BRPI1010101B1 - Sistema de acionamento de mesa de prensas - Google Patents

Description

SISTEMA DE ACIONAMENTO DE MESA DE PRENSAS A presente invenção refere-se a um sistema de acionamento de mesas de prensas, particularmente para movimentar mesa de termoformadoras quando da moldagem e corte de filmes termoplásticos, por exemplo, para formação de produtos.

Histórico da Invenção A presente invenção refere-se a um sistema de acionamento de mesas de prensas, particularmente para máquinas de termoformagem quando da produção de peças plásticas, tais como copos, pratos, bandejas, contenedores descartáveis, etc.

Basicamente tais máquinas compreendem uma estrutura verLicaiizada dotada de um molde, posicionado sobre uma mesa inferior que é movida contra outra mesa superior, fixa ou móvel, para a moldagem de um filme termoplástico continuo. A mesa inferior movimenta o molde para baixo para permitir a saida da peça termoformada e posicionar o referido filme para a próxima moldagem das peças; e movimenta o molde para cima, contra a mesa superior que contém uma faca ou contra faca, bem como eventualmente um contra molde auxiliar que tem a função de fazer com que as paredes da peça termoformada sejam o mais uniforme possivel, forçando o filme de material plástico a adquirir o formato do molde, com o auxilio de temperatura e pressão e/ou vácuo.

Assim, ao se aquecer o filme de termoplástico, ele amolece, e conforma-se aos moldes por meio de ar comprimido ou vácuo. Após a moldagem o próprio molde corta a peça, separando-a do restante do filme.

Esse movimento de descida é também necessário para que a peça saia do molde. 0 movimento de subida e descida deve ser o mais rápido possivel para que a produção seja a maior possivel. Alem de ter uma grande velocidade de subida e descida, quando próximo ao final da subida, a mesa deve fazer força suficiente para suportar o ar comprimido de moldagem e ainda para fazer o corte das peças, destacando-as do filme plástico. Com alguns materiais, como por exemplo, o PET (polietileno tereftalato) a força exercida é bastante grande.

Dessa forma, além da moldagem a mesa deve promover o recorte da peça através de iam aperto adicional do molde inferior contra a mesa superior.

Dentre as diversas formas conhecidas em que se realiza o movimento da mesa, pode-se citar aquele realizado por carnes; por joelhos (também chamado toggles) movimentados por cilindros pneumáticos, hidráulicos ou servomotores; bielas (ou excêntricos) acionados por motores ou servomotores; cilindros hidráulicos diretos; e outros.

Ocorre que os carnes e cilindros hidráulicos têm problemas de velocidade. No caso dos carnes a abertura, ou afastamento da mesa do molde superior, se dá por meio da gravidade, o que limita sua aceleração à ela, ou seja, não permitindo acelerações maiores que a da gravidade. No caso de cilindros hidráulicos, as velocidades são limitadas, além de haver problemas de precisão na parada.

Os joelhos desdobradores de força acionados pneumaticamente ou hidraulicamente têm problema de limitações de velocidade, pois sua aceleração no inicio da subida não é senoidal e se dá de maneira brusca.

Quanto às bielas ou excêntricos, utilizados de forma isolada para esta aplicação, apesar de ter uma maior velocidade e evitar quedas bruscas como ocorre com o sistema de carnes, sua força de corte é limitada, exigindo acionamentos muito potentes e, consequentemente, mais caros. A fim de solucionar os inconvenientes da arte anterior, a presente invenção trata de um sistema de acionamento de mesa de prensa de termoformagem dotado de dois excêntricos de tamanhos diferentes, em que o primeiro excêntrico, maior, executa o movimento ascendente e descendente da mesa inferior, e o segundo excêntrico, menor, propicia o movimento que causa a força necessária para o corte do produto já moldado. Dessa forma, cada um dos excêntricos pode ser movido a uma velocidade alta, sem comprometer a máquina, suas peças, ou a peça formada.

Conforme o sentido aqui empregado, a referência a excêntrico que executa o movimento da mesa inferior, de maior curso, inclui dispositivos equivalentes, como conjunto biela-manivela. É ainda um objetivo da presente invenção prover um excêntrico de curso reduzido para efetuar o corte, de forma a propiciar uma força de corte majorada em relação à exercida pelo excêntrico de curso maior que efetua somente o movimento vertical. É também um objetivo subir e baixar dita mesa inferior o mais rapidamente possível, e no final da subida da referida mesa inferior o segundo excêntrico exercer uma força de corte maior possível, de forma abrupta, praticamente instantânea.

De maneira vantajosa em relação à arte anterior, este sistema propicia a rapidez oferecida pelos sistemas de biela, sem sua limitação de baixa força de corte, pois o segundo excêntrico impulsiona a mesa com uma força inversamente proporcional à razão entre sua dimensão e a dimensão do excêntrico de movimento vertical. E ainda, essa disposição construtiva permite uma redução no torque do redutor que aciona o excêntrico nessa mesma proporção, possibilitando o uso de motoredutores menores.

Uma outra vantagem deste sistema é que possibilita que a força de corte seja efetuada em qualquer parte do curso do excêntrico menor, ao se escolher sua posição relativa. Nesta realização, a força de corte é muito maior que aquela das máquinas que utilizam somente uma biela para movimentar a mesa, onde somente é possível cortar o filme no fim de curso da biela. A realização da invenção permite ajustar a altura da faca de corte eletronicamente, fazendo com que o servomotor que aciona o excêntrico menor pare na posição adequada ao corte. Nas máquinas com biela simples, joelhos (toggles) ou carnes faz-se necessário fazer regulagem mecânica na altura da mesa superior para se acertar a altura do corte. São apresentadas a seguir figuras esquemáticas de realizações particulares da invenção, cujas dimensões e proporções não são necessariamente as reais, pois elas têm apenas a finalidade de apresentar didaticamente os diversos aspectos da invenção, cuja abrangência de proteção está determinada apenas pelo escopo das reivindicações anexas. Breve descrição dos desenhos A invenção será descrita com base nos seguintes desenhos anexos: - a figura 1 ilustra uma vista esquemática em perspectiva de um exemplo de termoformadora (Tl) com o sistema de acionamento de mesa de prensa da presente invenção, e um forno (A) para aquecimento de um filme (F); - a figura 2 ilustra uma vista em perspectiva do presente sistema de acionamento de mesa de prensa, com o conjunto biela-manivela (3) e braço (4) em sua posição inferior, com a mesa (6) embaixo, afastada da mesa superior (7), e a bucha excêntrica (1) em sua posição mais baixa; - a figura 3 ilustra uma vista em perspectiva do conjunto biela-manivela (3) e braço (4) sendo girado pelo eixo de transmissão (2), levando a mesa (6) na direção da mesa superior (7), a bucha excêntrica (1) continua em sua posição mais baixa; - a figura 4 ilustra uma vista em perspectiva do conjunto biela-manivela (3) e braço (4) voltados para cima, com a mesa (6) em sua posição mais elevada, de encontro com a mesa superior (7), e a bucha excêntrica (1) continua em sua posição mais baixa; - a figura 5 ilustra uma vista em perspectiva ampliada do detalhe A da figura 4, no inicio do acionamento do segundo excêntrico, onde se pode observar a excentricidade entre a bucha (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 conjunto biela-manivela (3) e braço (4) em cima, com a mesa (6) em sua posição mais elevada e a bucha excêntrica (1) no meio de seu curso máximo para efetuar a prensagem para suportar a moldagem e o corte; - a figura 7 ilustra uma vista em perspectiva ampliada do detalhe B da figura 6, onde se pode observar a excentricidade entre a bucha (1) e o eixo de transmissão (2) ; - a figura 8 ilustra uma vista em perspectiva do conjunto biela-manivela (3) e braço (4) com a mesa (6) sendo impulsionada para cima pelo segundo excêntrico, bucha (1) , que agora está em sua posição mais alta; - a figura 9 ilustra uma vista em perspectiva ampliada do detalhe C da figura 8; - a figura 10 ilustra uma vista em perspectiva ampliada da bucha (1); - a figura 11 ilustra uma vista frontal da bucha (1) com um furo excêntrico (1') para posicionamento do eixo de transmissão (2), sendo (e) a distância entre os centros geométricos (Cl) e (CIO), da bucha (1) e do furo (1'), respectivamente; - a figura 12 ilustra uma vista em perspectiva de uma variante construtiva do sistema de acionamento de prensa com seu eixo excêntrico (10); - a figura 13 ilustra uma vista em perspectiva explodida da variante construtiva ilustrada na figura 12; - a figura 14 ilustra uma vista em corte transversal do eixo excêntrico (20) que, movido pelo disco arrastador (50), inicia seu giro, empurrando a mesa (60) para cima; - a figura 15 ilustra uma vista em corte transversal do eixo excêntrico (20) na metade de seu curso de giro, com a mesa (60) na metade de seu deslocamento vertical; - a figura 16 ilustra uma vista em corte transversal do eixo excêntrico (20) no final de seu curso de giro, com a mesa (60) em sua posição mais elevada; - a figura 17 ilustra uma vista em corte transversal dos eixo excêntricos (20) e (10), em que o excêntrico (10) está na metade de seu curso de giro, com a mesa (60) em sua posição de impacto na mesa superior; - a figura 18 ilustra uma vista frontal de uma prensa de termoformagem (T2) da arte anterior; e, - a figura 19 ilustra outra prensa de termoformagem da arte anterior (T3).

Descrição da Configuração Ilustrada 0 exemplo a seguir refere-se a uma realização particular da invenção, qual seja, um sistema de acionamento de mesa de prensas usado para termoformadoras (Tl) dotadas de mesas inferior movivel (6, 60) e superior (7), movivel ou não, uma contra outra em uma mesma direção, para moldar uma folha de material termoplástico (F) prensado entre tais mesas, e dotadas de molde voltado contra a mesa superior (7) . O sistema é dotado de dois excêntricos (1 e 2; 10 e 20) que promovem dois movimentos à mesa inferior (6, 60). O primeiro excêntrico faz um movimento longo de elevação e rebaixamento da mesa inferior (6, 60), entre uma posição inferior e outra superior ou contra uma mesa superior (7); e o segundo excêntrico realiza um movimento curto de impacto da mesa inferior (6, 60) na mesa superior (7). 0 movimento longo é provido pelo primeiro excêntrico (2) na forma de um eixo de transmissão (2) conectado a um par de conjuntos de biela-manivela (3) e braço (4), movidos pelo giro do eixo (2), entre uma posição inferior (ilustrada na figura 2) e uma posição superior (ilustrada nas figuras 4, 6 e 8).

Assim sendo, o eixo de transmissão (2) movimenta o par de conjuntos de biela-manivela (3) e braço (4), que levam 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-se o avanço da folha (F) de material termoplástico para a moldagem dos produtos, que antes passa pelo forno (A) , e ao se pressionar as mesas (6, 7) uma contra a outra, aprisionando entre si a folha (F) que, sob temperatura e ar comprimido, dá-se a formação dos produtos. O presente sistema compreende ainda um segundo excêntrico (1) na forma de uma bucha (1) dotada de um furo longitudinal (1') excêntrico, cujos centros geométricos (Cl) e (CIO), da bucha (1) e do furo (1'), respectivamente, são afastados em uma distância (e) . O furo (1') serve de berço para o posicionamento do eixo (2) , que assim fica excêntrico à bucha (1) . Ao se girar a bucha (1) essa excentricidade (e) impulsiona a mesa (6) com uma força inversamente proporcional à razão entre sua dimensão e a dimensão do excêntrico de movimento vertical, o que permite uma redução no torque do redutor (não ilustrado) que aciona o 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 se girar a bucha (1) freia-se o movimento do eixo (2) . Dessa forma, segundo o exemplo ilustrado, enquanto o eixo (2) faz girar o par de conjuntos biela-manivela (3) e braço (4), elevando ou afastando a mesa (6), a bucha (1) é mantida estacionada. Quando a mesa (6) atinge sua posição mais elevada, freia-se o giro do eixo (2) e libera-se o giro da bucha (1), que girando, promove um movimento acelerado e rápido sobre a mesa (6) , fazendo com que o filme (F) seja cortado entre os moldes inferior e superior.

Em outras palavras, a bucha (1) gira levando consigo o eixo (2) que, pelá excentricidade (e) , é movido para 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 corte do filme (F) ao redor do produto já moldado.

Dessa forma, o presente sistema de acionamento de mesa propicia dois movimentos para a mesa (6), um primeiro movimento de curso mais longo de elevação e rebaixamento da mesa (6), e um segundo movimento de curso mais curto e rápido que promove um impacto da mesa inferior (6) contra a mesa superior (7) . 0 primeiro movimento tem seu curso limitado a duas vezes o comprimento da biela-manivela (3), enquanto que o curso do segundo movimento é limitado a duas vezes a excentricidade (e) . Assim o torque que aciona a bucha (1) pode ser muito pequeno, dependendo somente da proporção entre o curso da mesa (6) promovido pelos dois excêntricos. 0 acionamento da bucha (1) e do eixo (2) é qualquer um adequado ao local de instalação, podendo, por exemplo, ser realizado por um ou dois servomotores (não ilustrados).

Na situação particular de se utilizar somente um servomotor, ele é acoplado ora ao eixo (2) ora à bucha (1), alternando seus movimentos.

Em uma variante construtiva, segundo ilustrado nas figuras 12 a 17, existem dois eixos (10 e 20) que realizam os dois movimentos excêntricos, que movem a mesa inferior (60). O primeiro excêntrico (20) faz um movimento longo de elevação e rebaixamento da mesa inferior (60), entre uma posição inferior e outra superior. O segundo excêntrico (10) realiza um movimento curto de impacto da mesa inferior (60) contra referida mesa superior. O sistema compreende uma estrutura de suporte (80) dotada de uma base (81), de um par de paredes opostas (82) com fendas verticais (83) a partir de sua porção superior, que servem de guias para ressaltos laterais (61) da mesa (60) . As fendas (83) limitam o movimento da mesa (60) à vertical, impedindo que ela faça movimentos horizontais. A mesa (60) é movida verticalmente por uma biela (40) conectada à face inferior da mesa (60) . Dita biela (40) é dotada de um disco excêntrico (30) que compreende duas aberturas excêntricas (31) e (32) atravessadas pelos excêntricos (10) e (20), respectivamente, de forma que ao se girar os excêntricos (10) e (20), alternadamente, eles promovem o giro do disco excêntrico (30) que por sua vez move a biela (40), elevando ou abaixando a mesa (60). O movimento longo da biela (40) é provido pelo primeiro excêntrico (20) que atravessa a abertura (32) excêntrica ao disco (30), sendo que as extremidades do excêntrico (20) são conectadas excentricamente a um par de discos arrastadores (50) posicionados nas paredes (82), abaixo das fendas (83) . Assim, ao se girar os discos arrastadores (50), o excêntrico (20) acompanha seu movimento (segundo indicado pela seta I, nas figuras 13 a 16), forçando o giro do disco excêntrico (30) gue move a biela (40), provocando o movimento vertical da mesa (60) entre uma posição inferior (ilustrada na figura 14) e uma posição superior (ilustrada na figura 16). O movimento curto de impacto da mesa (60) é promovido pelo excêntrico (10) que avança para fora das aberturas (51) dos discos (50), sem se conectar a eles, de forma a não scr arrastado pelos discos (50) quando de seu giro. 0 excêntrico (10) compreende um engrossamento central (11) não axial que atravessa a abertura (31) do disco excêntrico (30) . Ao se promover o giro do excêntrico (10) (segundo indicado pela seta II, na figura 17) por sua extremidade, provoca-se um movimento no disco (30) devido à excentricidade (e) entre o engrossamento (11) e a extremidade do excêntrico (10) que, por não ser axial ao excêntrico (10), promove um movimento no disco (30) tão curto quanto o dobro da excentricidade (e) entre o engrossamento (11) e o excêntrico (10), impulsionando a mesa (60) com uma força inversamente proporcional à razão entre sua dimensão e a dimensão do excêntrico de movimento vertical.

De maneira vantajosa em relação à arte anterior, os excêntricos (1 ou 10) exercem uma força de corte sobre o conjunto de mesa (60), molde e filme, que independe da posição da mesa (6 ou 60) . O excêntrico (10) propicia a força necessária para o corte do filme (F) já moldado em peças (não ilustradas) qualquer que seja a posição de seu curso.

Nos outros sistemas, é necessário acertar a altura de corte por meio de fusos ou porcas, pois existe somente uma única posição em que o acionamento tem força suficiente para o corte.

Como o excêntrico (1 ou 10) de curso pequeno tem força suficiente para cortar em qualquer ponto de seu curso, tem-se a vantagem adicional, muito relevante na pratica, de poder fazer o ajuste da altura de corte eletronicamente, parando o excêntrico (1 ou 10) onde se desejar, dentro de seu curso. Assim, a maquina pode ter a altura de corte incluída em sua memória de moldes o que evita a regulagem mecânica e trabalhosa a cada troca de moldes.

Os movimentos de rotação do disco arrastador (50), que carrega o excêntrico (20), e o do excêntrico (10) são independentes, alternados e consecutivos, ou seja, enquanto o disco arrastador (50) gira, levando consigo o excêntrico (20), o excêntrico (10) não realiza movimento de rotação, há somente o movimento do disco (30) . Após o fim de curso do giro dos discos (50) seu movimento é momentaneamente interrompido, para que o excêntrico (10) seja rotacionado.

Dessa forma, enquanto o excêntrico (20) faz girar a biela (40), elevando ou descendo a mesa (60), o excêntrico (10) não rotaciona. Quando a mesa (60) atinge sua posição mais elevada, freiam-se o giro dos discos (50) e liberando-se o giro do excêntrico (10) que, ao girar, promove um movimento acelerado e rápido sobre a mesa (60), fazendo com que o filme (F) seja cortado entre as mesas inferior (60) e superior. O acionamento dos discos (50) e do excêntrico (10) é qualquer um adequado ao local de instalação, podendo por exemplo ser realizado por dois motores (não ilustrados). A figura 18 ilustra uma prensa de termoformadora (T2) da arte anterior cuja mesa inferior (61) é movida por um par de joelhos (Jl) acionados por um cilindro hidráulico (H) ou pneumático, enquanto que a mesa superior (71) é movida por outro par de joelhos (J2) . Considerando somente o movimento de subida e descida, este sistema é adequado, mas para efetuar a subida não oferece velocidade inicial pois os joelhos ficam posicionados de forma a oferecer grande resistência mecânica na posição de mesa (61) abaixada. A figura 19 ilustra outra prensa de termofcrmadora (T3) da arte anterior, revelada no MU8701316-9, que utiliza um conjunto de biela-manivela (32) e braço (42) para mover a mesa inferior (62) de encontro a uma mesa superior (72) que, conforme pode ser visto pode oferecer alta velocidade de movimento, mas não compreende um sistema próprio para o corte da folha (F) e portanto exige uma grande força do motoredutor que o aciona. Sendo que, quanto maior o curso da mesa, mais força é exigida. 0 homem da técnica prontamente perceberá, a partir da descrição e dos desenhos representados, várias maneiras de realizar a invenção sem fugir do escopo das reivindicações anexas.

Claims (5)

1 - SISTEMA DE ACIONAMENTO DE MESA DE PRENSAS de termoformadoras dotadas de mesas inferior (6, 60) movível e superior (7), movível ou não, uma contra outra em uma mesma direção, para moldar uma folha de material termoplástico prensado entre tais mesas, e dotadas de um molde voltado contra a mesa superior (7) , caracterizado por compreender dois excêntricos acionados (1 e 2; ou, 10 e 20) de forma independente e alternada, sendo o primeiro excêntrico (2, 20) de movimento de curso longo de elevação e rebaixamento da mesa inferior (6, 60), entre uma posição inferior e outra superior ou contra a mesa superior (7); e o segundo excêntrico (1, 10) de movimento de curso curto e de grande força impacto da mesa inferior (6,60) na mesa superior (7).

2 - SISTEMA DE ACIONAMENTO DE MESA DE PRENSA de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o primeiro excêntrico (2) é na forma de um eixo de transmissão (2) conectado a um par de conjuntos de biela-manivela (3) e braço (4), movidos pelo giro do eixo (2), entre uma posição inferior e uma posição superior.

3 - SISTEMA DE ACIONAMENTO DE MESA DE PRENSAS de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o segundo excêntrico (1) é na forma de uma bucha (1) dotada de um furo (1') excêntrico, cujos centros geométricos (Cl) e (CIO), da bucha (1) e do furo (1'), respectivamente, são afastados em uma distância (e) ; o furo (1') é berço de posicionamento do eixo transmissão (2), que é excêntrico à bucha (1).

4 - SISTEMA DE ACIONAMENTO DE MESA DE PRENSAS de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que a mesa (60) é movida verticalmente por uma biela (40), conectada à face inferior da mesa (60), a biela (40) é dotada de um disco excêntrico (30) que compreende duas aberturas excêntricas (31) e (32) atravessados pelos excêntricos (10) e (20) , respectivamente; o excêntrico (20) tem cada uma de suas extremidades conectadas excentricamente a discos arrastadores (50), sendo os discos (50) posicionados em paredes (82) opostas, de uma estrutura de suporte (80); o excêntrico (10) é posicionado livremente em uma abertura (51) centralizada nos discos arrastadores (50), e compreende um engrossamento central (11) não axial que é encaixado na abertura (31) do disco (30); os movimentos de rotação dos discos arrastadores (50) e o do excêntrico (10) são alternados e consecutivos.

5 - SISTEMA DE ACIONAMENTO DE MESA DE PRENSAS de acordo com a reivindicação 4 caracterizado pelo fato de que o acionamento dos discos (50) e do excêntrico (10) é realizado por dois motores.