BRPI0902159A2 - sistema de acionamento de mesa de prensas - Google Patents
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Abstract
SISTEMA DE ACIONAMENTO DE MESA DE PRENSAS. A presente invenção refere-se a um sistema de acionamento de mesa de prensas, particularmente para movimentar a mesa de termoformadoras quando da moldagem de filmes termoplásticos em produtos. O sistema compreende dois excêntricos, um longo e outro curto, que promovem o movimento vertical da mesa inferior (6, 60) e o corte de um filme termoplástico, respectivamente.
Description
SISTEMA DE ACIONAMENTO DE MESA DE PRENSAS
A presente invenção refere-se a um sistema deacionamento de mesas de prensas, particularmente paramovimentar mesa de termoformadoras quando da moldagem ecorte de filmes termoplásticos, por exemplo, para formaçãode produtos.
Histórico da Invenção
A presente invenção refere-se a um sistema deacionamento de mesas de prensas, particularmente paramáquinas de termoformagem quando da produção de peçasplásticas, tais como copos, pratos, bandejas, contenedoresdescartáveis, etc.
Basicamente tais máquinas compreendem umaestrutura verticalizada dotada de um molde, posicionadosobre uma mesa inferior que é movida contra outra mesasuperior, fixa ou móvel, para a moldagem de um filmetermoplástico continuo. A mesa inferior movimenta o moldepara baixo para permitir a saida da peça termoformada eposicionar o referido filme para a próxima moldagem daspeças; e movimenta o molde para cima, contra a mesasuperior que contém a faca ou contra faca, bem comoeventualmente um contra molde auxiliar que tem a função defazer com que as paredes da peça termoformada sejam o maisuniforme possível, forçando o filme de material plástico aadquirir o formato do molde, com o auxílio de temperatura epressão e/ou vácuo.
Assim, ao se aquecer o filme de termoplástico,ele amolece, e conforma-se aos moldes por meio de arcomprimido ou vácuo. Após a moldagem o próprio molde cortaa peça, separando-a do restante do filme.
Esse movimento de descida é também necessáriopara que a peça saia do molde. O movimento de subida edescida deve ser o mais rápido possível para que a produçãoseja a maior possível. Alem de ter uma grande velocidade desubida e descida, quando próximo ao final da subida, a mesadeve fazer força suficiente para suportar o ar comprimidode moldagem e ainda para fazer o corte das peças,destacando-as do filme plástico. Com alguns materiais, comopor exemplo, o PET (polietileno tereftalato) a forçaexercida é bastante grande.
Dessa forma, além da moldagem a mesa devepromover o recorte da peça através de um aperto adicionaldo molde inferior contra a mesa superior.
Dentre as diversas formas conhecidas em que serealiza o movimento da mesa, pode-se citar aquele realizadopor carnes; por joelhos (também chamado toggles)movimentados por cilindros pneumáticos, hidráulicos ouservomotores; bielas (ou excêntricos) acionados por motoresou servomotores; cilindros hidráulicos diretos; e outros.
Ocorre que os carnes e cilindros hidráulicos têmproblemas de velocidade. No caso dos carnes a abertura, ouafastamento da mesa do molde superior, se dá por meio dagravidade, o que limita sua aceleração à ela, ou seja, nãopermitindo acelerações maiores que a da gravidade. No casode cilindros hidráulicos, as velocidades são limitadas,além de haver problemas de precisão na parada.
Os joelhos desdobradores de força acionadospneumaticamente ou hidraulicamente têm problema delimitações de velocidade, pois sua aceleração no inicio dasubida não é senoidal e se dá de maneira brusca.
Quanto às bielas ou excêntricos, utilizados deforma isolada para esta aplicação, apesar de ter uma maiorvelocidade e evitar quedas bruscas como ocorre com osistema de carnes, sua força de corte é limitada, exigindoacionamentos muito potentes e, consequentemente, maiscaros.A fim de solucionar os inconvenientes da arteanterior, a presente invenção trata de um sistema deacionamento de mesa de prensa de termoformagem dotado dedois excêntricos de tamanhos diferentes, em que o primeiroexcêntrico, maior, executa o movimento ascendente edescendente da mesa inferior, e o segundo excêntrico,menor, propicia o movimento que causa a força necessáriapara o corte do produto já moldado. Dessa forma, cada umdos excêntricos pode ser movido a uma velocidade alta, semcomprometer a máquina, suas peças, ou a peça formada.
Conforme o sentido aqui empregado, a referência aexcêntrico que executa o movimento da mesa inferior, demaior curso, inclui dispositivos equivalentes, comoconjunto biela-manivela.
É ainda um objetivo da presente invenção prover umexcêntrico reduzido para efetuar o corte, de forma apropiciar uma força de corte majorada em relação à exercidapelo excêntrico maior que efetua somente o movimentovertical.
È também um objetivo subir e baixar dita mesa omais rapidamente possível, e no final da subida da mesainferior o segundo excêntrico exercer uma força de corte amaior possível, de forma praticamente instantânea.
De maneira vantajosa em relação à arte anterior,este sistema propicia a rapidez oferecida pelos sistemas debiela, sem sua limitação de baixa força de corte, pois osegundo excêntrico impulsiona a mesa com uma forçainversamente proporcional à razão entre sua dimensão e adimensão do excêntrico de movimento vertical. E ainda, essadisposição construtiva permite uma redução no torque doredutor que aciona o excêntrico nessa mesma proporção,possibilitando o uso de motoredutores menores.
Uma outra vantagem deste sistema é quepossibilita que a força de corte seja efetuada em qualquerparte do curso do excêntrico menor, ao se escolher suaposição relativa. Nesta realização, a força de corte émuito maior que aquela das máquinas que utilizam somenteuma biela para movimentar a mesa, onde somente é possívelcortar o filme no fim de curso da biela. A realização dainvenção permite ajustar a altura da faca de corteeletronicamente, fazendo com que o servomotor que aciona oexcêntrico menor pare na posição adequada ao corte. Nasmáquinas com biela simples, joelhos (toggles) ou carnes faz-se necessário fazer regulagem mecânica na altura da mesasuperior para se acertar a altura do corte.
São apresentadas a seguir figuras esquemáticas derealizações particulares da invenção, cujas dimensões eproporções não são necessariamente as reais, pois elas têmapenas a finalidade de apresentar didaticamente os diversosaspectos da invenção, cuja abrangência de proteção estádeterminada apenas pelo escopo das reivindicações anexas.
Breve descrição dos desenhos
A invenção será descrita com base nos seguintesdesenhos anexos:
- a figura 1 ilustra uma vista esquemática em perspectivade um exemplo de termoformadora (Tl) com o sistema deacionamento de mesa da prensa da presente invenção, e umforno (A) para aquecimento de um filme (F);
- a figura 2 ilustra uma vista em perspectiva do presentesistema de acionamento da mesa da prensa, com o conjuntobiela-manivela (3) e braço (4) em sua posição inferior, coma mesa (6) embaixo, afastada da mesa superior (7), e abucha excêntrica (1) em sua posição mais baixa;
- a figura 3 ilustra uma vista em perspectiva do conjuntobiela-manivela (3) e braço (4) sendo girado pelo eixo detransmissão (2), levando a mesa (6) na direção da mesasuperior (7), a bucha excêntrica (1) continua em suaposição mais baixa;
- a figura 4 ilustra uma vista em perspectiva do conjuntobiela-manivela (3) e braço (4) voltados para cima, com amesa (6) em sua posição mais elevada, de encontro com amesa superior (7), e a bucha excêntrica (1) continua em suaposição mais baixa;
- a figura 5 ilustra uma vista em perspectiva ampliada dodetalhe A da figura 4, no inicio do acionamento do segundoexcêntrico, onde se pode observar a excentricidade entre abucha (1) e o eixo de transmissão (2), e a bucha excêntrica(1) continua em sua posição mais baixa;
- a figura 6 ilustra uma vista em perspectiva do conjuntobiela-manivela (3) e braço (4) em cima, com a mesa (6) emsua posição mais elevada e a bucha excêntrica (1) no meiode seu curso máximo para efetuar a prensagem para suportara moldagem e o corte;
- a figura 7 ilustra uma vista em perspectiva ampliada dodetalhe B da figura 6, onde se pode observar aexcentricidade entre a bucha (1) e o eixo de transmissão (2);
- a figura 8 ilustra uma vista em perspectiva do conjuntobiela-manivela (3) e braço (4) com a mesa (6) sendoimpulsionada para cima pelo segundo excêntrico, bucha (1),que agora está em sua posição mais alta;
- a figura 9 ilustra uma vista em perspectiva ampliada dodetalhe C da figura 8;
- a figura 10 ilustra uma vista em perspectiva ampliada dabucha (1);
- a figura 11 ilustra uma vista frontal da bucha (1) com umfuro excêntrico (1') para posicionamento do eixo detransmissão (2), sendo (e) a distância entre os centrosgeométricos (Cl) e (C2) da bucha (1) e do furo (1')/respectivamente;
- a figura 12 ilustra uma vista em perspectiva de umavariante construtiva dos dispositivos excêntricos, com 4pontos de apoio na mesa (60) para melhor distribuição daforça de corte;
- a figura 13 ilustra uma vista em perspectiva da figura12, eliminadas a parede frontal, iam dos conjuntos eixos,bielas, excêntricos, para melhor visualizar o eixoexcêntrico (20), o disco (30) e o eixo (10);
- a figura 14 ilustra uma vista em perspectiva do eixo(10), as buchas excêntricas (Bl) e as engrenagens (P2);
- a figura 15 ilustra uma vista lateral do eixo (10),engrenagens (P2) e bucha (BI);
- a figura 16 ilustra uma vista frontal da bucha (BI), ondese pode ver a excentricidade (e2) entre ela e o eixo (10);
- a figura 17 ilustra uma vista lateral da bucha (Bl);
- a figura 18 ilustra uma vista frontal da figura 13;
- a figura 19 ilustra uma vista lateral da figura 13;
- a figura 20 ilustra uma vista ampliada do detalhe D dafigura 18, sem as engrenagens (P2 e P4) para melhorvisualizar o posicionamento dos eixos (10, 20) em relaçãoao disco (30) e o movimento da biela (40), sendo que a mesaestá na posição mais baixa, assim como o eixo (10) está naposição mais baixa em relação à bucha (BI);
- a figura 21 ilustra uma vista em perspectiva daengrenagem (P4);
- a figura 22 ilustra uma vista lateral da engrenagem (P4);
- a figura 23 ilustra uma vista frontal da engrenagem (P4);
- a figura 24 ilustra uma vista em perspectiva do eixo (20);
- a figura 25 ilustra uma vista lateral do eixo (20) ;
- a figura 26 ilustra a biela (40) subindo, elevando a mesa(60), e o eixo (10) na posição mais baixa;- a figura 27 ilustra a biela (40) na sua posição maisalta, assim como a mesa (60), e o eixo (10) ainda está emsua posição mais baixa em relação à bucha (Bl);
a figura 28 ilustra o inicio do giro do eixo (10),solidário a bucha excêntrica (Bl) para a subida do corte;
- a figura 29 ilustra a mesa (60) em cima, assim como oeixo (10) em sua posição mais alta;
- a figura 30 ilustra uma vista frontal de uma prensa determoformagem (T2) da arte anterior;
- a figura 31 ilustra outra prensa de termoformagem da arteanterior (T3) .
Descrição da Configuração Ilustrada
O exemplo a seguir refere-se a uma realizaçãoparticular da invenção, qual seja, um sistema deacionamento de mesa de prensas usado para termoformadoras(Tl) dotadas de mesas inferior (6) movivel e superior (7),movivel ou não, uma contra outra em uma mesma direção, paramoldar uma folha de material termoplástico (F) prensadoentre tais mesas, e dotadas de molde voltado contra a mesasuperior (7). O sistema é dotado de dois excêntricos quepromovem dois movimentos à mesa inferior (6) . O primeiroexcêntrico faz um movimento longo de elevação erebaixamento da mesa inferior (6), entre uma posiçãoinferior e outra superior ou contra uma mesa superior (7);e o segundo excêntrico realiza um movimento curto deimpacto da mesa inferior (6) na mesa superior (7).
O movimento longo é provido pelo primeiroexcêntrico que compreende um par de conjuntos de biela-manivela (3) e braço (4), movidos pelo giro de um eixo detransmissão (2), entre uma posição inferior (ilustrada nafigura 2) e uma posição superior (ilustrada nas figuras 4, 6 e 8).
Assim sendo, o eixo de transmissão (2) movimentao par de conjuntos de biela-manivela (3) e braço (4), quelevam consigo a mesa inferior (6), com um molde inferior(não ilustrado), afastando ou aproximando da mesa superior(7) quando da moldagem de filmes termoplásticos em produtos(não ilustrados).
Quando as mesas (6) e (7) estão afastadas faz-seo avanço da folha (F) de material termoplástico para amoldagem dos produtos, que antes passa pelo forno (A) , eao se pressionar as mesas (6, 7) uma contra a outra,aprisionando entre si a folha (7), sob temperatura e arcomprimido, dá-se a formação dos produtos.
O presente sistema compreende ainda um segundoexcêntrico formado por uma bucha (1) dotada de um furolongitudinal (1') excêntrico, cujos centros geométricos(Cl) e (CIO), da bucha (1) e do furo (1'), respectivamente,são afastados em uma distância (e) . O furo (If) serve deberço para o posicionamento do eixo transmissão (2), queassim fica excêntrico à bucha (1) . Ao se girar a bucha (1)essa excentricidade (e) impulsiona a mesa (6) com uma forçainversamente proporcional à razão entre sua dimensão e adimensão do excêntrico de movimento vertical, o que permiteuma redução no torque do redutor (não ilustrado) que acionao excêntrico nessa mesma proporção.
Os movimentos de rotação da bucha (1) e do eixo(2) são independentes, alternados e consecutivos, ou seja,enquanto o eixo (2) gira, a bucha (1) está parada, e ao segirar a bucha (1) freia-se o movimento do eixo (2) . Dessaforma, segundo o exemplo ilustrado, enquanto o eixo (2) fazgirar o par de conjuntos biela-manivela (3) e braço (4),elevando ou afastando a mesa (6), a bucha (1) é mantidaestacionada. Quando a mesa (6) atinge sua posição maiselevada, freia-se o giro do eixo (2) e libera-se o giro dabucha (1), que girando, promove um movimento acelerado erápido sobre a mesa (6), fazendo com que o filme (F) sejacortado entre os moldes inferior e superior.
Em outras palavras, a bucha (1) gira levandoconsigo o eixo (2) que, pela excentricidade (e) , é movidopara cima e para baixo à velocidade de giro da bucha (1) ,num movimento rápido e impactante, como um solavanco,empurrando a mesa (6) contra a mesa (7), promovendo o cortedo filme (F) ao redor do produto já moldado.
Dessa forma, o presente sistema de acionamento demesa propicia dois movimentos para a mesa (6), um primeiromovimento de curso mais longo de elevação e rebaixamento damesa (6), e um segundo movimento de curso mais curto erápido que promove um impacto da mesa inferior (6) contra amesa superior (7). O primeiro movimento tem seu cursolimitado a duas vezes o comprimento da biela-manivela (3),enquanto que o curso do segundo movimento é limitado a duasvezes a excentricidade (e). Assim o torque que aciona abucha (1) pode ser muito pequeno, dependendo somente daproporção entre o curso da mesa (6) promovido pelos doisexcêntricos.
O acionamento da bucha (1) e do eixo (2) équalquer um adequado ao local de instalação, podendo porexemplo ser realizado por um ou dois servomotores (nãoilustrados).
Na situação particular de se utilizar somente umservomotor, ele é acoplado ora ao eixo (2) ora à bucha (1),alternando seus movimentos.
Em uma variante construtiva, segundo ilustradonas figuras 12 a 29, existem dois eixos (10 e 20) querealizam os dois movimentos excêntricos.
O eixo (20) é engastado na engrenagem (P4) deforma excêntrica. Quando a engrenagem (P4) gira, o eixo(20) realiza um movimento excêntrico, de translação, earrasta o disco (30) e a biela (40) , de forma que, aogirar, executam o movimento de subida e descida do conjuntodisco (30)/biela (40), fazendo com que a mesa (60) suba edesça.
O eixo (10) é solidário de forma excêntrica a umabucha (BI), em uma distância (el) (vide figura 16). Ditabucha (Bl) é concêntrica a uma engrenagem (P2) , de formaque ao se acionar o eixo (10), o disco (30) sobe ou desceduas vezes a distância excêntrica (el) realizando ummovimento curto de impacto da mesa inferior (60) na mesasuperior, acionando o movimento menor que realiza o cortedo produto.
Segundo ilustrado na figura 20, a biela (40) estáem sua posição mais baixa, assim como a mesa (60) . Aengrenagem (P4), que não aparece na figura 20, dá inicio aseu giro (vide figura 26), fazendo girar o disco (30) pormeio da translação do eixo (20) , o que eleva a biela (40)até que a mesa (60) esteja em sua posição superior (videfigura 27). Nessa situação o movimento de giro daengrenagem (P4) é interrompido, e dá-se o giro daengrenagem (P2) concêntrica à parte externa da bucha (BI),o que faz com que o eixo (10) realize um movimentoexcêntrico, fazendo com que o disco (30), realize omovimento de subida, promovendo um movimento brusco deimpacto da mesa (60) em uma mesa superior para a execuçãodo corte de um filme posicionado entre essas mesas (figura 29).
Conforme exemplo ilustrado, os eixos (10) e (20)são movidos por engrenagens (P2) e (P4), respectivamente,engrenadas ao eixo de redutores (Rl) e (R2),respectivamente por meio das engrenagens (Pl) e (P3).
Ainda neste exemplo ilustrado nas figuras 12 a29, têm-se dois dispositivos excêntricos, cada um deles com2 bielas, duas buchas excêntricas (BI), 2 eixos (10, 20),2 discos (30) e 4 engrenagens (P2, P4) . Eles são acionadospor dois motoredutores (RI, R2), o primeiro (Rl) aciona oexcêntrico menor do eixo (10) de corte; e segundo (R2)aciona o excêntrico maior do eixo (20) que move as bielas(40), levantando ou abaixando a mesa (60).
Ao se acrescentar um outro eixo (10), acrescenta-se também uma engrenagem (Pf2) que transfere o movimento daengrenagem (P2) ao segundo eixo (10), sem que sejanecessária a utilização de outro redutor (Rl).
De forma análoga, o segundo eixo (20) é conectadoa engrenagem (P4) que é conectada à engrenagem (P3), semque seja necessária a utilização de outro redutor (R2).Nesse caso as duas engrenagens (P3) estão engrenadas uma aoutra.
A figura 30 ilustra uma prensa de termoformadora(T2) da arte anterior cuja mesa inferior (61) é movida porum par de joelhos (Jl) acionados por um cilindro hidráulico(H) ou pneumático, enquanto que a mesa superior (71) émovida por outro par de joelhos (J2). Considerando somenteo movimento de subida e descida, este sistema é adequado,mas para efetuar a subida não oferece velocidade inicialpois os joelhos ficam posicionados de forma a oferecergrande resistência mecânica na posição de mesa (61)abaixada.
A figura 31 ilustra outra prensa determoformadora (T3) da arte anterior, revelada noMU8701316-9, que utiliza um conjunto de biela-manivela (32)e braço (42) para mover a mesa inferior (62) de encontro auma mesa superior (72) que, conforme pode ser visto podeoferecer alta velocidade de movimento, mas não compreendeum sistema próprio para o corte da folha (F) e portantoexige uma grande força do motoredutor que o aciona. Sendoque, quanto maior o curso da mesa, mais força é exigida.
0 homem da técnica prontamente perceberá, apartir da descrição e dos desenhos representados, váriasmaneiras de realizar a invenção sem fugir do escopo dasreivindicações anexas.
Claims (5)
1. - SISTEMA DE ACIONAMENTO DE MESA DE PRENSAS determoformadoras (Tl) dotadas de mesas inferior (6, 60)movível e superior (7), movivel ou não, uma contra outra emuma mesma direção, para moldar uma folha de materialtermoplástico prensado entre tais mesas, e dotadas de ummolde voltado contra a mesa superior (7), caracterizado.porcompreender dois excêntricos acionados (1 e 2; ou, 10 e 20)de forma independente e alternada, sendo o primeiroexcêntrico (2, 20) de movimento de curso longo de elevaçãoe rebaixamento da mesa inferior (6, 60), entre uma posiçãoinferior e outra superior ou contra a mesa superior (7); eo segundo excêntrico (1, 10) de movimento de curso curto ede grande força impacto da mesa inferior (6,60) na mesasuperior (7).
2. - SISTEMA DE ACIONAMENTO DE MESA DE PRENSA deacordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de queo primeiro excêntrico é formado por um par de conjuntos debiela-manivela (3) e braço (4), movidos pelo giro de umeixo de transmissão (2), entre uma posição inferior e umaposição superior.
3. - SISTEMA DE ACIONAMENTO DE MESA DE PRENSAS deacordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de queo segundo excêntrico é formado por uma bucha (1) dotada deum furo (1') excêntrico, cujos centros geométricos (Cl) e(CIO), da bucha (1) e do furo (1'), respectivamente, sãoafastados em uma distância (e) ; o furo (1') é berço deposicionamento do eixo transmissão (2), que é excêntrico àbucha (1).
4. - SISTEMA DE ACIONAMENTO DE MESA DE PRENSAS deacordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de queo primeiro e segundo movimentos excêntricos são realizadospelo giro independente de dois eixos (20, 10) , que movem umdisco (30) de uma biela (40); sendo o primeiro excêntricoformado por um eixo (20) engastado em uma engrenagem (P4)de forma excêntrica, sendo a engrenagem (P4) concêntrica aodisco (30), de forma que o eixo (20) realiza um movimentoexcêntrico em relação ao disco (30), arrastando o disco(30) e a biela (40), que executam o movimento de subida edescida do conjunto disco (30)/biela (40) e da mesa (60); oeixo (10) é solidário de forma excêntrica a uma bucha (Bl)que é concêntrica a uma engrenagem (P2), de forma que aoacionar o eixo (10) o disco (30) sobe ou desce duas vezes adistância excêntrica (el) realizando um movimento curto deimpacto da mesa inferior (60) na mesa superior.
5. - SISTEMA DE ACIONAMENTO DE MESA DE PRENSAS deacordo com a reivindicação 4 caracterizado pelo fato de queos eixos (10) e (20) são movidos por engrenagens (PI, P2) e(P3, P4), respectivamente, engrenadas ao eixo de redutores(Rl) e (R2) ; e têm-se dois pares de bielas (40) cada umadas quais com seu disco (30), que são conectados, dois adois aos eixos (20) .
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