ES2302891T3 - Metodo para fabricar objetos de rotacion simetrica hechos de material polimerico. - Google Patents
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Abstract
Un método para fabricar objetos de revolución hechos de material polimérico, particularmente pero no exclusivamente para reductores y conectores para tubos o similares, comprendiendo los pasos de: realizar una extrusión en caliente de una tira (13) de material polimérico de anchura y grosor preestablecidos, enrollar dicha tira (13) de material polimérico sobre un tambor rotatorio (14) para formar un cuerpo toroidal (15) que tiene diámetros interiores y exteriores preestablecidos, el grosor de dicho cuerpo toroidal estando determinado por un contratambor (16) que está dispuesto encima de dicho tambor (14) y paralelo a él a una distancia ajustable, insertar dicho cuerpo toroidal (15) en un molde (23), cuyas partes (24, 25) forman una cavidad formada como un cuerpo de revolución, cerrar las partes (24, 25) de dicho molde (23) con una fuerza de cierre dada, esperar para la formación del objeto de revolución mediante el enfriamiento dentro del molde, abrir el molde y sacar el objeto de revolución fabricado.
Description
Método para fabricar objetos de rotación
simétrica hechos de material polimérico.
La presente invención hace referencia a un
método para fabricar objetos de revolución hechos de material
polimérico, particularmente pero no exclusivamente para reductores
y conectores de tubos o similares.
Los procesos de moldeo por inyección son
utilizados en la actualidad para fabricar objetos de revolución
hechos de material polimérico, tales como por ejemplo reductores y
conectores para tubos.
Estos objetos, una vez moldeados, deben ser
reelaborados para realizar la rectificación dimensional de la parte
con el fin de estar dentro de la gama de tolerancia requerida por
los estándares internacionales.
Estos objetos, generalmente hechos de
polietileno o polipropileno, tienen dimensiones extremadamente
variables, con un diámetro exterior comprendido por ejemplo entre
20 mm y 1500 mm y una longitud comprendida por ejemplo entre 60 mm
y 200 mm.
En vista de las grandes dimensiones máximas que
estos objetos pueden alcanzar, es evidente que su fabricación
requiere moldes muy grandes y de modo acorde requieren prensas de
moldeo por inyección muy potentes y grandes.
El coste de estas máquinas y equipo es muy
elevado y no todas las empresas son capaces de amortizar estos
costes con su propia producción.
Otra forma de fabricar estos objetos es empezar
a partir de planchas de polipropileno o polietileno de dimensiones
adecuadas y obtener el objeto acabado mediante el mecanizado con
formación de viruta.
Este método operativo es extremadamente caro si
se compara con el coste de la fabricación por moldeo por inyección
(una vez que los costes de planta han sido amortizados).
Además de la necesidad de trabajar empezando a
partir de una pieza troquelada (que tiene un coste sustancialmente
mayor que la materia prima original), los tiempos de fabricación son
mucho más largos y hay un número mucho mayor de rechazos.
WO 92/16370 muestra un método de realizar una
preforma para un producto a partir de materiales plásticos de
desecho, el método comprendiendo los pasos de preparar una mezcla de
los materiales de desecho incluyendo proporciones significativas de
PET y PE, extrusionando la mezcla en una plancha, pasando la plancha
mientras aún está blanda entre rodillos con una capa de refuerzo y
aplicar presión para crear una lámina de la plancha y capa para
unir la plancha y la capa, cortar la lámina en longitudes
seleccionadas mientras se mantiene la lámina lo suficientemente
caliente para hacer que la plancha sea lo suficientemente
deformable, enrollando cada una de las longitudes seleccionadas en
preformas intermedias individuales teniendo secciones transversales
esencialmente redondas con la plancha y la capa definiendo espirales
paralelas en la preforma, colocando la preforma en un molde
definiendo la forma final seleccionada de dicho producto alargado, y
aplicando calor y presión al molde para formar la forma con la
forma deseada.
El objetivo de la presente invención es proveer
un método para fabricar objetos de revolución hechos de material
polimérico, particularmente pero no exclusivamente para reductores y
conectores para tubos o similares, que solucionen los problemas
señalados en los métodos conocidos.
Dentro de este objetivo, un objeto de la
presente invención es proveer un método para fabricar objetos de
revolución hechos de material polimérico, particularmente pero no
exclusivamente para reductores y conectores de tubos o similares,
que tenga costes competitivos respecto al moldeo por inyección.
Otro objeto de la presente invención es proveer
un método para fabricar objetos de revolución hechos de material
polimérico, particularmente pero no exclusivamente para reductores y
conectores para tubos o similares, que pueden ser fabricados con
equipo y tecnologías de bajo coste y conocidos.
Este objetivo y este y otros objetos que
resultarán aparentes de mejor modo a continuación se consiguen
mediante un método para fabricar objetos de revolución hechos de
material polimérico, particularmente pero no exclusivamente para
reductores y conectores de tubos o similares, que consiste en:
- -
- realizar una extrusión en caliente de una tira de material polimérico de anchura y grosor establecidos,
- -
- enrollar dicha tira de material polimérico en un tambor rotatorio para formar un cuerpo toroidal que tiene diámetros interiores y exteriores preestablecidos, el grosor de dicho cuerpo toroidal estando determinado por un contratambor que está dispuesto encima de dicho tambor y paralelo a él a una distancia ajustable,
- -
- insertar dicho cuerpo toroidal en un molde, cuyas partes forman una cavidad formada como un cuerpo de revolución,
- -
- cerrar las partes de dicho molde con una fuerza de cierre dada,
- -
- esperar para la formación del objeto mediante el enfriamiento dentro del molde,
- -
- abrir el molde y extraer el objeto fabricado.
Otras características y ventajas de la invención
resultarán aparentes de mejor modo a partir de la siguiente
descripción detallada de un ejemplo de realización preferido pero
no exclusivo suyo, ilustrado mediante ejemplo no limitador en los
dibujos que acompañan en los que:
La Figura 1 es una vista parcialmente de sección
de un primer objeto que puede ser fabricado con el método según la
invención;
La Figura 2 es una vista parcialmente de sección
de un segundo objeto que puede ser fabricado con el método según la
invención;
La Figura 3 es una vista parcialmente de sección
de un tercer objeto que puede ser fabricado con el método según la
invención;
La Figura 4 es una vista esquemática del equipo
para realizar el método según la invención;
La Figura 5 es una vista esquemática de sección
de un molde asociado con una prensa mecánica para realizar el
método según la invención.
Con referencia a las figuras, un aparato para
realizar un método para fabricar objetos de revolución hechos de
material polimérico, según la invención, comprende una extrusora 11,
un cabezal de extrusión 12 del cual sale una tira 13 hecha de
material polimérico, tal como por ejemplo polietileno de alta
densidad o, como alternativa, polipropileno.
La temperatura de salida de la tira es
sustancialmente la misma que la temperatura a la que el material
polimérico es llevado adentro de la estructura 11 (por ejemplo
aproximadamente 200ºC para polietileno).
La tira 13 es enrollada en un tambor rotatorio
14 para formar un cuerpo toroidal 15 cuyo grosor está determinado
por un contratambor 16, que está dispuesto encima del tambor 14 y
paralelo a él a una distancia ajustable preestablecida.
El tambor rotatorio está pivotado en un marco 17
y es accionado mediante un motor eléctrico 18.
El contratambor 16 está pivotado a dos postes
19, que están conectados en una región superior mediante una viga
20 y que pueden deslizarse sobre correspondientes guías formadas en
una porción que sobresale 21 del marco 17 que está dispuesta encima
del tambor 14 y paralela a él.
Un cilindro neumático 22 actúa entre la porción
que sobresale 21 y la viga 20 y permite ajustar la distancia del
contratambor 16 respecto del tambor 14.
Durante el enrollado, el grosor del cuerpo
toroidal 15 aumenta a cada giro hasta que alcanza el valor
preestablecido.
El cilindro 22 permite al contratambor 16
permanecer siempre en contacto con la tira 13, elevándose
continuamente en la misma extensión que el crecimiento del grosor
de dicha tira.
La anchura de la tira 13 está preferiblemente
comprendida entre 60 y 300 mm, mientras que su grosor está
comprendido preferiblemente entre 4 y 10 mm.
Una vez que el cuerpo toroidal 15 ha sido
obtenido, es extraído del tambor rotatorio e insertado en un molde
23.
El cuerpo toroidal 15, cuando se inserta en el
molde 23, tiene una temperatura que es de unas decenas de grados
inferior que la temperatura de extrusión de la tira 13.
Las partes inferiores y superiores 24 y 25 del
molde 23, cuando se acoplan entre sí, forman una cavidad que está
formada como un cuerpo de revolución que sustancialmente tiene la
forma del objeto acabado a ser fabricado, por ejemplo un reductor
26 mostrado en la figura 3 u opcionalmente un tubo largo con pestaña
abocinada 27 mostrado en la Figura 1 o un tubo corto con pestaña
abocinada 28 mostrado en la Figura 2.
El molde 23 está asociado con una prensa
mecánica 23a de tipo común y es refrigerado por agua.
Las partes del molde 24 y 25 están cerradas con
una fuerza de cierre dada, subsiguientemente esperando mientras el
objeto pretendido se forma.
Dentro del molde 23, el objeto es enfriado.
Después de un tiempo preestablecido, el molde 23
es abierto y el objeto es extraído (por ejemplo a una temperatura
de 80-100ºC).
En este punto hay una espera por un tiempo
preestablecido (que puede variar sustancialmente dentro de un
intervalo predefinido) requerido para conseguir la estabilidad
dimensional de dicho objeto, colocándolo para enfriar a temperatura
ambiente.
Fuera del molde, el objeto de hecho empieza a
calentarse externamente, puesto que el calor residual dentro de él
tiende a escaparse.
Este calentamiento externo alcanza un máximo y
luego disminuye.
Esto es seguido finalmente por un paso para la
rectificación del objeto para eliminar el material excedente
sustancialmente respecto de las dimensiones nominales, por ejemplo
mediante el girado.
En la práctica se ha descubierto que la
invención descrita de este modo soluciona los problemas señalados
en los métodos conocidos para fabricar objetos de revolución.
En particular, la presente invención provee un
método para fabricar objetos de revolución hechos de material
polimérico, particularmente pero no exclusivamente para reductores y
conectores para tubos o similares, que utiliza equipo barato y
común.
Además, los tiempos de producción para un único
objeto de revolución son más cortos que el tiempo de producción
global del mismo objeto producido por moldeo por inyección.
Además, el estiramiento unidireccional de la
tira de material polimérico aumenta las características de fuerza
mecánica del objeto; esto es verificado en particular en materiales
poliméricos cristalinos, tales como el polietileno y
polipropileno.
La invención concebida de este modo es
susceptible de numerosas modificaciones y variaciones, todas ellas
estando dentro del ámbito de las reivindicaciones anexadas; todos
los detalles pueden además ser reemplazados por otros elementos
técnicamente equivalentes.
En la práctica, los materiales empleados, con la
condición de que sean compatibles con el uso específico, así como
las dimensiones, pueden ser cualesquiera según los requisitos y el
estado de la técnica.
Donde los elementos técnicos mencionados en
cualquier reivindicación estén seguidos por signos de referencia,
esos signos de referencia se han incluido con el único objetivo de
aumentar la inteligibilidad de las reivindicaciones y de modo
acorde, tales signos de referencia no tienen efecto limitador alguno
sobre la interpretación de cada elemento identificado mediante
ejemplo por tales signos de referencia.
Claims (4)
1. Un método para fabricar objetos de revolución
hechos de material polimérico, particularmente pero no
exclusivamente para reductores y conectores para tubos o similares,
comprendiendo los pasos de:
- realizar una extrusión en caliente de una tira (13) de material polimérico de anchura y grosor preestablecidos,
- enrollar dicha tira (13) de material polimérico sobre un tambor rotatorio (14) para formar un cuerpo toroidal (15) que tiene diámetros interiores y exteriores preestablecidos, el grosor de dicho cuerpo toroidal estando determinado por un contratambor (16) que está dispuesto encima de dicho tambor (14) y paralelo a él a una distancia ajustable,
- insertar dicho cuerpo toroidal (15) en un molde (23), cuyas partes (24, 25) forman una cavidad formada como un cuerpo de revolución,
- cerrar las partes (24, 25) de dicho molde (23) con una fuerza de cierre dada, esperar para la formación del objeto de revolución mediante el enfriamiento dentro del molde,
- abrir el molde y sacar el objeto de revolución fabricado.
2. El método según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que comprende, después del paso
de extracción de dicho objeto del molde (23) y después de esperar
por un tiempo preestablecido para conseguir la estabilidad
dimensional de dicho objeto, un paso para la rectificación de dicho
objeto para eliminar el material excedente sustancialmente respecto
de las dimensiones nominales.
3. El método según una o más de las anteriores
reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que dicho
material polimérico es una resina de polipropileno o
polietileno.
4. El método según una o más de las anteriores
reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que la
anchura de dicha tira (13) está comprendida entre 60 mm y 300 mm y
por el hecho de que el grosor de dicha tira (13) está comprendido
entre 4 mm y 10 mm.
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