ITBS20060155A1 - HORIZONTAL PRESS FOR INJECTION OF THERMOPLASTIC MATERIALS - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo Attached to a patent application for INDUSTRIAL INVENTION having the title
"PRESSA ORIZZONTALE PER INIEZIONE DI MATERIALI TERMOPLASTICI" "HORIZONTAL PRESS FOR INJECTION OF THERMOPLASTIC MATERIALS"
La presente invenzione si riferisce ad una pressa orizzontale per iniezione di materiali termoplastici, miscele di polvere metallica o polvere termoplastica.. In particolare, la presente invenzione trova vantaggiosa applicazione nelle presse per stampaggio ad iniezione di materiali termoplastici relativamente piccole, di peso e dimensioni contenute. Tali presse sono generalmente utilizzate in laboratori di sviluppo e prototipazione di oggetti stampabili per iniezione di materiali termoplastici, nonché per la produzione di oggetti stampati di piccole dimensioni. The present invention relates to a horizontal press for injection of thermoplastic materials, mixtures of metal powder or thermoplastic powder. In particular, the present invention finds advantageous application in injection molding presses for relatively small thermoplastic materials, of limited weight and dimensions. . Such presses are generally used in laboratories for the development and prototyping of printable objects for injection of thermoplastic materials, as well as for the production of small molded objects.
Come noto, le presse orizzontali del tipo sopra descritto sono costituite da un gruppo di iniezione dotato di un condotto di alimentazione, all'interno del quale viene distribuito il materiale tennoplastico in forma solida (granulare). Il condotto è opportunamente riscaldato per sciogliere il materiale termoplastico contenuto in esso, ed è dotato di una coclea messa in rotazione per avanzare verso uno stampo il materiale termoplastico in forma liquida. As known, horizontal presses of the type described above consist of an injection unit equipped with a feeding duct, inside which the tennoplastic material in solid (granular) form is distributed. The duct is suitably heated to melt the thermoplastic material contained therein, and is equipped with an auger set in rotation to advance the thermoplastic material in liquid form towards a mold.
Lo stampo è costituito da due semigusci, di cui uno mobile in avvicinamento/allontanamento da quello fisso. In questo modo, quando i due semigusci sono accoppiati viene defmita una camera di contenimento del materiale termoplastico atta a determinare la sagoma del pezzo finito. Quando il materiale termoplastico si solidifica all'interno della camera, il semiguscio mobile si allontana da quello fisso per rilasciare il pezzo finito. The mold consists of two half-shells, one of which is moving towards / away from the fixed one. In this way, when the two half-shells are coupled, a containment chamber for the thermoplastic material is defined which is suitable for determining the shape of the finished piece. When the thermoplastic material solidifies inside the chamber, the movable half-shell moves away from the fixed one to release the finished piece.
Inoltre, un organo estrattore provvede ad espellere dal semiguscio mobile il pezzo finito, nel caso in cui quest'ultimo rimanga incastrato nel citato semiguscio. L'organo estrattore è normalmente costituito da un perno spostabile tra i due semigusci per interferire con il pezzo e spingerlo al di fuori del semiguscio mobile. Furthermore, an extractor member expels the finished piece from the movable half-shell if the latter remains stuck in the aforementioned half-shell. The extractor member is normally constituted by a pin which can be moved between the two half-shells to interfere with the piece and push it out of the mobile half-shell.
Generalmente, tutti gli organi di movimentazione della pressa, vale a dire i mezzi di movimentazione del semiguscio mobile, della coclea e dell' organo estrattore, sono costituiti da circuiti pneumatici o idraulici opportunamente connessi a rispettive pompe pneumatiche, che data la loro struttura rendono le presse molto leggere e di ingombro contenuto. Generally, all the moving members of the press, i.e. the moving means of the mobile half-shell, the screw and the extractor member, are made up of pneumatic or hydraulic circuits suitably connected to respective pneumatic pumps, which, given their structure, make the very light and compact presses.
Tuttavia, tali presse presentano un importante inconveniente dovuto all'elevata rumorosità dei mezzi pneumatici che comandano gli organi di movimentazione. However, these presses have an important drawback due to the high noise level of the pneumatic means which control the moving members.
Di conseguenza, è necessaria l'installazione di carter fonoassorbenti che oltre al costo di realizzazione delle presse, aumentano l'ingombro complessivo ed il peso delle stesse. Consequently, it is necessary to install sound-absorbing casings which, in addition to the cost of making the presses, increase the overall dimensions and weight of the presses.
Per oVVIare a tale inconveniente vengono utilizzati sistemi elettromeccanici di comando degli organi di movimentazione. To obviate this drawback, electromechanical control systems for the movement members are used.
Tuttavia, anche in questo caso le presse presentano un grosso inconveniente dovuto alla struttura complicata dei mezzi di trasmissione e comando elettromeccanici. However, also in this case the presses have a major drawback due to the complicated structure of the electromechanical transmission and control means.
Infatti, al fine di ottenere una pressa di ingombri contenuti, vengono progettati sistemi di trasmissione particolarmente complicati, e quindi con costi di realizzazione molto elevati. In fact, in order to obtain a press with limited overall dimensions, particularly complicated transmission systems are designed, and therefore with very high production costs.
Scopo della presente invenzione è risolvere i problemi riscontrati nella tecnica nota proponendo una pressa orizzontale per iniezione di materiali termoplastici costruttivamente semplice, e di conseguenza di costi di realizzazione contenuti. The object of the present invention is to solve the problems encountered in the known art by proposing a horizontal press for the injection of thermoplastic materials which is constructively simple, and consequently with low manufacturing costs.
Questo scopo ed altri ancora, che meglio appariranno nel corso della seguente descrizione, vengono sostanzialmente raggiunti da una pressa orizzontale per iniezione di materiali termoplastici, comprendente le caratteristiche espresse nella rivendicazione 1. This object and others, which will become clearer in the course of the following description, are substantially achieved by a horizontal press for injection of thermoplastic materials, comprising the characteristics expressed in claim 1.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di una pressa orizzontale in accordo con la presente invenzione. Tale descrizione verrà esposta qui di seguito con riferimento alle allegate figure, fornite a solo scopo indicativo e, pertanto, non limitativo, in cui: - la fig. 1 mostra una vista in alzato laterale di una pressa orizzontale per iniezione di materiali termoplastici secondo la presente invenzione; Further characteristics and advantages will become clearer from the detailed description of a preferred, but not exclusive, embodiment of a horizontal press according to the present invention. This description will be set forth hereinafter with reference to the attached figures, provided for indicative purposes only and, therefore, not limitative, in which: - fig. 1 shows a side elevation view of a horizontal press for injection of thermoplastic materials according to the present invention;
- la fig. 2 mostra una vista in sezione longitudinale di una porzione della pressa di figura 1; - fig. 2 shows a longitudinal sectional view of a portion of the press of Figure 1;
-la fig. 3 mostra una vista prospettica con alcune parti asportate per meglio illustrarne altre della porzione illustrata in figura 2; e - fig. 3 shows a perspective view with some parts removed to better illustrate others of the portion illustrated in Figure 2; And
- la figura 4 mostra una vista prospettica ed in parziale sezione di un dettaglio costruttivo della porzione illustrata in figura 3. - figure 4 shows a perspective view and in partial section of a construction detail of the portion illustrated in figure 3.
Con riferimento alle figure citate, la pressa orizzontale per iniezione di materiali termoplastici viene globalmente indicata con il numero 1. With reference to the aforementioned figures, the horizontal press for injection of thermoplastic materials is globally indicated with the number 1.
La pressa 1 comprende un telaio di sostegno 2a al di sopra del quale si sviluppa un gruppo di iniezione 2 di un materiale termoplastico (non illustrato nelle unite figure) atto ad alimentare all'interno di uno stampo 3 il citato materiale. The press 1 comprises a support frame 2a above which an injection unit 2 of a thermoplastic material (not shown in the accompanying figures) develops, suitable for feeding the aforementioned material into a mold 3.
In particolare, il gruppo di iniezione 2 presenta un condotto di alimentazione 4 all'interno del quale viene distribuito un materiale termoplastico per mezzo di una tramoggia 5. Il materiale termoplastico alimentato nella tramoggia 5 in stato solido, preferibilmente granulare, viene liquefatto da mezzi di riscaldamento alloggiati nel condotto 4. In particular, the injection unit 2 has a feeding duct 4 inside which a thermoplastic material is distributed by means of a hopper 5. The thermoplastic material fed into the hopper 5 in a solid, preferably granular state, is liquefied by means of heating housed in the duct 4.
All'interno del condotto 4 si sviluppa una coc1ea 6, parzialmente illustrata in figura 2, posta in rotazione da un rispettivo motore elettrico (non illustrato e descritto nel dettaglio) per avanzare il materiale termoplastico in forma liquida verso il citato stampo 3. Anche lo stampo 3 è disposto al di sopra del telaio di sostegno 2a accanto al gruppo di iniezione 2, e presenta almeno un semiguscio fisso 7 ed almeno un semiguscio mobile 8. Inside the duct 4 develops a screw 6, partially illustrated in Figure 2, rotated by a respective electric motor (not illustrated and described in detail) to advance the thermoplastic material in liquid form towards the aforementioned mold 3. Also the mold 3 is arranged above the support frame 2a next to the injection unit 2, and has at least one fixed half-shell 7 and at least one movable half-shell 8.
Come viene meglio illustrato in figura 1 e 2, i semigusci 7, 8 presentano rispettive piastre 7a, 8a, accoppiabili tra di loro per definire una cavità 9 di contenimento del materiale termoplastico. As is better illustrated in Figures 1 and 2, the half-shells 7, 8 have respective plates 7a, 8a, which can be coupled together to define a cavity 9 for containing the thermoplastic material.
In particolare, le piastre 7a, 8a presentano rispettive superfici interne lO affacciate tra di loro, sulle quali sono ricavati degli avvallamenti che definiscono in collaborazione tra di loro la cavità 9. In particular, the plates 7a, 8a have respective internal surfaces 10 facing each other, on which depressions are formed which define the cavity 9 in collaboration with each other.
La piastra 7a del semiguscio fisso 7 presenta inoltre una apertura Il (figure 2 e 3) di passaggio del materiale termoplastico per mettere in comunicazione di fluido il condotto 4 del gruppo di iniezione 2 con la cavità 9. The plate 7a of the fixed half-shell 7 also has an opening 11 (Figures 2 and 3) for the passage of the thermoplastic material to put the duct 4 of the injection unit 2 in fluid communication with the cavity 9.
Il semiguscio mobile 8 è associato a mezzi di movimentazione 12, meglio descritti nel seguito della presente trattazione, atti a spostare il semiguscio 8 stesso lungo una prima direzione "D 1" tra una prima posizione in cui è accoppiato al semiguscio fisso 7 per definire la citata cavità di contenimento 9 del materiale termoplastico erogato dal gruppo di iniezione 2, ed una seconda posizione in cui è disaccoppiato dal semiguscio fisso 7 per rilasciare un pezzo finito. The movable half-shell 8 is associated with movement means 12, better described in the following of the present discussion, able to move the half-shell 8 itself along a first direction "D 1" between a first position in which it is coupled to the fixed half-shell 7 to define the aforementioned containment cavity 9 for the thermoplastic material dispensed by the injection unit 2, and a second position in which it is decoupled from the fixed half-shell 7 to release a finished piece.
Il semiguscio mobile 8 è inoltre associato ad un organo estrattore 13 atto ad espellere il pezzo finito dallo stampo 2 quando il semiguscio mobile 8 è nella rispettiva seconda posizione. The movable half-shell 8 is also associated with an extractor member 13 adapted to eject the finished piece from the mold 2 when the movable half-shell 8 is in the respective second position.
In particolare, l'organo estrattore 13 è accoppiato al semiguscio mobile 8 per scorrere con esso durante la sua movimentazione tra la citata prima e seconda posizione. In particular, the extractor member 13 is coupled to the movable half-shell 8 to slide with it during its movement between the aforementioned first and second positions.
L'organo estrattore 13 comprende un primo motore elettrico 14 vincolato alla piastra 8a del semiguscio 8 mobile, in corrispondenza di una zona posteriore del semiguscio 8 stesso opposta alla citata superficie interna lO. The extractor member 13 comprises a first electric motor 14 constrained to the plate 8a of the movable half-shell 8, in correspondence with a rear region of the half-shell 8 itself opposite the aforementioned internal surface 10.
Il primo motore elettrico 14 presenta un albero 15 di rotazione avente sviluppo longitudinale trasversale alla prima direzione "D l " ed estendentesi almeno parzialmente all'interno di una camera 16 ricavata nel semiguscio mobile 8. The first electric motor 14 has a rotation shaft 15 having a longitudinal development transversal to the first direction "D l" and extending at least partially inside a chamber 16 obtained in the mobile half-shell 8.
L'organo estrattore 13 presenta inoltre un dispositivo di spinta 17 associato al primo motore elettrico 14 per espellere il pezzo finito alloggiato nella cavità 9. The extractor member 13 also has a thrust device 17 associated with the first electric motor 14 to eject the finished piece housed in the cavity 9.
Come viene meglio illustrato in figura 4, il dispositivo di spinta 17 è costituito da almeno un perno 18 alloggiato in un condotto 19 ricavato nel semiguscio mobile 8 per mettere in comunicazione la camera 16 con la citata cavità 9. As is better illustrated in Figure 4, the thrust device 17 consists of at least one pin 18 housed in a duct 19 formed in the mobile half-shell 8 to put the chamber 16 in communication with the aforementioned cavity 9.
Il perno 18 è spostabile lungo una seconda direzione "D2" parallela al proprio sviluppo longitudinale ed alla prima direzione "DI", tra una prima posizione in cui almeno una prima estremità 18a del perno 18 stesso è disposta tra i due semigusci 7, 8, ed una seconda posizione in cui è retratto all'interno del condotto 19. The pin 18 can be moved along a second direction "D2" parallel to its longitudinal extension and to the first direction "DI", between a first position in which at least a first end 18a of the pin 18 itself is arranged between the two half-shells 7, 8, and a second position in which it is retracted inside the duct 19.
Vantaggiosamente, quando il perno 18 è nella prima posizione, la rispettiva prima estremità 18a spinge verso l'esterno il pezzo finito accoppiato alla superficie interna IO del semiguscio mobile 8. Advantageously, when the pin 18 is in the first position, the respective first end 18a pushes the finished piece coupled to the internal surface 10 of the movable half-shell 8 outwards.
Il dispositivo di spinta 17 presenta inoltre un elemento di trasmissione 20 associato all'albero 15 del primo motore 14 e ad una seconda estremità 18b del perno 18 opposta alla prima 18a, per movimentare il perno 18 stesso tra la rispettiva prima e seconda posizione. The thrust device 17 also has a transmission element 20 associated with the shaft 15 of the first motor 14 and with a second end 18b of the pin 18 opposite the first 18a, to move the pin 18 itself between the respective first and second positions.
In dettaglio, l'elemento di trasmissione 20 è costituito da una porzione eccentrica 21 impegnata all'albero 15 del primo motore 14 per ruotare attorno allo sviluppo longitudinale dell'albero 15 stesso. In detail, the transmission element 20 consists of an eccentric portion 21 engaged with the shaft 15 of the first motor 14 to rotate around the longitudinal extension of the shaft 15 itself.
Ancora più in particolare, la porzione eccentrica 21 comprende una camma 22 avente una superficie esterna cilindrica 23 associata al perno 18. Even more particularly, the eccentric portion 21 comprises a cam 22 having a cylindrical outer surface 23 associated with the pin 18.
Si noti che la seconda estremità 18a del perno 18 presenta una superficie di contatto 24 associata alla superficie esterna cilindrica 23 e scorrevole su di essa durante la rotazione della camma 22 per movimentare il perno in un moto a va e vieni lungo la seconda direzione "D2". It should be noted that the second end 18a of the pin 18 has a contact surface 24 associated with the cylindrical outer surface 23 and sliding on it during the rotation of the cam 22 to move the pin in a to and fro motion along the second direction "D2 ".
In questo modo, la camma 22 trasforma il movimento di rotazione imposto dal primo motore 14 in un moto rettilineo del perno 18. In this way, the cam 22 transforms the rotation movement imposed by the first motor 14 into a rectilinear motion of the pin 18.
Preferibilmente, la superficie di contatto 24 è mantenuta sempre a contatto con la superficie esterna cilindrica 23 per mezzo di un elemento di ritorno elastico 25. Preferably, the contact surface 24 is always kept in contact with the cylindrical outer surface 23 by means of an elastic return element 25.
Come viene meglio illustrato nelle figure 3 e 4, l'elemento di ritorno elastico 25 è costituito da una molla elicoidale 25a sviluppantesi attorno al perno 18, la quale viene compressa nella prima posizione del perno 18 per spingere la citata superficie di contatto 24 contro la camma 22. As better illustrated in Figures 3 and 4, the elastic return element 25 consists of a helical spring 25a extending around the pin 18, which is compressed in the first position of the pin 18 to push the aforementioned contact surface 24 against the cam 22.
Come viene meglio illustrato nelle figure 2 e 3, I meZZI di movimentazione 12 presentano una vite senza fine 26 avente sviluppo longitudinale parallelo alla prima direzione "D 1", e dotata di una prima estremità 26a impegnata alla piastra mobile 8, ed una seconda estremità 26b opposta alla prima. As better illustrated in Figures 2 and 3, the handling means 12 have a worm screw 26 having a longitudinal development parallel to the first direction "D 1", and equipped with a first end 26a engaged with the movable plate 8, and a second end 26b opposite to the first.
La seconda estremità 26b della vite 26 è almeno parzialmente inseribile all'interno di una camera 27 di protezione facente parte del citato telaio 2a (figura 2). The second end 26b of the screw 26 can at least partially be inserted inside a protection chamber 27 forming part of the aforementioned frame 2a (Figure 2).
Tra la camera 27 ed il semiguscio fisso 7 si sviluppa inoltre almeno una guida di scorrimento 28 parallela alla vite senza fine 26 e sviluppantesi in un rispettivo foro 28a ricavato nel semiguscio mobile 8. Between the chamber 27 and the fixed half-shell 7 also develops at least one sliding guide 28 parallel to the worm screw 26 and developing in a respective hole 28a obtained in the mobile half-shell 8.
Preferibilmente, i mezzi di movimentazione 12 presentano quattro guide 28 passanti attraverso i rispettivi fori 28a ricavati sul semiguscio mobile 8 per rendere scorrevole il semiguscio mobile 8 stesso sulle guide 28 tra la rispettiva prima e seconda posizione. Preferably, the handling means 12 have four guides 28 passing through the respective holes 28a obtained on the movable half-shell 8 to make the movable half-shell 8 slide on the guides 28 between the respective first and second positions.
I mezzi di movimentazione 12 comprendono inoltre una chiocciola 29 alloggiata all'interno della camera 27 ed operativamente associata attorno alla seconda estremità 26b della vite senza fine 26. The handling means 12 further comprise a scroll 29 housed inside the chamber 27 and operatively associated around the second end 26b of the worm screw 26.
La chiocciola 29 è posta in rotazione da un secondo motore elettrico 30 opportunamente collegato alla chiocciola 29 stessa attraverso mezzi di trasmissione 31. The nut 29 is rotated by a second electric motor 30 suitably connected to the nut 29 itself through transmission means 31.
In particolare, i mezzi di trasmissione 31 comprendendo una prima ruota dentata 32 calettata ad un albero 33 del secondo motore elettrico 30 estendentesi trasversalmente allo sviluppo longitudinale della vite senza fine 26. La prima ruota dentata 32 è ingranata con una seconda ruota dentata 34, operativamente associata alla chiocciola 29, e coassiale allo sviluppo longitudinale di detta vite senza fine 26. In particular, the transmission means 31 comprising a first toothed wheel 32 keyed to a shaft 33 of the second electric motor 30 extending transversely to the longitudinal development of the worm 26. The first toothed wheel 32 is engaged with a second toothed wheel 34, operatively associated with the nut 29, and coaxial to the longitudinal development of said worm 26.
Si noti infatti che i mezzi di trasmissione 31 presentano un manicotto tubolare 35 sviluppantesi coassialmente attorno alla vite senza fine 26 ed alloggiato nella camera 27. Il manicotto 35 presenta una superficie esterna 35a vincolata alla seconda ruota dentata 34 ed una superficie interna 35b vincolata alla chiocciola 29. In fact, it should be noted that the transmission means 31 have a tubular sleeve 35 extending coaxially around the worm screw 26 and housed in the chamber 27. The sleeve 35 has an external surface 35a constrained to the second toothed wheel 34 and an internal surface 35b constrained to the nut. 29.
La prima e seconda ruota dentata 32, 34 presentano conformazione sostanzialmente conica in modo tale da impartire la rotazione dall' albero 33 alla chiocciola 29 la quale movimenta la vite senza fine 26. The first and second toothed wheels 32, 34 have a substantially conical conformation in such a way as to impart rotation from the shaft 33 to the nut 29 which moves the worm screw 26.
In questo modo, in funzione del verso di rotazione impartito dal secondo motore 30, la vite senza fine 26 scorre lungo la prima direzione "DI" per spostare il semiguscio mobile 8 tra la rispettiva prima e seconda posIzIOne. In this way, according to the direction of rotation imparted by the second motor 30, the worm screw 26 slides along the first direction "DI" to move the movable half-shell 8 between the respective first and second positions.
Vantaggiosamente, la pressa 1 presenta mezzi di controllo e comando di tipo elettronico (non descritti ed illustrati nel dettaglio in quanto di tipo noto) per sincronizzare i movimenti del semiguscio mobile 8 con quelli dell' organo estratto re 13. Advantageously, the press 1 has electronic control and command means (not described and illustrated in detail as of a known type) for synchronizing the movements of the mobile half-shell 8 with those of the extracting member 13.
In questo modo, quando il semiguscio mobile 8 è accoppiato al guscIO fisso 7, viene erogato il materiale termoplastico in forma liquida nello stampo 3. Quando il materiale si raffredda e ritorna allo stato solido il semiguscio mobile 8 viene movimentato nella rispettiva seconda posizione in cui si distacca da quello fisso 7. In this way, when the movable half-shell 8 is coupled to the fixed shell 7, the thermoplastic material in liquid form is dispensed into the mold 3. When the material cools and returns to the solid state, the movable half-shell 8 is moved into the respective second position in which detaches from the fixed one 7.
A questa punto l'organo estrattore 13 si attiva per ruotare la sopra citata camma 22, che impartisce il moto rettilineo al perno 18. Pertanto, il perno 18 spinge il materiale termoplastico solidificato (pezzo finito) verso l'esterno per espellere lo stesso dal semiguscio mobile 8. At this point the extractor member 13 is activated to rotate the aforementioned cam 22, which imparts rectilinear motion to the pin 18. Therefore, the pin 18 pushes the solidified thermoplastic material (finished piece) towards the outside to expel it from the mobile half-shell 8.
Successivamente, il semiguscio mobile 8 ritorna nella rispettiva pnma posizione, per ripetere un altro ciclo di produzione del pezzo finito. Subsequently, the movable half-shell 8 returns to its respective first position, to repeat another production cycle of the finished piece.
L'invenzione consegue importanti vantaggi e raggiunge lo scopo proposto. The invention achieves important advantages and achieves the proposed aim.
Innanzitutto va rilevato che la pressa 1 risulta essere strutturalmente semplice. Infatti, data la disposizione dell'organo estrattore 13, è possibile utilizzare un primo motore elettrico 14 di piccole dimensioni, predisposto alla rotazione solo in un verso della camma 22. First of all, it should be noted that the press 1 is structurally simple. In fact, given the arrangement of the extractor member 13, it is possible to use a first electric motor 14 of small dimensions, arranged for rotation only in one direction of the cam 22.
Va altresì considerato che posizionando il primo motore elettrico 14 direttamente sul semiguscio mobile 8 è possibile utilizzare un dispositivo di spinta 17 di piccole dimensioni e costruttivamente semplice. It should also be considered that by positioning the first electric motor 14 directly on the movable half-shell 8 it is possible to use a thrust device 17 of small dimensions and constructively simple.
Di conseguenza, la pressa 1 presenta dimensioni e costi di realizzazione contenuti. Consequently, the press 1 has limited dimensions and manufacturing costs.
Claims (2)
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