ES2348901B1 - Dispositivo para la succión de aire en cavidades de moldes de inyección y la posterior expulsión de las piezas moldeadas en dichas cavidades. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la succión de aire en cavidades
de moldes de inyección y la posterior expulsión de las piezas
moldeadas en dichas cavidades.
Este dispositivo es aplicable en moldes de
inyección con una o más cavidades (2) de inyección provistas de un
conducto de evacuación (3) de aire provisto de una válvula de cierre
(4). Este dispositivo comprende un cilindro neumático (5) y un
eyector Venturi (6), conectados a una primera boca (71) para la
introducción de un flujo de aire a presión que provoca
simultáneamente la apertura de la válvula de cierre (4) y la
extracción, por la acción del eyector Venturi (6), del aire
contenido en la cavidad (2) del molde momentos antes de la inyección
de material plástico en el interior de dicha cavidad del molde.
Description
Dispositivo para la succión de aire en cavidades
de moldes de inyección y la posterior expulsión de las piezas
moldeadas en dichas cavidades.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para la succión del aire en cavidades de moldes de
inyección y la posterior expulsión de las piezas moldeadas en dichas
cavidades.
Esta invención es aplicable a la industria del
moldeado de piezas de material plástico por inyección, y más
concretamente al sector de la inyección de moldes y procesos de
moldeado por inyección.
Un molde de inyección puede tener una o varias
cavidades de figura, y durante el proceso de inyección el material
plástico, debidamente fundido, es introducido a presión, a través de
una boca o punto de inyección, en cada una de las cavidades del
molde, con lo que se consigue el llenado completo de cada
cavidad.
El molde lleva incorporados unos circuitos de
refrigeración debidamente diseñados, a fin de volver a enfriar la
masa fundida, y poder desmoldear las piezas del molde en estado
sólido.
Durante el proceso de inyección, la materia
plástica fundida, va presionando el aire que está encerrado dentro
de la propia cavidad del molde, comprimiendo y obligándole a salir
forzadamente, a través de los propios expulsores y de pequeños
mecanizados hechos para este fin, así como las zonas de postizos que
pueda tener cada cavidad.
Todo este proceso, requiere en muchos casos un
aumento, de la temperatura de la masa plástica y una mayor presión
de inyección, a fin de que pueda llenarse toda la cavidad del molde,
principalmente en zonas de difícil configuración y, por tanto un
mayor tiempo de enfriamiento del material plástico antes de poder
desmoldear la pieza debidamente solidificada.
En muchos casos, debido al exceso de temperatura
y presión que se aplica a la materia plástica para llenar la
cavidad, se producen tensiones internas en la propia pieza, con lo
que la estabilidad dimensional queda perjudicada, repercutiendo
negativamente en la calidad final del producto.
Son conocidas algunas soluciones que permiten la
salida de aire del contenido en la cavidad del molde, impidiendo,
sin embargo, la salida del material plástico inyectado, como son
materiales porosos o postizos de varias piezas, que permiten una
micro porosidad, el principal inconveniente de estos sistemas, es
que se taponan con mucha facilidad y se requiere de un servicio de
mantenimiento muy continuado, lo que entorpece y encarece la
producción.
Estas soluciones incluyen la definición en el
molde de uno o más conductos de evacuación de aire, a través de unas
válvulas que disponen de la correspondiente boca de acceso a la
cavidad en una zona lo más alejada posible del punto de inyección;
estas válvulas no son aptas para todos los materiales, y en todos
los casos requieren de unos desniveles o escalones en la superficie
interior de la pieza.
También es conocida la disposición en la boca de
acceso del conducto de evacuación a la cavidad del molde de una
válvula de cierre que tiende a mantenerse en una posición de
apertura por la acción de un muelle. Esta válvula de cierre permite
la evacuación del aire y se cierra automáticamente cuando la presión
del material inyectado vence el empuje del muelle, evitando entonces
la salida de dicho material inyectado por el conducto de
evacuación.
Estos moldes presentan diversos inconvenientes
relacionados con los medios de evacuación del aire, siendo de
destacar que el material que se inyecta actúa de émbolo empujando el
aire por el conducto de evacuación, lo cual exige una mayor presión
de inyección; y que el material inyectado se enfríe con más
facilidad al estar en contacto con el aire; siendo por tanto
necesario inyectar dicho material a mayor temperatura, con el
consiguiente gasto energético.
Para conseguir una mayor efectividad en la
evacuación del aire es preciso que la válvula de cierre del conducto
de evacuación se encuentre situada en una zona de la cavidad del
molde lo más alejada posible de la boca de inyección, llegando el
material fundido a esta zona con menor fluidez. Durante el proceso
es necesario invertir más energía y costos de fabricación para
obtener la pieza.
En todos estos sistemas actuales, la evacuación
del aire de la cavidad es realizado por el propio empuje de la
materia plástica, por lo que la temperatura y la presión de
inyección son habitualmente alterados para permitir este fin.
Estos procesos afectan a la calidad de la pieza
obtenida, ya que quedan burbujas de aire atrapadas en las piezas
moldeadas, y se forman holguras en determinadas configuraciones. La
extracción inadecuada del aire produce surcos en las caras
exteriores de las piezas inyectadas y durante el llenado del molde
el material inyectado se ve sometido a unas tensiones que provocan
imperfecciones y deformaciones en las piezas obtenidas.
Para la expulsión de la pieza de la cavidad, son
usados normalmente unos expulsores que, debidamente distribuidos,
permiten la extracción de la pieza, una vez solidificada.
El dispositivo de la invención es aplicable en
aquellos moldes de inyección destinados a la conformación de piezas
de material plástico y que comprenden unas piezas que delimitan en
una posición de cierre del molde una o más cavidades de inyección
provistas de, al menos: una boca o punto de inyección para la
introducción del material plástico en estado fluido, y al menos un
conducto de evacuación de aire provisto de una válvula de cierre
desplazable entre una posición de apertura y una posición de
cierre.
Este dispositivo presenta unas características
técnicas que permiten su accionamiento mediante aire a presión, y
conseguir una infinidad de ventajas sobre los procesos
tradicionales, como por ejemplo: disminuir la presión de inyección,
bajar la temperatura de inyección, aumentar los ciclos de
producción, reducir costes del producto, aumentar el aspecto visual
de las piezas, una estabilidad dimensional bien controlada y una
mayor resistencia mecánica.
De acuerdo con la invención, el dispositivo
comprende: - un cilindro neumático para la apertura de la válvula de
cierre desplazable, que tiende a mantenerse en una posición de
cierre por la acción de un resorte, y - un eyector Venturi conectado
al conducto de evacuación de aire, encontrándose conectados el
cilindro neumático y el eyector Venturi a una primera boca para la
introducción de un flujo de aire a presión que provoca
simultáneamente la apertura de la válvula desplazable y la
extracción del aire contenido en la cavidad del molde momentos antes
de la inyección de material plástico en el interior de la cavidad
del molde.
El mencionado cilindro neumático se encuentra
asociado a un muelle de empuje que tiende a mantenerlo en una
posición inoperante.
Este dispositivo simplifica notablemente la
construcción del molde y la extracción del aire contenido en la
cavidad del molde, ya que basta con introducir aire a presión a
través de la primera boca mencionada para conseguir la apertura de
la válvula de cierre y la succión del aire contenido en la cavidad
del molde por efecto del eyector Venturi.
En el mismo momento que se corta la entrada de
aire a presión a través de la primera boca, se realiza la inyección
de la materia plástica, por lo que el plástico es inyectado en una
cavidad sin aire, provocando que la inyección se realice en unas
condiciones óptimas. Para ello, en ese mismo momento en que se corta
la entrada de aire a presión a través de la primera boca, el
cilindro neumático retorna a la posición inoperante por la acción
del resorte asociado al mismo y la válvula de cierre retorna a la
posición del cierre por la acción del resorte correspondiente,
realizando un cierre estanco que impide la salida, hacia el conducto
de evacuación, del material plástico inyectado en la cavidad del
molde.
En una realización de la invención, el cilindro
neumático se encuentra enfrentado a la válvula de cierre y comprende
un empujador que presenta: en uno de sus extremos una cavidad para
el guiado longitudinal de la válvula de cierre durante su retorno a
la posición de cierre y, en el extremo opuesto un pistón alojado en
una cámara conectada a la primera boca de entrada de aire a
presión.
Cuando el cilindro neumático es desplazado hacia
la posición operativa, el empujador actúa sobre la válvula de cierre
desplazándola hacia la posición de apertura, y cuando dicho cilindro
neumático retorna a la posición inoperante actúa únicamente como
elemento de guiado de la válvula para garantizar su desplazamiento
longitudinal y un cierre hermético del conducto de evacuación, dado
que la válvula retorna por la acción del muelle correspondiente
hacia dicha posición de cierre.
En una realización de la invención, el eyector
Venturi se encuentra definido en una pieza intercambiable que
presenta unas conducciones interiores para la comunicación de la
primera boca de entrada con una boca de conexión del cilindro
neumático y con el eyector Venturi; y la comunicación de dicho
eyector Venturi con una boca de conexión del conducto de evacuación
y con una boca de salida aire al exterior.
Las conducciones interiores y el eyector Venturi
definidos en la mencionada pieza intercambiable están dimensionados
en función del volumen de la cavidad del molde con el fin de
conseguir la succión y extracción de la cavidad del molde de un
caudal de aire proporcional al volumen de dicha cavidad,
garantizando en cualquier caso que la extracción del aire se realice
en un espacio muy corto de tiempo.
De otra parte, esta pieza intercambiable permite
su utilización en los moldes en uso, evitando la definición en cada
molde de las conducciones y del eyector Venturi, lo que redunda en
una reducción de los costes de fabricación del molde.
En una realización de la invención, la
mencionada pieza intercambiable comprende una segunda boca de
entrada comunicada con la boca de conexión del conducto de
evacuación para la introducción de un flujo de aire a presión que
provoca la apertura de la válvula de cierre y la entrada de aire a
presión en el interior de la cavidad del molde durante la expulsión
de la pieza de material plástico conformada en el molde de
inyección.
La introducción de este flujo de aire a presión
a través de la segunda boca de entrada provoca la creación de un
colchón de aire entre el molde y la base de la pieza inyectada, y
consiguientemente una expulsión neumática de dicha pieza.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las
características de la invención, se acompaña a la presente memoria
descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo
y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
- La figura 1 muestra una vista en alzado del
dispositivo de la invención aplicado en un molde de inyección, que
se ha seccionado por un plano vertical, en la que se ha representado
el dispositivo en posición inoperante.
- La figura 2 muestra una vista de perfil del
molde de la figura anterior en la que se puede observar frontalmente
la pieza intercambiable, seccionada por un plano vertical para
permitir la observación del eyector Venturi y de las conducciones
definidas en su interior.
- La figura 3 muestra una vista en planta
superior de la pieza intercambiable seccionada por un plano
horizontal.
- La figura 4 muestra una vista en alzado de un
ejemplo de realización del cilindro neumático, seccionado
parcialmente por un plano vertical y aplicado a un molde de
inyección.
- La figura 5 muestra una vista análoga a la
anterior durante la introducción de un flujo de aire a presión a
través de la primera boca de entrada, en la que se puede observar el
cilindro neumático en posición operativa y la válvula de cierre en
la posición de apertura durante la succión del aire contenido en la
cavidad del molde por parte del eyector Venturi.
- La figura 6 muestra una vista análoga a la de
la figura anterior durante la introducción de un flujo de aire a
presión por la segunda boca de entrada, provocando la apertura de la
válvula de cierre y la introducción de aire en la cavidad del molde
durante la expulsión de la pieza conformada en su interior.
En el ejemplo de realización mostrado en la
figura 1, el dispositivo de la invención se encuentra aplicado en un
molde de inyección (1) destinado a la conformación de piezas de
material plástico y que dispone de al menos una cavidad de inyección
(2) provista de: una boca o punto de inyección para la introducción
del material plástico caliente en estado fluido y al menos un
conducto de evacuación (3) de aire provisto de una válvula de cierre
(4) desplazable entre una posición de apertura y una posición de
cierre. Dicha válvula de cierre (4) se encuentra asociada a un
resorte (41) que tiende a mantenerla en una posición de cierre y
enfrentada a un cilindro neumático (5) que también tiende a
mantenerse en una posición inoperante por la acción de un resorte
(51) representado en las figuras 4, 5 y 6.
El conducto de evacuación (3) se encuentra
conectado a un eyector Venturi (6), representado en las figuras 2 y
3, definido en el interior de la pieza intercambiable (7).
Tanto el mencionado eyector Venturi (6) como el
cilindro neumático (5) se encuentran conectados a una primera boca
(71), definida en la pieza intercambiable (7), para la introducción
de un flujo de aire a presión que provoca simultáneamente la
apertura de la válvula de cierre (4) y la extracción del aire
contenido en la cavidad (2) del molde por efecto del eyector Venturi
(6), tal como se muestra en la figura 6.
En las figuras 4, 5 y 6, se ha representado
seccionado el cilindro neumático (5) que, en este ejemplo de
realización, comprende un empujador (52) que presenta en uno de sus
extremos una cavidad (53) para el montaje guiado y con posibilidad
de desplazamiento longitudinal de la válvula de cierre (4),
encontrándose fijado el extremo opuesto del empujador (52) a un
pistón (54) alojado en una cámara (11) conectada a la primera boca
(71) de entrada de aire a presión.
Como se puede observar en las figuras 2 y 3, la
pieza intercambiable (7) presenta una conducción interior (72) que
comunica la primera boca (71) de entrada de aire a presión con una
boca de conexión (73) de la cámara (11) de accionamiento del
cilindro neumático (5) y con el eyector Venturi (6); una conducción
interior (74) que comunica dicho eyector Venturi (6) con una boca de
conexión (75) del conducto de evacuación (3); y una conducción
interior (76) que comunica el eyector Venturi con una boca de salida
(77) de aire al exterior, provista de un filtro silenciador (8).
Cuando se introduce aire a presión por la
primera boca (71) de la pieza intercambiable, éste es conducido
hacia la cámara (11) provocando el accionamiento del cilindro
neumático (5) y la apertura de la válvula de cierre (4), y hacia el
eyector Venturi (6) que provoca por efecto Venturi la succión del
aire contenido en la cavidad (2) del molde y su conducción al
exterior a través de la boca de salida (76), tal como se muestra en
la figura 6.
Cuando se deja de introducir aire a presión por
la primera boca (71) de la pieza intercambiable (7) el cilindro
neumático (5) y la válvula de cierre retornan respectivamente a la
posición inoperante y a la posición de cierre, representadas en la
figura 1, por la acción de los respectivos resortes (51 y 71),
impidiendo que el material plástico, en estado fluido, inyectado en
la cavidad (2) pase al conducto de evacuación (3).
Adicionalmente, la pieza intercambiable (7)
comprende una segunda boca (78) para la introducción de aire a
presión durante la fase de expulsión de la pieza conformada en el
interior de la cavidad (2) del molde (1).
Como se puede observar en las figuras 2 y 3,
esta segunda boca (78) se encuentra conectada por medio de la
conducción interior (74) con la boca de conexión (75) del conducto
de evacuación (3), de forma que al introducir aire a presión por
dicha segunda boca (78), el propio empuje del aire provoca la
apertura de la válvula de cierre (4) y la introducción de aire a
presión en la cavidad (11) del molde, tal como se muestra en la
figura 6, para conseguir la expulsión de la pieza de plástico
conformada en la cavidad del molde.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza
de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se
hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma,
tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser
modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las
características esenciales de la invención que se reivindican a
continuación.
Claims (4)
1. Dispositivo para la succión del aire en
cavidades de moldes de inyección y la posterior expulsión de las
piezas moldeadas en dichas cavidades; aplicable en aquellos moldes
de inyección destinados a la conformación de piezas de material
plástico y que comprenden unas piezas que delimitan en una posición
de cierre del molde (1) una o más cavidades de inyección (11)
provistas de, al menos: una boca o punto de inyección para la
introducción del material plástico caliente en estado fluido y al
menos un conducto de evacuación (12) de aire provisto de una válvula
de cierre (4) desplazable entre una posición de apertura y una
posición de cierre; caracterizado porque comprende: - un
cilindro neumático para la apertura de la válvula de cierre
desplazable que tiende a mantenerse en una posición de cierre por la
acción de un resorte, y - un eyector Venturi conectado al conducto
de evacuación de aire; y porque el cilindro neumático y el eyector
Venturi se encuentran conectados a una primera boca para la
introducción de un flujo de aire a presión que provoca
simultáneamente la apertura de la válvula de cierre y la extracción
del aire contenido en la cavidad del molde momentos antes de la
inyección de material plástico en el interior de la cavidad del
molde.
2. Dispositivo, según la reivindicación
anterior, caracterizado porque el cilindro neumático se
encuentra enfrentado a la válvula de cierre (4) y comprende un
empujador que presenta en uno de sus extremos unos medios para
guiado longitudinal de la válvula de cierre durante su
desplazamiento hacia la posición de cierre y, en el extremo opuesto
un pistón alojado en una cámara conectada a la primera boca de
entrada de aire a presión.
3. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el eyector
Venturi se encuentra definido en una pieza intercambiable que
presenta unas conducciones interiores que comunican la primera boca
de entrada con una boca de conexión con el cilindro neumático y con
el eyector Venturi; y dicho eyector Venturi con una boca de conexión
del conducto de evacuación y con una boca de salida de aire al
exterior.
4. Dispositivo, según la reivindicación 3;
caracterizado porque la pieza intercambiable comprende una
segunda boca de entrada, comunicada con la boca de conexión con el
conducto de evacuación para la introducción de un flujo de aire a
presión que provoca la apertura de la válvula de cierre y la entrada
de aire a presión en el interior de la cavidad del molde durante la
expulsión de la pieza de material plástico conformada en el molde de
inyección.
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2010
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