PT2121279E

PT2121279E - Acoplamento para uma instalação de moldação por injecção de plástico

Info

Publication number: PT2121279E
Application number: PT78456266T
Authority: PT
Inventors: Thomas Cadonau; Max Waser
Original assignee: Kistler Holding Ag
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2013-05-28
Also published as: DK2121279T3; EP2121279A1; JP2010513069A; US20100062095A1; US7866971B2; EP2121279B1; JP5160561B2; PL2121279T3; WO2008074172A1; ES2414609T3; CH698516B1

Description

ΕΡ 2 121 279 /PT

DESCRIÇÃO "Acoplamento para uma instalação de moldação por injecção de plástico"

Campo da técnica 0 invento refere-se a um acoplamento para uma instalação de moldação por injecção de plástico, a qual liga um veio de accionamento a um parafuso sem-fim, resistente à torção, bem como resistente à pressão e à tracção, em que o acoplamento compreende, pelo menos, um sensor de força para determinação indirecta da pressão do injector.

Estado da Técnica

As máquinas de moldação por injecção dispõem, normalmente, de um accionador que pode deslocar um veio de accionamento, tanto em rotação como através de um avanço linear, num movimento de translação. Neste veio está montado um parafuso sem-fim por meio de um acoplamento, que está ligado ao veio resistente à torção, bem como resistente à pressão e à tracção. 0 parafuso sem-fim, comandado através dos movimentos do veio ligado ao mesmo, transporta o plástico que é conduzido para o mesmo por meio de um injector, para uma cavidade, para produzir peças de plástico. 0 comando deste transporte tem que ser de elevada precisão para que as peças, que são produzidas por meio deste processo, correspondam às exigências qualitativas requeridas. 0 comando depende de forma determinante da pressão na antecâmara do parafuso sem-fim ou no injector.

Nas prensas de injecção eléctricas tradicionais esta pressão no injector é medida indirectamente por um sensor de força estacionário dentro ou junto da própria engrenagem. Para cada utilização, principalmente para cada dimensão de máquina tem que ser utilizado um outro sensor de força. Nesta disposição é desvantajoso que a medição da força seja efectuada muito afastada do local onde, de facto, existe a pressão do injector. A medição é adulterada, devido a forças 2

ΕΡ 2 121 279 /PT de atrito que surgem entre a disposição de medição e a pressão no injector.

Um outro método conhecido para medir a pressão do injector compreende um sensor de pressão do injector, que é aplicado directamente no injector. Esta medição directa, embora seja óptima em termos de colocação, a medição é, no entanto, problemática, devido ao contacto directo do sensor com a massa fundida, porque o sensor, devido a isso, fica exposto às elevadas temperaturas da massa fundida e a superfície do sensor sofre, por isso, um forte desgaste mecânico, devido à passagem constante e próxima da massa de plástico fundida.

Em WO 2005/002829 é referida uma disposição, na qual está previsto directamente por detrás de um transportador de parafuso sem-fim um sensor de força com rotação conjunta. A vantagem desta disposição é uma medição directa próxima do ponto onde existe efectivamente pressão. A desvantajoso nesta disposição é que o sensor neste tipo de construção, não contando com a força axial, sofre também torção, a qual é transmitida do veio de accionamento ao transportador de parafuso sem-fim, o que dá origem a uma adulteração da medição.

Em JP 2000117789A é conhecida uma primeira ligação resistente à torção, que não transmite força axial, entre um primeiro veio de accionamento e um transportador de parafuso sem-fim, bem como uma segunda ligação, resistente à pressão, desacoplada mecanicamente da primeira ligação e que não transmite de binário, entre um segundo veio de accionamento e o transportador de parafuso sem-fim. Um elemento de medição está disposto no deslocamento da força da segunda ligação resistente à pressão que não está também no deslocamento da força da primeira ligação.

Sumário do invento 0 objecto do presente invento é proporcionar uma disposição de medição para determinação da pressão do injector, na qual o sensor não esteja directamente exposto à 3

ΕΡ 2 121 279 /PT massa fundida e a qual não inclua qualquer anomalia sistemática da medição. 0 objecto será obtido por meio de um acoplamento para uma instalação de moldação por injecção de plástico do tipo referido anteriormente, em que o acoplamento compreende uma primeira ligação resistente à torção, que não transmite força axial e uma segunda ligação, resistente à pressão, desacoplada mecanicamente da primeira ligação, que não transmite de binário entre o veio de accionamento e o transportador de parafuso sem-fim, em que um elemento de medição do sensor de força está disposto no deslocamento da força da segunda ligação resistente à pressão. Deste modo, o elemento de medição não fica exposto a qualquer carga de pressão, durante a medição, a qual adulteraria a medição da força axial.

Breve descrição dos desenhos 0 invento será, em seguida, explicado com mais pormenor e com referência aos desenhos, os quais mostram: na Fig. 1 uma representação esquemática em corte de uma instalação de moldação por injecção, com disposições de medição de acordo com o estado da técnica anterior, bem como com a disposição de medição de acordo com o invento; na Fig. 2 uma representação esquemática em corte de uma instalação de moldação por injecção na região do acoplamento de acordo com o invento, com a disposição de medição de acordo com o invento; na Fig. 3 uma representação como a Fig. 2, no entanto, com os deslocamentos de força indicados.

Formas de execução do invento A Fig. 1 mostra uma representação esquemática em corte de uma instalação de moldação por injecção. Uma cavidade 6 por detrás de uma placa de fixação 7 é alimentada através de um canal de injector 8 e por meio de um parafuso sem-fim com plástico líquido. Para este fim, o parafuso sem-fim é provido 4

ΕΡ 2 121 279 /PT com uma unidade de alimentação 10, a qual assegura a alimentação do material. O parafuso sem-fim transporta este material para o seu injector 9, através de um movimento de rotação e é adicionalmente comandado por um movimento de avanço e recuo. Na Fig. 1 é referida uma possível disposição de motores 4, 5, os quais provocam os movimentos requeridos. São também possíveis outras disposições.

Nesta representação está previsto um primeiro motor 4, o qual, por exemplo, através de uma correia accionamento 11 transmite um movimento de rotação a um veio de accionamento 1. Um segundo motor 5 provoca, nesta disposição, por meio de uma engrenagem 12, disposta no mesmo veio de accionamento 1, um movimento de translação de avanço e recuo, indicado através de uma seta dupla por debaixo da engrenagem 12. Esta engrenagem 12 está montada em conformidade de modo deslizante. As forças da rotação e/ou da translação provocadas pelos motores 4, 5, são transmitidas através de um acoplamento 3 para o parafuso sem-fim 2, de modo que o movimento desejado do parafuso sem-fim 2 provoca o enchimento da cavidade 6.

Para a qualidade das peças moldadas por injecção é requerido um comando de precisão da instalação de moldação por injecção de plástico, a qual depende da pressão do injector. A fim de determinar esta pressão são conhecidas diferentes técnicas para as máquinas de moldação por injecção eléctricas.

Uma primeira possibilidade para determinação da pressão do injector é a aplicação de um sensor de pressão de injectores 13 no injector 9. Este sensor de pressão de injectores está directamente exposto ao canal do injector 8 e, por isso, é submetido a elevadas exigências, por exemplo, tem que ser resistente ao calor e também resistente à abrasão.

Uma segunda possibilidade de uma disposição de medição para determinação da pressão do injector é referida na mesma Fig. 1. Em vez do sensor de pressão de injectores 13 pode ser aplicado um sensor de força 14 junto ou na própria engrenagem 5

ΕΡ 2 121 279 /PT 12. As forças podem ser medidas directamente por meio dos sensores de força.

Evidentemente, uma medição dentro desta gama tem a vantagem de que as temperaturas de serviço serem baixas. Por outro lado, a medição é adulterada devido ao maior afastamento da pressão do injector, uma vez que o atrito da engrenagem 12 na sua base absorve uma parte da força a medir. Além disso, inércia da massa dos aparelhos que actuam na superfície deslizante adultera ainda a medição.

Em vez do sensor de pressão de injector 13 e do sensor de força 14 pode, agora, tal como está igualmente representado na Fig. 1, pode agora ser disposto um sensor de força 15 para medição da força no acoplamento 3. Esta disposição, de acordo com o invento, tem a vantagem de, praticamente, não se verificarem adulterações na medição, uma vez que entre o injector 9 e o sensor de força 15 existem forças de atrito reduzidas no deslocamento da força. A pressão do injector actua, praticamente, sem adulteração no sensor de força 15. No entanto, uma vez que a medição não acontece directamente no injector 9, os problemas referidos em relação à medição da pressão do injector, nomeadamente as elevadas temperaturas e a abrasão mecânica na superfície do sensor, não se verificam nesta disposição, de acordo com o invento.

Na Fig. 2 a disposição preferida de acordo com o invento está representada com maior precisão na região do acoplamento 3. Os símbolos de referência são os mesmos da primeira Figura. 0 acoplamento 3 nesta forma de execução preferida compreende um adaptador permutável 17, que de acordo com a dimensão do parafuso sem-fim, apresenta um outro diâmetro interior. As dimensões mais comuns são os diâmetros de 20, 25, 30, e 35 mm. O adaptador 17 tem de ligar o parafuso sem-fim de modo resistente à torção, bem como também resistente à tracção e à pressão, com o resto do acoplamento 3. É também possível uma ligação fixa do transportador sem-fim 2 com o adaptador 17.

De acordo com o invento o acoplamento 3 dispõe de uma primeira ligação 28 resistente à torção que não transmite 6

ΕΡ 2 121 279 /PT força axial ao adaptador 17 ou ao transportador de parafuso sem-fim 2. Nas Fig. 2 e 3 esta ligação 28 é, por exemplo, um dentado longitudinal entre o elemento de ligação 18 e o adaptador 17. Neste elemento ligação 18 é aplicado o veio de accionamento 1 na região exterior sobre o sensor de força 15. 0 deslocamento da força de torção decorre, por conseguinte, como apresentado na Fig. 3, ao longo da linha continua ATi, do veio de accionamento 1 na região exterior do sensor de força 15, ao longo da linha a tracejado T no elemento de ligação 18 e o dentado longitudinal 28 como ligação resistente à torção directamente ou através do adaptador 17 para o transportador de parafuso sem-fim 2 e, seguidamente, ao longo da linha continua AT2.

Igualmente de acordo com o invento, o acoplamento 3 dispõe de uma segunda ligação 29 resistente à pressão entre o veio de accionamento 1 e o transportador sem-fim 2. Esta ligação 29 resistente à pressão não transmite qualquer binário e está desacoplada mecanicamente da primeira ligação 28. Nesta forma de execução esta ligação 29 é formada, de preferência, a partir de um êmbolo mergulhador temperado 27, entre o sensor de força 15 e o parafuso sem-fim 2. Esta ligação pode, naturalmente, ser aperfeiçoada directamente como um apoio 29 entre o sensor de força 15 e o transportador de parafuso sem-fim 2. Esta ligação é responsável pela transmissão de força do parafuso sem-fim 2 para o sensor de força 15 e não transmite qualquer torção. 0 deslocamento de força da força axial decorre, por conseguinte, de acordo com o representado na Fig. 3, ao longo da linha continua AT do veio de accionamento 1 para a região exterior do sensor de força 15, depois ao longo da linha de pontos A na região interior do sensor de força 15 directamente ou no êmbolo mergulhador 27 para o transportador de parafuso sem-fim e finalmente ao longo da linha continua AT2. 0 sensor de força 15 compreende um elemento de medição 16 para absorção das forças axiais durante uma medição. Este elemento de medição 16 está, disposto de acordo com o invento, na parte do deslocamento da força A da força axial, que também não se situa no deslocamento de força T da força de torção. Assim, o mesmo está disposto desacoplado da força de torção. Com isto, é assegurado que não actuam quaisquer 7

ΕΡ 2 121 279 /PT forças de torção no elemento de medição 16, as quais poderiam adulterar a medição. 0 elemento de medição 16 pode, por exemplo, ser formado como medidor de tensões de dilatação 16.

Em vez deste medidor de tensões de dilatação 16, pode também ser utilizado qualquer outro tipo de elemento de medição 16 adequado, que pode determinar a força provocada pela pressão do injector no acoplamento 3. A utilização de uma célula de carga cilíndrica ou de uma célula de carga de diafragma, como elemento de medição 16 disposta, por exemplo, centralmente na região do êmbolo mergulhador, é igualmente muito adequada.

Nesta forma de execução, na parte de trás do sensor de força 15 está aplicada uma flange 19, a qual está aplicado por meio dos rolamentos de esferas 21 numa caixa de estator 20, através do que é possibilitada a rotação do acoplamento 3. Esta flange 19 está agora ligada ao veio de accionamento 1, o qual como descrito na Fig. 1, pode ser colocado em funcionamento pelos motores 4, 5 com um movimento de rotação e em translação.

Com isto, também as ligações entre o elemento de ligação 18 e o sensor de força 15, entre o sensor de força 15 e o flange 19 e entre o flange 19 e o veio de accionamento 1, têm de ser resistentes à torção e também resistentes à pressão, de preferência, também resistentes à tracção.

No acoplamento 3, por exemplo, na flange 19 pode agora ser aplicado um pré-amplificador 24, o qual através de fios condutores de medição 25 está ligado, por um lado, ao medidor de tensões de dilatação 16 e, por outro lado, a uma primeira bobina 22. Esta primeira bobina 22 está disposta directamente oposta a uma segunda bobina 23, que está aplicada na caixa do estator 20. Assim, os valores da medição pré-amplifiçados podem ser transmitidos por telemetria da primeira bobina 22 para a segunda bobina 23. A partir desta segunda bobina 23, os valores da medição podem ser transmitidos, de forma convencional por meio de um outro fio condutor de medição 25 para um amplificador 26 e, seguidamente, para uma unidade de 8

ΕΡ 2 121 279 /PT avaliação ou para um comando de máquina, em que o amplificador 26 pode ser aplicado junto ou directamente na caixa do estator 20.

Outros tipos de transmissão sem fios dos valores da medição são também possíveis do acoplamento 3 rotativo para uma unidade de avaliação.

Lista de símbolos de referência 7 1 Veio de accionamento, veio 2 Parafuso sem-fim 3 Acoplamento 4 Motor para rotação 5 Motor para translação (Avanço/retorno) 6 Cavidade 7 Placa de fixação 8 Canal do injector 9 Injector 10 Unidade de alimentação 11 Accionador de correia 12 Engrenagem 13 Sensor de pressão do injector 14 Sensor de força 15 Sensor de força (disposição de acordo com o invento) 16 Elemento de medição, medidor de tensões de dilatação 17 Adaptador 18 Elemento de ligação 19 Flange 20 Caixa do estator 21 Rolamento de esferas 22 Primeira bobina 23 Segunda bobina 24 Pré-amplificador 25 Fios condutores, fios condutores de medição 26 Amplificador 27 Êmbolo mergulhador 28 Ligaçao resistente à torção, dentado longitudinal 29 Ligação resistente à pressão, apoio axial AT Deslocamento da força comum da força de força axial torção (. 9

ΕΡ 2 121 279 /PT A Deslocamento de força da força axial, que também não está no deslocamento de força da força de torção T Deslocamento de força da força de torção que também não está no deslocamento de força da força axial

Lisboa, 2013-05-22

Claims

ΕΡ 2 121 279 /PT 1/2 REIVINDICAÇÕES 1 - Acoplamento (3) para uma instalação de moldação por injecção de plástico, o qual liga um veio de accionamento (1) a um transportador de parafuso sem-fim (2), em que o acoplamento compreende, pelo menos, um sensor de força (15) com um elemento de medição (16) para determinação indirecta da pressão do injector, caracterizado por compreender uma primeira ligação (28) resistente à torção, que não transmite força axial e uma segunda ligação (29), resistente à pressão, desacoplada mecanicamente da primeira ligação (28) , que não transmite binário, entre o veio de accionamento (1) e o transportador de parafuso sem-fim (2), em que o elemento de medição (16) está disposto no deslocamento da força (A) da segunda ligação (29) resistente à pressão, que também não está no deslocamento da força T da primeira ligação (28).
2 - Acoplamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sensor de força ser baseado no medidor de tensões de dilatação (16).
3 - Acoplamento de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por poderem ser montados no acoplamento parafusos sem-fim (2) com diferentes tamanhos.
4 - Acoplamento de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender um adaptador permutável (17) para aplicação resistente à torção, bem como de montagem resistente à pressão e à tracção de um parafuso sem-fim (2) de um diâmetro desejado.
5 - Acoplamento de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por os valores medidos pelo sensor de força (15) poderem ser transmitidos por telemetria.
6 - Acoplamento de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por os valores poderem ser transmitidos por um par de bobinas (22, 23) opostas entre si, em que uma das bobinas (22) está montada no acoplamento. ΕΡ 2 121 279 /PT 2/2
7 - Acoplamento de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por estar montado um pré-amplificador (24) dentro ou no acoplamento.
8 - Acoplamento de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por um amplificador (26) estar montado dentro ou junto de uma caixa de estator do acoplamento. Lisboa, 2013-05-22