IT201800003490A1

IT201800003490A1 - Apparecchiatura di stampaggio ad iniezione di materie plastiche

Info

Publication number: IT201800003490A1
Application number: IT102018000003490A
Authority: IT
Inventors: Alessandro Dario; Massimo Rossi; Massimo Bisetto; Nadai Massimo De
Original assignee: Inglass Spa
Priority date: 2018-03-13
Filing date: 2018-03-13
Publication date: 2019-09-13
Also published as: CN110271150B; CN110271150A; US20190283297A1; US10974426B2; EP3539746B1; JP6898954B2; EP3539746A1; JP2019155910A

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo:

“Apparecchiatura di stampaggio ad iniezione di materie plastiche”

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Campo dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce alle apparecchiature di stampaggio ad iniezione di materie plastiche del tipo comprendente uno stampo avente una cavità ed includente almeno una piastra, un distributore a camera calda della materia plastica fluida, almeno un iniettore per l'immissione della materia plastica dal distributore entro la cavità dello stampo, ed un attuatore per comandare l'apertura e la chiusura dell'iniettore.

Più in particolare l'invenzione si riferisce a siffatte apparecchiature di stampaggio in cui l'attuatore che aziona l’iniettore, tipicamente dotato di un otturatore a spina spostabile assialmente fra una posizione di chiusura completa ed una posizione di massima apertura dell'iniettore, consiste in un martinetto a fluido o in un motore elettrico supportato dal distributore.

Stato della tecnica anteriore

Durante il funzionamento dell’apparecchiatura di stampaggio l’attuatore, sia esso pneumatico o idraulico o elettrico, è sottoposto a riscaldamento per effetto del calore del distributore, e tradizionalmente viene raffreddato tramite un autonomo circuito idraulico di refrigerazione. In talune applicazioni, anche caratterizzate da temperature elevate dello stampo, si desidera che l’attuatore, particolarmente nel caso del martinetto a fluido, sia privo di circuito di raffreddamento così da rendere l'apparecchiatura di stampaggio più semplice. Il calore del martinetto deve comunque essere smaltito, e per tale motivo sono state proposte soluzioni in cui il raffreddamento del martinetto è operato mediante scambio termico con la suddetta almeno una piastra dello stampo. Occorre rilevare a questo proposito che con il termine “piastra dello stampo” si intende, nella descrizione e nelle rivendicazioni che seguono, sia la cosiddetta piastra di fissaggio (“clamping plate”) dello stampo, nella sua interezza o in relazione ad un suo componente in quanto essa può essere costituita da più piastre contigue, sia la matrice ovvero la parte fissa dello stampo stesso, sia una piastra del distributore.

Soluzioni in cui il raffreddamento del martinetto a fluido si realizza mediante scambio termico con una piastra metallica dell’apparecchiatura sono note ad esempio dai documenti WO-2009/052611 a nome Mold Masters e dai documenti WO-2011/119791, US-8349244, US-8562336, US-8728378, EP-2550144, EP-2631059, WO-2015/183332, US-9682504, US-2017/0246784, EP-3240666, US-2016/0361856, WO-2016/153608, WO-2016/153632, WO-2016/153703, WO-2016/153704 e WO-2016/153705 a nome Synventive Molding Solutions.

In tutte queste soluzioni note è previsto almeno un organo di spinta elastica, tipicamente costituito da o includente una molla metallica, interposta fra il cilindro del martinetto e la piastra allo scopo di garantirne il contatto di scambio termico indipendentemente da fenomeni di dilatazione termica della camera calda che supporta direttamente o indirettamente il martinetto. L'impiego di organi elastici di spinta è inoltre considerato dalla tecnica nota necessario per non dover imporre lavorazioni di alta precisione della o delle piastre dello stampo contro cui il cilindro dell'attuatore deve essere mantenuto in contatto di scambio termico.

L'impiego di tali organi elastici comporta complicazioni costruttive e quindi costi non trascurabili, e la superficie di scambio termico fra martinetto e piastra resa disponibile da tali organi elastici è generalmente limitata e quindi scarsamente efficiente.

Sintesi dell'invenzione

Lo scopo della presente invenzione è quello di ovviare ai suddetti inconvenienti e di realizzare un'apparecchiatura di stampaggio ad iniezione di materie plastiche del tipo sopra definito che consenta di realizzare un efficiente raffreddamento per scambio termico fra attuatore e piastra dello stampo in modo più semplice, economico e funzionale.

In vista di conseguire tale scopo la caratteristica principale e peculiare dell'invenzione risiede nel fatto che per il raffreddamento dell’attuatore è previsto un corpo cavo di materiale termicamente conduttore che circonda almeno parzialmente l’attuatore in modo assialmente scorrevole ed è mantenuto in contatto di scambio termico con la suddetta almeno una piastra.

Nel caso in cui l’attuatore sia costituito da un martinetto a fluido, tale corpo cavo presenta convenientemente una parete radiale affacciata al cilindro del martinetto e definente una superficie piana in contatto con detta almeno una piastra. Tale parete radiale può essere trattenuta contro la piastra da una forza di attrazione magnetica, da un fluido in pressione ovvero da una spinta pneumatica o idraulica, oppure ancora da una forza motrice elettrica, o loro combinazioni.

L'invenzione è applicabile sia al caso in cui l’attuatore è direttamente fissato alla camera calda, ed in tal caso la suddetta almeno una piastra può consistere nella piastra di fissaggio dello stampo o nella piastra camera calda, oppure esso può essere fissato indirettamente alla camera calda, lateralmente ad essa, e in tal caso la suddetta almeno una piastra è costituita dalla matrice dello stampo o dalla piastra della camera calda.

Breve descrizione dei disegni

L'invenzione verrà ora descritta dettagliatamente con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, nei quali:

- la figura 1 è una vista schematica in elevazione frontale di una parte di un'apparecchiatura di stampaggio ad iniezione di materie plastiche secondo l'invenzione, - la figura 2 è una vista in elevazione laterale della figura 1,

- la figura 3 è una vista prospettica della figura 1, - la figura 4 è una vista in sezione verticale della figura 2,

- la figura 5 mostra in maggiore scala un dettaglio della figura 4,

- la figura 6 mostra una prima variante della figura 4,

- la figura 7 mostra una seconda variante della figura 4,

- la figura 8 mostra in maggiore scala un dettaglio della figura 1,

- la figura 9 è una vista prospettica che mostra una variante della figura 3, e

- la figura 10 è una vista in elevazione della figura 9.

Descrizione dettagliata dell'invenzione

Un'apparecchiatura di stampaggio ad iniezione di materie plastiche comprende convenzionalmente una pressa (non illustrata) per l'invio della materia plastica fluida ad un distributore o camera calda 1 dalla quale la materia plastica viene iniettata entro la cavità di uno stampo (non illustrato) attraverso uno o più iniettori. Ciascun iniettore comprende un otturatore a spina 2 spostabile, relativamente ad un passaggio di iniezione (“gate”) dello stampo, fra una posizione di completa chiusura ed una posizione di massima apertura. Lo spostamento dell'otturatore a spina 2, e quindi l'apertura e chiusura dell'iniettore, sono operati tramite un attuatore che, nel caso della presente invenzione, è costituito da un martinetto a fluido indicato nel suo insieme con 3, pneumatico o idraulico. In alternativa l’attuatore potrebbe consistere in un motore elettrico.

Il martinetto 3 comprende un cilindro 4 e uno stantuffo 20 al quale è connesso, direttamente o indirettamente, l'otturatore a spina 2 ad esempio nel modo rappresentato nelle figure 4, 6 e 7.

Il cilindro 4 del martinetto 3 è supportato dal distributore 1: nel caso delle forme di attuazione rappresentate nelle figure 1 a 8 il cilindro 4 è fissato sul distributore 1 direttamente, tramite un gruppo di fissaggio indicato genericamente con 5. In alternativa il cilindro 4 del martinetto 3 può essere fissato al distributore 1 in modo indiretto, a fianco di questo, come si vedrà nel seguito con riferimento alle figure 9 e 10. Il cilindro 4 è privo di un autonomo circuito di raffreddamento che utilizza convenzionalmente un liquido di refrigerazione, e il suo raffreddamento è operato mediante contatto di scambio termico con una piastra dell'apparecchiatura di stampaggio. Tale piastra può includere una qualunque piastra dello stampo e in particolare, come nel caso delle figure 1 a 8, consiste nella piastra di fissaggio (“clamping plate”) indicata con 6. In alternativa si potrebbe trattare di un componente di tale piastra oppure della piastra camera calda (non rappresentata) o della matrice (non rappresentata) dello stampo nel caso in cui il martinetto sia disposto lateralmente alla camera calda 1, come si vedrà nel caso delle figure 9 e 10.

Si noti che la piastra di fissaggio 6 o altre piastre non raffigurate possono essere dotate di un circuito di raffreddamento a liquido, indicato con 12, o può esserne anche priva.

Per assicurare il contatto di scambio termico fra il cilindro 4 del martinetto 3 e la piastra di fissaggio 6 l'invenzione prevede, in luogo di una organo a molla di spinta come nel caso dell'arte anteriore, un corpo cavo 7 di materiale termicamente conduttore che circonda almeno parzialmente, e di preferenza per un'ampiezza perimetrale sostanziale e quasi completa, il cilindro 4. Questo corpo cavo 7, di materiale termicamente conduttivo, è scorrevole assialmente contro la superficie esterna del cilindro 4 per una corsa di entità limitata tramite una o più bande laterali 8 a forma di C impegnate ad un'estremità con il cilindro 4 e all'estremità opposta, con gioco assiale, entro una scanalatura 9 del corpo cavo 7, come è meglio visibile nella figura 8.

Il corpo cavo 7 presenta una parete radiale di estremità 10 affacciata al fondello 11 del cilindro 4 e definente una superficie piana in contatto planare con la piastra di fissaggio 6.

Per mantenere costantemente la parete 10 del corpo cavo 7 in contatto di scambio termico con la piastra di fissaggio 6 l'invenzione prevede diverse soluzioni alternative tra le quali quella preferita, rappresentata nelle figure 2 a 5, utilizza una forza di attrazione magnetica. A tale effetto nella parete radiale 10 sono incorporati magneti permanenti 13 affacciati alla piastra di fissaggio 6 e con essa cooperanti. Occorre notare che la disposizione potrebbe essere invertita, ovvero si potrebbe prevedere l'incorporazione dei magneti 13 entro la piastra di fissaggio 6.

Le figure 6 e 7 mostrano due varianti in cui il contatto di scambio termico fra il corpo cavo 7 e la piastra di fissaggio 6 viene realizzato mediante un fluido in pressione. La soluzione rappresentata nella figura 6 prevede una spinta pneumatica operata tramite un gas sotto pressione alimentato, tramite un ingresso 14, all'interno di una camera a tenuta 15 formata fra il fondello 11 del cilindro 4 e la parete 10 del corpo cavo 7.

Nel caso della figura 7 il corpo cavo 7 è trattenuto contro la piastra di fissaggio 6 da una spinta idraulica convenientemente operata da parte dello stesso fluido idraulico di azionamento del martinetto 3: a tale effetto la camera a tenuta 15 è posta in comunicazione con l'interno del cilindro 4 attraverso uno o più passaggi 16 formati nel fondello 11.

La stessa disposizione della figura 7 può essere prevista nel caso in cui il martinetto 3 sia azionato pneumaticamente anziché idraulicamente.

Secondo un'ulteriore soluzione alternativa non rappresentata nei disegni il contatto di scambio termico fra il corpo cavo 7 e la piastra di fissaggio 6 può essere realizzato tramite una forza motrice elettrica, ovvero tramite un attuatore elettrico configurato per spingere, attraverso una trasmissione alla portata del tecnico del ramo, la parete trasversale 10 contro la piastra 6.

Occorre rilevare che le diverse alternative sopra descritte potrebbero anche essere combinate fra loro: così la spinta pneumatica, la spinta idraulica e la forza motrice elettrica potrebbero essere abbinate fra loro e /o all’attrazione magnetica.

Come già anticipato il martinetto a fluido 3 può essere fissato, anziché direttamente sulla camera calda 1, lateralmente a questa nel modo ad esempio rappresentato nelle figure 9 e 10. In tal caso il martinetto 3 con il corpo cavo 7 è portato da un supporto 17 includente una trasmissione meccanica per l'azionamento dell'otturatore a spina 2 dell'iniettore (non visibile in queste figure). La parete radiale 10 del corpo cavo 7 è in questo caso mantenuta in contatto di scambio termico, mediante una o più delle alternative descritte precedentemente, con una piastra dello stampo diversa dalla piastra di fissaggio 6 e consistente, ad esempio, nella matrice stessa dello stampo o nella piastra della camera calda, entrambe non rappresentate in quanto note al tecnico del ramo.

Apparirà evidente da quanto precede che l'invenzione è in grado di assicurare, durante il funzionamento dell’apparecchiatura di stampaggio, un’efficiente dissipazione del calore del martinetto 3 in modo costruttivamente semplice ed economico.

Naturalmente i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione così come definita nelle rivendicazioni che seguono. Così, ad esempio, l’invenzione è anche applicabile al caso in cui l’attuatore dell’iniettore sia costituito da un motore elettrico anziché da un martinetto a fluido.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura di stampaggio ad iniezione di materie plastiche comprendente uno stampo includente almeno una piastra (6), un distributore a camera calda (1) della materia plastica fluida, almeno un iniettore (2) per l’iniezione della materia plastica dal distributore (1) entro lo stampo, ed un attuatore (3) per comandare l'apertura e la chiusura dell'iniettore (2), in cui l'attuatore (3) è supportato dal distributore (1) ed il suo raffreddamento è operato mediante contatto di scambio termico con detta almeno una piastra (6), caratterizzata dal fatto che per il raffreddamento dell’attuatore (3) è previsto un corpo cavo (7) di materiale termicamente conduttore che circonda almeno parzialmente l’attuatore (3) in modo assialmente scorrevole ed è mantenuto in contatto di scambio termico con detta almeno una piastra (6).
2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, in cui l’attuatore consiste in un martinetto a fluido (3) avente un cilindro (4), caratterizzata dal fatto che detto corpo cavo (7) presenta una parete radiale (10) affacciata a detto cilindro (4) e definente una superficie in contatto planare con detta almeno una piastra (6).
3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta parete radiale (10) è trattenuta contro detta almeno una piastra (6) da una forza di attrazione magnetica.
4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che almeno una fra detta parete radiale (10) e detta almeno una piastra (6) incorpora almeno un magnete permanente (13).
5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta parete radiale (10) è trattenuta contro detta almeno una piastra (6) da un fluido in pressione.
6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che fra detto corpo cavo (7) e detto cilindro (4) è definita una camera di spinta pneumatica (15).
7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che detta camera di spinta pneumatica (15) comunica con un circuito di alimentazione (14) di gas in pressione.
8. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che fra detto corpo cavo (7) e detto cilindro (4) è definita una camera di spinta idraulica (15).
9. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che detta camera di spinta idraulica (15) comunica con un circuito di alimentazione di liquido in pressione.
10. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 6 o la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che detta camera di spinta (15) è in comunicazione con detto cilindro (4).
11. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta parete radiale (10) è trattenuta contro detta almeno una piastra (6) da una forza motrice elettrica.
12. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta parete radiale (10) è trattenuta contro detta almeno una piastra (6) da una combinazione di almeno due fra forza di attrazione magnetica, fluido in pressione, forza motrice elettrica.
13. Apparecchiatura secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che l’attuatore (3) è direttamente fissato al distributore (1) e detta almeno una piastra è la piastra di fissaggio (6) dello stampo o la piastra camera calda.
14. Apparecchiatura secondo una o più delle rivendicazioni 1 a 12, caratterizzata dal fatto che l’attuatore (3) è fissato indirettamente al distributore (1) lateralmente a questo e detta almeno una piastra è la matrice dello stampo o la piastra camera calda.