ES2651694B1 - Dispositivo y procedimiento para la succión de aire en moldes de inyección y la posterior expulsión de piezas moldeadas - Google Patents

Abstract

Dispositivo y procedimiento para la succión de aire en moldes de inyección y la posterior expulsión de piezas moldeadas.#El dispositivo para la succión de aire en moldes de inyección y la posterior expulsión de piezas moldeadas comprende un eyector de Venturi (11) conectado a una primera válvula (21), que en el momento del cierre del molde provoca la succión de aire en una cavidad del molde, que comprende al menos un postizo de material poroso (31) a través del cual y mediante un conducto de comunicación que define un circuito de succión, y una segunda válvula (22), que después de la solidificación del material plástico, provoca el soplado de aire hacia dicho al menos un postizo de material poroso (31), limpiando dicho al menos un postizo de material poroso (31).#Permite reducir el volumen de aire de la segunda parte del ciclo de inyección con el mismo valor empírico del 90% de efectividad del eyector de Venturi.

Description

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DESCRIPCIÓN

Dispositivo y procedimiento para la succión de aire en moldes de inyección y la posterior expulsión de piezas moldeadas

La presente invención se refiere a un dispositivo y a un procedimiento para la succión de aire en moldes de inyección y la posterior expulsión de piezas moldeadas.

Antecedentes de la invención

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 lo 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

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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.

Estos procesos pueden afectar a la calidad de la pieza obtenida, ya que pueden quedar burbujas de aire atrapadas en las piezas moldeadas, se formen líneas de unión en determinadas configuraciones, afecten a la estabilidad dimensional y la resistencia mecánica, así como decoloración por las temperaturas inadecuadas durante el proceso de inyección. La extracción inadecuada del aire puede también provocar el atrape de gases durante el proceso de inyección y producir surcos en las caras visibles de las piezas inyectadas en estas circunstancias amén que 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.

En el documento ES2348901A1, del mismo titular que la presente solicitud, se describe un sistema para eliminar el aire de la cavidad de un molde antes de proceder a la inyección del termoplástico, a fin de conseguir una calidad de pieza óptima.

Con este sistema se consiguen notables mejoras, pero una inyección perfecta aún no se ha conseguido, ya que la succión que se mantiene a través de los expulsores especiales no proporciona el suficiente grado de vacío. Además, se ha observado que, si el molde no está completamente hermético, durante el breve tiempo que se da la señal de inyección hasta que realmente entra el plástico en la cavidad, la presión atmosférica intenta equilibrar las presiones del interior del molde y se pierde parte de la eficacia del vacío obtenido.

En este sistema se consigue eliminar hasta un 90 % del aire de la cavidad, pero aunque el molde esté completamente hermético, y continuemos succionando el aire a través de los expulsores para mantener el grado de vacío, a medida que el material va entrando, el mismo plástico que va llenando la cavidad va taponando las zonas donde están ubicados los expulsores, y por lo tanto, reduciendo paulatinamente la eficacia de mantener la succión a través de los mismos, el resultado es que no conseguimos el vaciado de la cavidad como sería de esperar.

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El objetivo de la presente invención es reducir el volumen de aire de esta segunda parte del ciclo de inyección con el mismo valor empírico del sistema Venturi.

Para ello usaremos una segunda unidad de Venturi, en el molde, pero con unas determinadas características, para obtener óptimos resultados.

Esta segunda unidad de Venturi, en vez de actuar a través de una válvula y un pistón neumático, lo hará a través de un postizo poroso colocado en la cavidad del molde, pero actuará con idéntica secuencia. O sea que a partir del momento que cierre la válvula del sistema actual, el nuevo sistema continuará succionando únicamente a través de postizo poroso y durante todo el ciclo de inyección. Este postizo poroso deberá en todos los casos estar alojado en el final del recorrido de la masa plástica, ya que es donde el material se encuentra más frio, y por tanto menos fluido, todo ello con la finalidad de que los micro- poros del material poroso, no se taponen con el material inyectado. Este dispositivo incorpora un distribuidor de caudal que, a través de un pistón de doble efecto, abrirá o cerrará el conducto del Venturi, o el del aire a presión para la limpieza del material poroso.

Por tanto, el nuevo sistema es un dispositivo que debe de acoplarse en el molde de forma independiente, pero que, mediante unos tubos flexibles conectados al sistema actual, recibirá a través del mismo la alimentación para el Venturi, y la alimentación para la limpieza, y que a través del pistón de doble efecto efectuará el succionado de la cavidad del molde, a través del material poroso, o soplará aire por el mismo conducto sobre el material poroso. En el mismo momento del cierre del molde, el mismo aire que entra para accionar el Venturi, hace actuar el pistón de doble efecto, de forma tal que el único conducto viable sea el de la succión del aire de la cavidad a través del material poroso, mientras, que en el momento que entra en el sistema el aire para la limpieza, este mismo aire hace actuar el pistón de doble efecto, en el sentido contrario, cerrando el paso del Venturi y concentrando toda su presión sobre el postizo poroso, para proceder a su limpieza.

Descripción de la invención

Con el dispositivo y el procedimiento de la presente invención se consiguen resolver los inconvenientes citados, proporcionando otras ventajas, que se describirán a continuación.

Según un primer aspecto, la presente invención se refiere a un dispositivo para la succión del aire en moldes de inyección y la posterior expulsión de piezas moldeadas de acuerdo

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con la reivindicación 1.

El dispositivo para la succión del aire en moldes de inyección de acuerdo con el documento ES2348901A1 comprende un eyector de Venturi conectado a la cavidad del molde, y que a través de una válvula accionada por un pistón neumático, que al abrir, permite un gran caudal de succión, (recordemos que estamos aspirando aire de la presión atmosférica, y por tanto en todo momento hablamos de depresión), una vez alcanzado el grado de vacío deseado, el pistón cierra la válvula, cerrando también la succión del Venturi, pero se podía seguir succionando a través de expulsores especiales diseñados para esta finalidad y durante todo el ciclo de inyección.

En el dispositivo de acuerdo con la presente invención se prescinde de los expulsores, así como de todos los conductos mecanizados en el molde que debían de realizarse para conectar todas las ubicaciones de los mismos a un circuito conectado al conducto principal de succión. Con el dispositivo de acuerdo con la presente invención, en vez de los expulsores, instalaremos en el molde un postizo de material poroso, a través del cual realizaremos todo el proceso de succión con el segundo Venturi.

El material poroso es preferentemente de bronce o de acero inoxidable, ya que muchos materiales plásticos pueden incorporar componentes corrosivos.

La succión se realiza hasta alcanzar el valor de vacío programado, que es el momento que cierra la válvula, mientras que a partir de este momento solamente el segundo Venturi esta succionando el aire de la cavidad, a través del postizo poroso, al ir entrando en la cavidad el material plástico, proporcionalmente se va reduciendo el volumen de aire a succionar, el cual se va eliminando tanto por el poder de succión del Venturi, como la propia presión de inyección, ya que el propio material plástico hace de émbolo comprimiendo el aire restante y aumentando su presión de salida con lo que se aumenta considerablemente la eficacia del sistema.

Con este sistema y de acuerdo con la presente invención se consigue reducir el volumen de aire de la segunda parte del ciclo de inyección con el mismo valor empírico del 90% de efectividad del eyector de Venturi, ya que la zona porosa, está ubicada precisamente en el último tramo del recorrido de la inyección, que es precisamente donde llega el plástico menos fluido y por tanto es más difícil que el mismo pueda llegar a obturar los microporos del material poroso.

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Gracias al material poroso, la reducción del volumen de la cavidad del molde a llenarse, se va reduciendo mientras que el porcentaje de succión, está continuamente unido al valor del 90%, por lo que el porcentaje real del aire aspirado, es muy superior al del modelo precedente, ya que en ningún momento se tapona la micro porosidad de aspiración.

Según un segundo aspecto, la presente invención también se refiere a un procedimiento para la succión del aire en moldes de inyección y la posterior expulsión de piezas moldeadas de acuerdo con la reivindicación 6.

Características opcionales del dispositivo y del procedimiento de acuerdo con la presente invención se describen en las reivindicaciones dependientes.

Breve descripción de los dibujos

Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto, se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representa un caso práctico de realización.

Las figuras 1A y 1B muestran el pistón de doble efecto y el eyector de Venturi del dispositivo de acuerdo con la presente invención, respectivamente;

La figura 2 es un esquema de las conexiones del dispositivo de la presente invención de acuerdo con una primera realización; donde se indica el esquema completo del sistema ya instalado en la máquina, donde el recuadro A representa el mecanismo de acuerdo con el documento ES2348901A1, en el recuadro B se representa las diferencias incorporadas en la presente invención, y en el recuadro C, las válvulas de la máquina;

La figura 3 es una vista esquemática de un molde que incorpora el dispositivo de acuerdo con la presente invención, según dicha primera realización; y

La figura 4 es un esquema de las conexiones del dispositivo de la presente invención de acuerdo con una segunda realización; donde se indica el esquema del sistema ya instalado en la máquina, donde el recuadro B se representa las diferencias incorporadas en la presente invención, y en el recuadro C, las válvulas de la máquina.

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Descripción de realizaciones preferidas

El dispositivo de acuerdo con la presente invención comprende preferentemente dos mecanismos instalados en el mismo molde. Sin embargo, debe indicarse que ambos mecanismos también pueden trabajar por separado, aunque con prestaciones diferentes a las que se describirán a continuación.

La instalación conjunta está destinada principalmente para moldes grandes, o para moldes que por sus características requieren un alto concepto tecnológico, mientras que por separado pueden ser usados, para moldes pequeños de cavidades múltiples o para piezas donde la calidad del producto final no precise de parámetros de alta resolución técnica.

Para describir el dispositivo completo de forma que sea fácilmente comprensible nos referiremos al mecanismo electro-neumático, igual que en el documento ES2348901A1, (indicado como A en la figura 2), mientras que el mecanismo neumático (indicado como B en la misma figura) es el objeto de la presente solicitud.

El mecanismo neumático B está formado básicamente por un cuerpo preferentemente de aluminio, donde está alojado un eyector de Venturi 11, un pistón de doble efecto 10, un silenciador 12 y dos conexiones para conectar las entradas de aire comprimido, entrada de aire de limpieza 13 y entrada de aire 14 del eyector de Venturi. Además, comprende una tobera de conexión 15 para acoplarse en el molde a través de una junta tórica 16, y un par de tornillos 17 para su fijación, todo ello se puede apreciar perfectamente en la figura 1, donde se muestra esquemáticamente el dispositivo, donde se puede ver la ubicación del eyector de Venturi 11, el pistón de doble efecto 10, el silenciador 12, la tobera de conexión 15 al molde, la junta tórica 16, las entradas de aire 13, 14 y la posición de los tornillos de fijación 17 al molde.

En la figura 2 se puede apreciar que el mecanismo A, que es igual que el descrito en el documento ES2348901A1 comprende los siguientes elementos: un eyector de Venturi 1, una válvula interna 23, un pistón 24, una válvula de caudal 25 y un vacuómetro 26, cuya función se describirá posteriormente.

En la figura 2 también se puede apreciar cómo los mecanismos A, B quedan interconectados en el molde mediante unos tubos flexibles 18 de conexión rápida, un tubo de conexión es para la alimentación de los eyectores de Venturi 1, 11, que proviene de una

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primera válvula 21, mientras que el otro tubo, que proviene de una segunda válvula 22 está destinado únicamente para la función de limpieza del material poroso, siendo la primera y segunda válvulas 21,22 parte del equipamiento de la propia máquina del molde.

El procedimiento de acuerdo con la presente invención es el siguiente, de acuerdo con una primera realización. Al cerrar el molde, se acciona la primera válvula 21 que conecta todo el circuito interno del mecanismo electro-neumático A. Este caudal de aire, al entrar en este mecanismo A, se divide en tres conductos, un primer conducto conectado a la válvula interna 23, a través de la cual se activará el pistón 24, que abre la válvula de caudal 25 de aspiración del molde, el segundo conducto al eyector de Venturi 1, y el tercer conducto interconectado a través de los tubos, al eyector de Venturi 11. Cuando el caudal de vacío llega al valor programado, el vacuómetro 26 activa la válvula interna 23 del mecanismo, cerrando el paso de la válvula del molde 25 y, por lo tanto, cerrando también la succión del eyector de Venturi 1. A partir de este momento, únicamente con el eyector de Venturi 11 seguimos succionando a través de un postizo poroso 31 dispuesto en el mecanismo neumático B hasta el final del ciclo de inyección. Al llegar a este punto, se cierra la primera válvula 21, quedando por tanto cerrado todo el circuito interno del sistema.

Es en el momento en el que se activa la expulsión del molde que entra en funcionamiento la segunda válvula 22, la cual hace actuar al pistón de doble efecto 10 del mecanismo B, cerrando el paso en sentido del eyector de Venturi 11, concentrando toda su presión, únicamente para la limpieza del material poroso 31. El tiempo de soplado-limpieza puede ser programado según necesidad.

Como se puede apreciar en la figura 3, con la finalidad de aprovechar al máximo toda la superficie de succión del material poroso del postizo 31, está previsto que éste ya contenga en su diseño, una cara lisa y una cara con pequeños resaltes, a fin de que, al montarse en el punzón del molde, quedando unas zonas de libre circulación del aire, tanto para el momento de succión a través del eyector de Venturi 1, como para el momento de proceder a su limpieza. Estos pequeños resaltes actúan como una "cama del faquir”, es decir, tiene suficiente superficie de apoyo para su fijación, así como suficiente zona de aireación para su perfecta funcionalidad.

En la figura 4 se muestra una segunda realización del dispositivo de acuerdo con la presente invención, en la que el mecanismo electro-neumático A no está presente. Esta realización es para un molde de varias cavidades pequeñas, donde debido a la geometría del producto, no

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dispone de zonas o espacio suficiente para aplicar la válvula de vacío, y puede aplicarse únicamente el mecanismo neumático B, ya que, al tratarse de un reducido volumen de aire, la succión directa del eyector de Venturi 11a través del material poroso del postizo 31 permite el vaciado del aire en estas pequeñas cavidades.

El funcionamiento del dispositivo de acuerdo con la presente invención solamente con el mecanismo neumático B se describe esquemáticamente en la figura 4. Por motivos de simplicidad se utilizan los mismos números de referencia para identificar los mismos componentes o similares que en la realización en la que se utilizan el mecanismo electro- neumático B y las válvulas de la máquina. Debe indicarse que, aunque en la figura 4 se muestra un solo postizo 31, preferentemente se utilizarán más de un postizo 31, como podría realizarse en la primera realización anterior.

El procedimiento de acuerdo con la presente invención es el siguiente, de acuerdo con dicha segunda realización:

Al cerrar la máquina, se acciona la primera válvula 21 que da aire al eyector de Venturi 11, iniciando la succión del aire a través de un circuito que conecta con todas las cavidades. A continuación, se procede a la inyección.

A partir de este momento y durante todo el tiempo de inyección, el eyector de Venturi 11 sigue succionando a través de los postizos de material poroso 31. Al finalizar el ciclo de inyección, se cierra la primera válvula 21 que da aire al eyector de Venturi 11. Es en el momento en el que se activa la expulsión del molde que entra en funcionamiento la segunda válvula 22, la cual hace actuar al pistón de doble efecto 10, cerrando el paso en sentido del eyector de Venturi 11, concentrando toda su presión, únicamente para la limpieza del material poroso. El tiempo de soplado-limpieza, puede ser programado según necesidad.

A pesar de que se ha hecho referencia a una realización concreta de la invención, es evidente para un experto en la materia que el dispositivo y procedimiento descritos son susceptibles de numerosas variaciones y modificaciones, y que todos los detalles mencionados pueden ser sustituidos por otros técnicamente equivalentes, sin apartarse del ámbito de protección definido por las reivindicaciones adjuntas.

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   REIVINDICACIONES

   1. Dispositivo para la succión de aire en moldes de inyección y la posterior expulsión de piezas moldeadas, que comprende un eyector de Venturi (11) conectado a una primera válvula (21), que en el momento del cierre del molde provoca la succión de aire en una cavidad del molde, caracterizado porque comprende al menos un postizo de material poroso (31) a través del cual y mediante un conducto de comunicación que define un circuito de succión, y una segunda válvula (22), que después de la solidificación del material plástico, provoca el soplado de aire hacia dicho al menos un postizo de material poroso (31), limpiando dicho al menos un postizo de material poroso (31).
2. 2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho eyector de Venturi (11) está conectado a través de un pistón neumático de doble efecto (10) hasta el inserto de material poroso (31).
3. 3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho eyector de Venturi (11) conectado a través de un pistón neumático de doble efecto (10) mantiene el circuito de succión abierto, durante todo el ciclo de inyección, a través de la presión del propio circuito.
4. 4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, dicho al menos un postizo de material poroso (31) es de bronce o de acero inoxidable.
5. 5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 o 4, en el que dicho al menos un postizo de material poroso (31) comprende una cara lisa y una cara provista de una pluralidad de resaltes.
6. 6. Procedimiento para la succión de aire en moldes de inyección y la posterior expulsión de piezas moldeadas, caracterizado por que comprende las siguientes etapas:

   - accionar una primera válvula (21) para provocar la succión de aire a través de un al menos un postizo de material poroso (31) y un eyector de Venturi (11);

   - inyectar material plástico manteniendo la succión de aire abierta, durante todo el ciclo de inyección;

   - cerrar el paso de aire del eyector de Venturi (11) al final de la inyección, mediante la primera válvula (21);

   - dejar enfriar el material plástico después de la inyección hasta su solidificación;

   - activar, en el momento de la expulsión de la pieza inyectada, una segunda válvula (22)

   para soplar aire para la limpieza del al menos un postizo de material poroso (31).
7. 7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, en el que durante la etapa de succión se mantiene abierto un conducto de succión abierto a través de un pistón de doble efecto

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8. 8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, en el que la succión se realiza hasta alcanzar un vacío al 90 %.