene un rodillo 60 sobre su extremo inferior para el acoplamiento a la 0 leva 31 (Figura 6). Con referencia a la Figura 6, el montaje fijo 27b está montado sobre una porción segmentaria 26a del segmento 26. El montaje movible 27a comprende un émbolo del molde o núcleo 41, cargado por resorte con dirección 5 hacia arriba por los resortes 45, una manga de núcleo 42 y una manga eyectora 44 empujada con dirección hacia abajo por los resortes eyectores 43. El núcleo 41 está hecho en diversas secciones y define un molde macho. Con referencia a las Figuras 6 y 7, cada accionador 52 está montado en un cuerpo de soporte 50 que forma una parte de la porción segmentaria 26b. El molde 51 tiene movimiento relativo limitado con respecto al accionador 52, y es empujado sin resistencia con dirección hacia arriba por los resortes 53 de la cavidad, los cuales actúan sobre las espigas elevadoras 54. El accionador inferior 52 incluye además un émbolo 55 que se acopla a un obturador de resorte de retención 56, el cual a su vez se acopla al pistón 57 de un cilindro de nitrógeno 59. Un resorte de centrado 59 está interpuesto entre el obturador de resorte de retención 56 y el émbolo 55. El cilindro de nitrógeno 39 se proporciona con nitrógeno a una presión determinada de manera precisa, suministrada al área o cámara 61 por abajo de la cámara de nitrógeno 39, a través de un conectador 62 que tiene un orificio. En este estilo de herramienta, la fuerza de moldeo es aplicada a través de la manga 42 del núcleo y el núcleo 41 acoplado a la manga 42 del núcleo, mediante una conexión de desplazamiento en vacío, el núcleo 41 es desviado hacia arriba por el arreglo de resortes 45.

La leva superior 29 es fija y la manga 42 del núcleo se mueve de este modo con dirección hacia abajo una carrera fija, como es controlado por la leva superior 29. Con referencia a las Figuras 12 y 13, se realiza la provisión para el retiro rápido del molde 51 con cavidad, y comprende una horquilla de articulación 80 que tiene brazos espaciados 81 que se acoplan a la muesca anular 83 en el accionador 52, y a la muesca 82 en el molde 51 con cavidad. Las muescas 83 en el accionador 52 están acopladas de manera forzada por los brazos 81. La muesca 82 en el molde 51 con cavidad tiene una anchura axial mayor, de modo que el molde 51 con cavidad tiene movimiento axial limitado con relación al accionador 52. Los émbolos 84, cargados por resorte, sobre los brazos 81 se extienden con dirección hacia adentro para acoplarse a la periferia del molde 28. La horquilla de articulación 80 incluye una manija 85 para facilitar la sujeción de la horquilla de articulación 80. El molde 51 con cavidad, de una pieza, está localizado sobre el accionador herramental inferior 52, pero está libre de moverse axialmente una cantidad limitada con relación al accionador 52 mediante la construcción mostrada en las Figuras 12 y 13, y el molde 51 con cavidad es mantenido por el arreglo de resortes 53 dentro del accionador herramental inferior 52. Estos resortes 53 están limitados en carrera por las espigas elevadoras 54, cuyo fondo está sobre un retenedor 54a de la espiga elevadora. El molde 51 con cavidad descansa sobre el émbolo 55, el cual es retenido para limitar su viaje en dirección hacia arriba. El émbolo 55 hace contacto con el obturador de resorte de retención 56, y un resorte 59 está ajustado entre los dos componentes. El obturador de resorte de retención 56, a su vez, hace contacto con la varilla 57 del pistón, del cilindro de nitrógeno 39. Con referencia a la Figura 7, el cilindro de nitrógeno 39 realiza normalmente la carrera de ida completa, manteniendo el obturador de resorte de retención 56 contra la superficie 52a de tope de posición, en el accionador herramental inferior 52. El émbolo 55, cuando está libre, será movido hacia arriba por el resorte central 59, hasta que éste alcance una superficie de tope 52b dentro del accionador herramental inferior 52. Con referencia a la Figura 6, se realiza la provisión para hacer descender el accionador superior 34, y comprende el primer rodillo 35 sobre el extremo superior del mismo, para el acoplamiento de la leva superior 29, para provocar el movimiento hacia abajo del montaje 32 del molde macho. Además, se proporciona un segundo rodillo 70 para la rotación alrededor del mismo eje que el rodillo 35 que se acopla a una segunda leva superior fija 72 (Figura 2), para el levantamiento de la hereramienta superior 27, durante el ciclo de operación en orden. Con referencia a la Figura 6, se hace la pro-visión del levantamiento o elevación del accionador inferior 52, y comprende un rodillo 60 sobre el accionador 52 que se acopla a la leva inferior 31. Además, se proporciona un segundo rodillo 74 para la rotación alrededor del mismo eje que el rodillo 60, y se acopla a una segunda leva inferior fija 77, para asegurar que el molde 51 con cavidad esté en su posición más baja, para recibir una masa o pelotilla de plástico.

Operación Con referencia a las Figuras 6-11, la operación incluye una serie de pasos: Posición #1 Abierta Las Figuras 6-7 muestran la condición abierta del conjunto de herramientas, con el montaje de herramientas superior 27, hacia arriba, y el montaje de herramientas superior 28, hacia abajo.

Posición #2 Cierre del Molde Como se muestra en la Figura 8, después de que se distribuye una carga o masa de material termoplástico al molde hembra, el accionador herramental 52 es elevado una carrera fija por la leva inferior 31, y la cavidad 51 hace contacto con la manga eyectora 44 (Figura 9). Los resortes 43 de la manga eyectora sobrecargan inicial-mente los resortes 53 de la cavidad, más débiles, y sub-secuentemente el resorte pequeño 59 (Figura 6) en el émbolo 55, hasta que los espacios vacíos se compensan y el cilindro de nitrógeno 39 opone cualquier compresión adicional de la cavidad. En este punto la manga eyectora 44 es forzada con dirección hacia arriba contra los resortes 43 para el remanente de la carrera hacia arriba de la herramienta inferior.

Posición #3 Moldeo Con referencia a la Figura 10, la herramienta superior es ahora descendida una carrera fija para formar la parte, como es controlada por la leva de formación 29, superior, fija. Cuando la presión de formación se incrementa al mismo valor que la fuerza del cilindro de nitrógeno 39, entonces el pistón 57 del cilindro de nitrógeno 39 se mueve para limitar la fuerza de moldeo sobre el conjunto de herramientas. Esto fuerza la cavidad 51 a descender, y provoca que los resortes 43 de la manga eyectora muevan la manga eyectora 44 con dirección hacia abajo, el unísono con la cavidad 51, hasta que se completa la carrera de la herramienta superior.

Posición #3 Retención Con referencia a la Figura 11, se logra una presión de retención a través de las secciones paralelas de las levas 29, 31, bajo el control del cilindro de nitrógeno 39. Ningún movimiento axial relativo del conjunto de herramientas tiene lugar durante esta fase.

Posición #4 Sección de Fuerza de Retención Descendida Con referencia a la Figura 11, se logra una fuerza de retención menor mediante un paso de libera-ción en la leva superior 29 únicamente, lo cual permite que la manga 41 del núcleo se libere de la leva 29. Esto provoca que el pistón 57 del cilindro de nitrógeno 39 realice una carrera de ida hasta que el obturador de resorte de retención 56 llega al fondo. La cavidad 51 es simultáneamente elevada por el cilindro de nitrógeno 39, y la manga 42 del núcleo junto con el núcleo 41 son levantados por la cavidad 51. La fuerza de retención es ahora mantenida por el peso del accionador superior 34 y el montaje de espiga herramental. Los resortes 53 de la cavidad, en el accionador inferior 52, no juegan ningún papel en esta parte del ciclo y permanecen comprimidos por los resortes 43 de la manga eyectora, de velocidad más alta. El pequeño resorte 59 sobre el eje o fuste interno 55 es también en efectivo a este tiempo.

Posición #5 Desmolde de la Cavidad Durante el desmolde del cierre a partir de la cavidad 51, el accionador herramental inferior 52 es descendido, abandonando el cierre sobre el núcleo de moldeo 41. Si un cierre roscado ha sido moldeado, entonces normalmente los resortes 43 de la manga eyectora no podrían resistir la fuerza de salida del cierre, requerida, y podrían permanecer comprimidos, y la manga eyectora 44 no podría ser movida hacia abajo. La manga 42 del núcleo es subsecuentemente retirada mediante acción directa de la leva, con dirección hacia arriba, debida al acoplamiento del rodillo 70 con la segunda leva superior 71 (Figura 2). La resistencia del cierre al desmolde a partir de las roscas, provoca que el núcleo 41 permanezca abajo, hasta que se compensa su desplazamiento en el vacío con la manga 42 del núcleo. A este mismo tiempo, el núcleo 41 es también empujado hacia arriba por la acción de la manga 42 del núcleo, provocando que la manga 42 del núcleo comprima el arreglo de los resortes 45 de manga de núcleo, y la parte a ser eyectada del núcleo 41 conforme los resortes -43 de la manga eyectora, superen la fuerza de eyección. Con referencia a la Figura 14, el sistema de control para el suministro de nitrógeno a cada uno de los cilindros puede ser más fácilmente comprendido por referencia a este esquema. La designación CARGA representa los cilindros que están conectados a un acoplamiento rotatorio R (Figura 2) sobre la torreta 22 que, a su vez, está conectada a través de un módulo de control de presión y un regulador de presión, y una válvula de cierre total, a una fuente de nitrógeno tal como un cilindro de gas. Las líneas L tales como mangueras se extienden desde el acoplamiento rotatorio R (Figura 1) a los aco-plamientos C de los cilindros de nitrógeno 39 (Figura 6). En la forma preferida, el módulo de control de presión incluye una válvula operada por solenoide para extraer el gas hacia la atmósfera, y una segunda válvula de solenoide para admitir el gas a presión desde un cilindro de gas nitrógeno. La interconexión es una computadora y la pantalla interactiva, para permitir que un operador seleccione una presión para el sistema, deseada, ajustando mediante entrada directa, o el ajuste podría ser establecido automáticamente por una selección de menú proveniente de la computadora. Preferentemente, la referencia de la señal de presión al control lógico representa un límite de alta presión y uno de baja presión, y el control lógico compara continuamente la señal de retroalimentación proveniente de un transductor de presión que representa la presión efectiva del sistema a cualquier tiempo. Cuando se detecta una presión por arriba del ajuste límite más alto, el control lógico suministra la energía a la primer válvula de solenoide para extraer gas desde el sistema hasta que la presión del sistema está dentro de los límites. De manera contraria, una presión del sistema, más baja que el límite inferior, provoca que la segunda válvula de selenoide opere y admita nitrógeno a alta presión, proveniente del cilindro de gas, hasta que la presión del sistema está nuevamente dentro de los límites preestablecidos. Aunque la configuración anterior representa una forma preferida del módulo de control de presión, pueden ser usados otros sistemas de control en los cuales este control sea logrado, y no se pretende limitar el alcance de la invención.

La Figura 5 es una vista seccional compuesta, a diversas secciones horizontales. En el cuadrante inferior izquierdo de la Figura 5, se muestra cómo una pluralidad de segmentos 25 están montados sobre la torreta, y cada uno soporta los accionadores 34 de los cinco grupos de herramientas superiores. En el cuadrante inferior izquierdo, se muestra cómo una pluralidad de segmentos 25 soporta cada uno cinco grupos de herramientas superiores 27, sobre los accionadores. En el cuadrante superior izquierdo se muestra cómo una pluralidad, mostrada como cinco, de los accionadores 52 de los grupos inferiores de herramientas inferiores 28, se proporcionan sobre los segmentos 33. De este modo, si se desea variar el tamaño o número de grupos de herramientas, los segmentos pueden soportar más o menos grupos, dependiendo del tamaño . Durante la operación normal, el control de la fuerza de moldeo es logrado con presión mínima del cilindro de gas, por ejemplo, en el orden de 0.030 pulgadas (0.762 milímetros). Este control es mantenido a pesar de las pequeñas variaciones en la capacidad volumétrica de los moldes cerrados, y a pesar de las pequeñas variaciones en el peso de las masas distribuidas. En el caso de carga inadvertida de masas dobles dentro de una herra-mienta de molde, particular, o debido al ajuste incorrecto de la distribución de peso medio de la masa para el molde particular, entonces el cilindro de gas dentro de la herramienta afectada se comprimirá individualmente para absorber la carrera adicional de la cavidad, y podría comprimirse para limitar la fuerza de moldeo a una cantidad como fue preajustada por la presión del sistema de gas, hasta una cantidad, por ejemplo, de aproximadamente 0.500 pulgadas (12.7 milímetros). Si el peso de la masa está fuera del intervalo especificado para la parte que se moldea, entonces la parte resultante será defectuosa, pero la carga de la máquina será limitada por el control de la fuerza de moldeo descrita anteriormente, y de este modo el daño a la máquina será eliminado. Además, ya que los cilindros dentro de las herra-5 mientas están unidos por un sistema común, y ya que el volumen del sistema es mucho mayor que el cambio en el volumen del sistema durante la operación normal de formación, (mayor de 1000:1) entonces la presión del sistema es substancialmente constante, y cada herramienta o es controlada consecuentemente a la misma fuerza de moldeo preestablecida. De este modo, cada grupo de herramienta es controlado completamente a todo lo largo del ciclo de moldeo, ya que la misma fuerza predeterminada es aplicada a un 5 grupo de herramientas a todos los tiempos. Además, cada grupo de herramientas es controlado sin afectar de manera adversa los grupos adyacentes u otros grupos de herramientas . Las ventajas de la presente invención pueden ser de este modo resumidas como sigue: a) Se proporciona control preciso de la fuerza sobre cada grupo de herramientas. b) La fuerza predeterminada es aplicada a cada grupo de herramientas durante la formación y retención de los porciones de cada ciclo. c) La fuerza es substancialmente constante a todos los tiempos. d) El control de la presión de un grupo de herramientas no afecta de manera adversa otros grupos de herramientas en el arreglo e) El uso de accionadores separados que elimina la carga lateral sobre el conjunto superior de herramientas. f) La habilidad para cambiar fácilmente el conjunto de herramientas de moldeo. g) La habilidad para cambiar fácilmente el número y el tamaño de herramientas, para formar artículos de diversos tamaños y pesos. h) El uso de levas continuas que requieren mantenimiento mínimo.

Aunque en una forma preferida se proporcionan cilindros de gas, de acuerdo con otro aspecto más de la invención, los cilindros pueden comprender cilindros de fluido hidráulico suministrados a través de un acoplamiento rotatorio como se muestra esquemáticamente en la Figura 15. Los cilindros hidráulicos designados como CARGA están conectados a través del acoplamiento rotato-rio a un acumulador presurizado de gas, y el sistema es suministrado con aceite proveniente de una bomba de bajo columen, con una válvula limitante de presión, ajustable. El acumulador cargado por gas proporciona cambios rápidos en el volumen del sistema, como resultado del desplazamiento del pistón dentro de los cilindros respectivos, y evita la necesidad para una bomba de volumen mayor. Si el acumulador cargado con gas es de suficiente capacidad, entonces el control de presión resultante dentro del sistema podría ser substancialmente constan-te. Este sistema podría funcionar de una manera similar a la forma preferida de la invención, y la presión prodría ser -remotamente controlada t mediante el uso de una válvula de alivio de presión, operada por servo-piloto. Sin embargo, éste tiene una desventaja en situaciones donde la posible contaminación por aceite es un problema. Los sistemas hidráulicos sin el acumulador cargado por gas podrían ser tan efectivos como la forma preferida de la invención, ya que el fluido hidráulico es substancialmente incompresible y no puede ser controlado o funcionar tan efectivamente como un sistema de gas, en donde el fluido es compresible. Se puede observar de este modo que han sido proporcionados un método y un aparato para el moldeo por compresión del artículo de plástico, incluyendo cierres, en donde la presión de formación puede ser controlada de manera precisa; en donde la presión de formación puede ser fácilmente ajustada; en donde las fuerzas laterales sobre la herramienta no son aplicadas directamente a la herramienta de formación; en donde la herramienta puede ser fácilmente reemplazada; en donde el número y tamaño de estaciones de herramienta puede ser fácilmente cambiado; y en donde pueden ser fácilmente elaborados diversos tipos y tamaños de artículos, incluyendo cierres, mediante el cambio del conjunto de herramientas y los mecanismos de accionamiento asociados; en donde las herramientas compensarán las variaciones en el peso de la masa o de la carga, las variaciones en el volumen de la herramienta de moldeo en la posición de molde cerrado, y en donde una sobrecarga substancial tal como una doble carga de plástico, puede ser fácilmente absorbida sin sobrecargar el conjunto de herramientas o el aparato completo. Las Figuras 16-23 muestran una forma modificada del conjunto de herramientas superior e inferior, útiles en la elaboración cierres y similares, para acomodar variaciones en las cargas y proporcionar distribución de cualquier material adicional a una porción específica del cierre. Tal conjunto de herramientas, el conjunto de herramientas inferior 28a es soportado sobre el accionador 52 y comprende un montaje 51b de molde hembra que comprende una parte exterior o periférica 51c cargada por resorte, y una porción interna 51d soportada y accionada por un cilindro 39 de gas nitrógeno, el cual funciona de la misma manera que el cilindro de nitrógeno 39 descrito en conexión con las Figuras 1-15. La porción exterior 51c es enfriada por una tubería 51e de agua de enfriamiento y la poción interna 51d es enfriada por una tubería 51f de agua de enfriamiento. El montaje 28a del conjunto de herramientas inferior es removiblemente montado sobre el accionador 52, de la misma manera que la primera forma como se describe con referencia las Figuras 12 y 13. En esta forma, el montaje 27c del conjunto de herramientas superior no tiene resortes de manga eyectora, en contraste a la forma mostrada en las Figuras 6-11, y la manga eyectora 44a está libre de flotar en una dirección axial dentro de las ligaduras, como se describe actualmente. Como se muestra en las Figuras 19 y 20, el alojamiento 27c del conjunto de herramienta superior proporciona el movimiento relativo limitante del accionador 34 a la manga eyectora 44a como en su carrera fija con dirección hacia abajo, el accionador superior 34 hace contacto con el espaciador 200 de la manga el cual, a su vez, hace contacto con la manga eyectora 44a. Este contacto ocurre hacia el extremo de la carrera del accionador 34 del conjunto de herramientas superior. De esta forma, el accionador superior 34 está directamente conectado a la manga 42a de núcleo la cual está en contacto deslizante, limitante, con el núcleo 41a. El núcleo es cargado con resorte con dirección hacia arriba hacia la manga del núcleo y es en consecuencia bajado simultáneamente con la manga del núcleo y el núcleo. Los accionadores 34 y 52 del conjunto de herramientas son idénticos y comunes a todas las formas del conjunto de herramientas. De esta forma, la porción interna 51d forma la parte superior del cierre y se desliza dentro de la porción superior 51c la cual forma el lado del cierre. La porción exterior 51c es cargada separadamente por resorte dentro del accionador 52 mediante el arreglo similar de resortes 53, como se describe en la forma del conjunto de herramientas mostrado en las Figuras 6-11. La porción interior 51d descansa sobre el émbolo 55a como lo hace un estilo de cavidad de una pieza del conjunto de herramienta mostrado en las Figuras 1-15. Las carreras del accionador 34 son las mismas que el accionador 34 en esa forma. Un cierre típico de plástico que puede ser elaborado mediante el conjunto de herramientas mostrado en las Figuras 16-21, comprende una pared base y una orilla periférica que tiene roscas internas, y puede ser del tipo mostrado en la Patente Norteamericana NQ 5,265,747, incorporada por referencia en la presente. Puede ser agregado un forro al cierre después de que el cierre es moldeado por compresión.

Operación Con referencia a las Figuras 16-23, la operación comprende los siguientes pasos: Posición #1 Abierta La Figura 16 ilustra el conjunto de herramientas en la posición abierta.

Posición #2 Alineamiento Con referencia a la Figura 19, la cavidad 51c se hace avanzar con dirección hacia arriba hacia la manga eyectora 44a mediante una carrera fija y levanta la manga eyectora 44a hasta que la manga eyectora 44a alcanza su límite superior de viaje. A este tiempo, la manga eyectora 44a y la porción 55c de cavidad exterior son detenidas para no moverse y los resortes 45 de la cavidad son comprimidos para el resto de la carrera del conjunto de herramientas inferior.

Posición #3 Moldeo Con referencia a las Figuras 16 y 20, el conjunto de las herramientas superior 27 (Figura 16) se hace luego descender una carrera fija para formar el cierre, alcanzándose la presión limitante del molde, el cilindro de nitrógeno 39 se comprime, permitiendo que la porción 51d de cavidad interna se mueva con dirección hacia abajo, hasta que la carrera del conjunto de herramientas superior es completada (Figura 20). Simultáneamente, como se muestra en las Figuras 19 y 20, el alojamiento 27c del conjunto de herramientas superior proporciona el movimiento relativo limitante del accionador 34 hacia la manga eyec-tora 44a, como en su carrera fija con dirección hacia abajo, el accionador superior 34 hace contacto con el espaciador 200 de la manga el cual, a su vez, hace contacto con la manga eyectora 44a. Este contacto ocurre hacia el extremo de la carrera del accionador 34 del conjunto de herramientas superior. De esta forma, el accionador superior 34 está directamente conectado a la manga 42a del núcleo la cual está en contacto deslizante, limitante, con el núcleo 41a. El núcleo es cargado por resorte con dirección hacia arriba hacia la manga del núcleo, y se hace descender consecuentemente de manera simultánea con la manga del núcleo y el núcleo. A la terminación de la etapa de formación, la manga 42a del núcleo, la manga eyectora 44a y la porción 51c de cavidad exterior están en una relación axial fija (Figura 21). Esto no varía con las variaciones en el peso del material. Esta es una ventaja principal de este método .

Posición #3 Retención Esta es lograda a través de las secciones paralelas de las levas, bajo el control de los cilindros de nitrógeno. No tiene lugar ningún movimiento relativo durante esta fase.

Posición #4 Sección de Fuerza de Retención Descendida Un paso arriba en la leva superior provoca que el accionador superior 34, en núcleo 41a y la manga 42a del núcleo se eleven conforme ésta es levantada por el cilindro de nitróngeno. La porción 51c de la cavidad exterior es, a su vez, levantada por su arreglo de resortes 53 conforme la manga eyectora 44a se deja mover con dirección hacia arriba con la manga 42a del núcleo, el émbolo 56 de resorte (Figura 18) limita la carrera con dirección hacia afuera del cilindro de nitrógeno. La cavidad interna es ahora mantenida arriba por la fuerza muy reducida del resorte 59a más pequeño en el émbolo 55 que retiene la cavidad, en oposición al peso del montaje de herramientas superior 27 y el accionador 34.

Posición #5 Desmolde de la Cavidad Durante el desmolde, el accionador herramiental inferior 52 es descendido, abandonando el cierre sobre el núcleo de moldeo. La manga eyectora 44a permanece alineada con la orilla del cierre y ésta no tiene resortes en oposición. Durante la retracción de la manga 42a del núcleo, la manga eyectora 44a alcanza su límite de viaje, como es limitado por el espaciador 200 de la manga. A este tiempo, la manga eyectora 44a actúa para retirar el molde, conforme la manga 42a del núcleo continúa retrayéndose, retirando el núcleo 41a. Ya que no existen resortes de la manga eyectora, la manga eyectora 44a no tiene una acción de cierre a presión y ocurre la acción resultante de desmolde suave. Esta forma del método y aparato proporciona control deseable de la fuerza de moldeo, para tolerar cambios variables del material y acomodar la sobrecarga potencial de la máquina y del montaje de herramienta, resultante de una carga excesiva del plástico que es atrapado dentro del montaje de herramientas del cierre. Además, el método y el aparato hacen posible que los medios de compensación no afecten la relación axial de los componentes macho y hembra del molde, en el caso de variación normal de la carga de plástico. La cavidad dividida del método y aparato logra estos objetivos al permitir que la cavidad interna se mueva cuando es genera-da suficiente fuerza de moldeo, para comprimir el cilindro de nitrógeno contra la presión preestablecida del sistema. En resumen, esta forma de método y aparato tiene las siguientes ventajas: 1) El uso de la construcción de cavidad de dos piezas, con lo cual la porción interna es conectada desli-zable y axialmente hacia una porción exterior, y con esto la porción interna se acopla a un cilindro accionado por fluido, preferentemente accionado por nitróngeno, tal que la fuerza de moldeo es constante a todo lo largo de la operación de moldeo, y preferentemente es controlada por una presión de sistema común aplicada al cilindro y a todos los' otros, cilindros en los montajes herramentales adyacen 's . 2) El aparato, en donde el accionador herramental inferior que incluye el cilindro de nitrógeno y los medios de accinamiento de cavidad, son intercambiables con los dos estilos herramentales principales descritos anteriormente; la cavidad dividida como se describe aquí y la cavidad de una pieza como se describe anteriormente, y en la solicitud anteriormente mencionada NQ de Serie 08/135,829, incorporada por referencia en la presente, sin ningún ajuste o cambio de las partes, diferentes de las superficies mojadas del molde y sus montajes individuales . De este modo las formas del montaje herramental mostradas en las Figuras 16-23 tienen las siguientes ventaj as : 1) El uso de un accionar auxiliar con un medio anti-rotación , externo e independiente de cualesquiera miembros herramentales. 2) Un método de accionamiento de un montaje herramental por medio de ejes o fustes de accionamiento duales, con lo cual los dos ejes son axialmente desplazados uno del otro y en conexión deslizante axial indepen-diente uno con el otro, donde ambos ejes son constreñidos de rotar uno con el otro. 3) Un método para la operación de un eje de accionamiento auxiliar, con lo cual su relación axial al eje de accionamiento principal es controlada por una curva motriz de la leva, y esta curva motriz de la leva es intercambiable para diversas acciones herramentales deseadas . De este modo se puede observar que han sido proporcionados un método y un aparato, en donde pueden ser moldeados por compresión artículos de plástico tales como cierres de plástico, para acomodar cargas variables de material de plástico sin afectar la relación axial entre los componentes macho y hembra del molde.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención. Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:

Claims (33)

REIVINDICACIONES

1. Un método para el moldeo por compresión de un artículo de plástico, caracterizado el método porque comprende: la provisión de un primer montaje de herramientas, que tiene un molde macho asociado con éste, la provisión de un segundo montaje de herramientas, que tiene un molde con cavidad, asociado con éste, el molde de cavidad tiene una porción periférica y una porción central interna que tienen movimiento relativo limitado, uno con respecto al otro, la provisión de una primera leva fija asociada con el 10 primer montaje de herramienta, y una segunda leva fija asociada con el segundo montaje de herramienta, para mover los montajes de herramienta hacia y lejos uno del otro, la provisión de un cilindro de fluido que comprende una cámara rellena con fluido y un pistón asociado con el segundo monta-?e je, la porción central interna del molde de cavidad está asociado con el pistón del cilindro de fluido, tal que existe movimiento permisible limitado entre el cilindro de fluido y el conjunto herramental asociado, el fluido en el cilindro está continuamente a una presión _ predeterminada, la provisión de una carga de material extruido a la cavidad del molde de cavidad, el movimiento del primero y segundo montajes uno con relación al otro por las levas y para mover el primer montaje 25 y el segundo montaje de molde uno hacia el otro, para cerrar el molde y comprimir la carga, para formar un artículo .

2. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el cilindro de fluido se proporciona adyacente al molde con cavidad.

3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el cilindro de fluido comprende un cilindro de gas.

4. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el cilindro de fluido com-prende un cilindro de nitrógeno.

5. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el cilindro de fluido comprende un cilindro hidráulico.

6. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 5, caracterizado porque incluye la provisión de un arreglo de grupos de primeros montajes herramentales, segundos montajes herramentales asociados, y cilindros de fluido asociados que tienen la presión en éstos, mantenida a una presión predeterminada , el movimiento de los grupos de montajes herramentales, sucesi amente en una vía sin fin, más allá de una estación en donde se distribuye una carga de material extruido sucesivamente a un molde con cavidad, y después de esto se mueven los grupos de herramientas sucesivamente más allá de las levas, de modo que las levas hacen que la carga sea formada en un 0 artículo .

7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque incluye la conexión de las cámaras de fluido de los cilindros de fluido a una 5 fuente común de fluido, bajo presión predeterminada.

8. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque incluye la detección de la presión en los cilindros de fluido , y la producción de una señal o y el control de la presión en respuesta a la variación de la señal de presión, a partir de una presión predeterminada .

9. El método de conformidad con la reivindica-- ción 8, caracterizado porque incluye la provisión de un acoplamiento rotatorio entre la fuente y los cilindros de fluido.

10. El método de conformidad con la reivindica- cación 9, caracterizado porque el paso para la detección de la presión se realiza mediante la detección de la presión entre la fuente y el acoplamiento rotatorio.

11. El método de conformidad con cualquiera 0 de las reivindicaciones 1 a la 5, caracterizado porque el primer montaje herramental comprende un émbolo, y el segundo montaje herramental comprende una cavidad para la formación de un cierre que tiene una pared base y una orilla periférica. 5

12. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el montaje herramental superior y el montaje herramental inferior están configurados para formar un cierre de plástico que tiene una o pared base, una orilla periférica, una rosca interna sobre la orilla.

13. Un aparato para el moldeo por compresión de un artículo de plástico, caracterizado porque -5 comprende: un primer montaje de molde superior que tiene un molde macho asociado con éste, un segundo montaje de molde inferior que tiene un molde de cavidad asociado con éste, el molde de cavidad tiene una porción periférica y una porción central interna que tienen movimiento relativo limitado, uno con respecto al otro , - • una primera leva fija,, asociada con el primer montaje de molde, y una segunda leva asociada con el segundo montaje de molde, para mover el primer montaje de molde y el segundo montaje de molde hacia y lejos uno del otro, un cilindro de fluido que tiene una cámara llena con fluido, a una presión predeterminada, y un pistón asociado con el segundo montaje de molde, la porción central del molde de cavidad está asociada con el pistón del cilindro de fluido, tal que existe movimiento permisible limitado entre el cilindro de fluido y la herramienta asociada , los medios para mover el primero y segundo mon-tajes de molde con relación a las levas, para mover el primero y segundo montajes de molde uno hacia el otro, para cerrar el molde y comprimir una carga de material extruido en el molde de cavidad.

14. El aparato de conformidad con la reivindi- cación 13, caracterizado porque el cilindro de fluido se proporciona adyacente al molde de cavidad.

15. El aparato de conformidad con la reivindi- cación 14, caracterizado porque el cilindro de fluido comprende un cilindro de gas.

16. El aparato de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el cilindro de fluido comprende un cilindro de nitrógeno.

17. El aparato de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el cilindro de fluido comprende un cilindro hidráulico. 5

18. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 a la 17, caracterizado porque el aparato incluye un arreglo de grupos de primeros montajes herramentales, segundos montajes herramentales o asociados, y cilindros de fluido asociados, medios para mover los grupos de montajes herramentales sucesivamente en una vía sin fin, más allá de una estación en donde se distribuye una carga de material extruido, sucesivamente a un molde de cavidad, y después de esto se mueven los grupos de herra-mientas sucesivamente, más allá de las levas, para provocar que la carga sea formada en un artículo.

19. El aparato de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque incluye un medio para conectar las cámaras de fluido de los cilindros de fluido a una fuente de presión de fluido.

20. El aparato de conformidad con la reivindi-cación 19, caracterizado porque incluye un medio para detectar la presión en los cilindros de fluido, y producir una señal, y un medio para controlar la presión en respuesta a la variación de la señal de presión, a partir de una presión predetermianda .

21. El aparato de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque incluye un acoplamiento rotatorio entre la fuente y los cilindros de fluido.

22. El aparato de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el medio para detectar la presión es colocado para detectar la presión entre una fuente y el acoplamiento rotatorio.

23. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 a la 17, caracterizado porque el primer montaje herramental comprende un émbolo, y el segundo montaje herramental comprende una cavidad para formar un cierre que tiene una pared base y una orilla periférica.

24. El aparato de conformidad con la reivindicacidn 23, caracterizado porque el émbolo del molde y el molde de cavidad tienen una configuración que forma un cierre que tiene una pared base, una orilla periférica y una rosca interna sobre la orilla periférica.

25. Un aparato para el moldeo por compresión de artículos de plástico, caracterizado porque comprende: 5 una base, una torreta capaz de girar montada sobre la base , un medio para girar la torreta, un arreglo superior anular de segmentos, removi-Q blemente montados sobre la torreca, una pluralidad de accionadores superiores, removiblemente montados sobre cada segmento superior, un arreglo anular inferior de segmentos, removiblemente montados sobre la torreta, 5 una pluralidad de accionadores inferiores, remo-viblemente montados sobre cada segmento inferior, una leva superior anular sobre la base, para el acoplamiento y el movimiento de los accionadores superiores, con dirección hacia abajo, una leva inferior sobre la base, para el acoplamiento y el movimiento de los accionadores inferiores con dirección hacia arriba, el primer montaje de molde tiene un molde macho asociado con éste, el segundo montaje de molde tiene un molde de cavidad asociado con éste, el molde de cavidad que tiene una porción periférica y una porción central interna, que tienen movimiento relativo limitado uno con respecto al otro, un cilindro de fluido que tiene una cámara llena de fluido, a presión predeterminada, y un pistón asociado con el segundo montaje de molde, el pistón se acopla a la porción central del molde de cavidad, una primera leva fija asociada con el primer montaje de molde, y una segunda leva asociada con el segundo montaje de molde, para mover el primer montaje de molde y el segundo montaje de molde hacia y lejos el uno del otro.

26. El aparato de conformidad con la reivindi-cación 25, caracterizado porque el cilindro de fluido comprende un cilindro de gas.

27. El aparato de conformidad con la reivindi-cación 25, caracterizado porque el cilindro de fluido comprende un cilindro de nitrógeno.

28. El aparato de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque incluye medios para conectar las cámaras de fluido de los cilindros de fluido a una fuente de presión de fluido.

29. El aparato de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque incluye medios para detec-tar la presión en los cilindros de fluido, y producir una señal, y medios para controlar la presión, en respuesta a la variación de la señal de presión, a partir de una presión predeterminada.

30. El aparato de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque incluye un acoplamiento rotatorio entre la fuente y los cilindros de fluido.

31. El aparato de conformidad con la reivindi-cación 30, caracterizado porque el medio para detectar la presión está colocado para detectar la presión entre una fuente y el acoplamiento rotatorio.

32. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 25 a la 31, caracterizado porque el primer montaje herramental comprende un émbolo, y el segundo montaje herramental comprende una cavidad para la formación de un cierre que tiene una pared base y una orilla periférica.

33. El aparato de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el émbolo del molde y el molde de cavidad tienen una configuración que forma un cierre que tiene una pared base, una orilla periférica y una rosca interna sobre la orilla periférica.