ES2197858T3 - Injerto de cavidad refrigerado para moldeo por inyeccion. - Google Patents
Injerto de cavidad refrigerado para moldeo por inyeccion.Info
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Abstract
Un aparato de moldeo por inyección que tiene una cavidad (66) con una superficie externa (160) extendida en un molde (16) y un inserto (10) de cavidad hueco con una superficie interna (158) montada en el molde (16), en el que la superficie interna (158) del inserto (10) de la cavidad forma al menos una parte de la superficie externa (160) de la cavidad (66), caracterizado porque: el inserto (10) de la cavidad tiene al menos una parte (136) interna hueca y una parte (138) externa hueca, unidas conjuntamente de forma integral, teniendo la parte externa (138) una superficie interna (144) y una parte interna (136) que tiene una superficie externa (162), encajando la parte interna (136) dentro de la parte externa (138), con la superficie externa (162) de la parte interna (136) próxima a la superficie interna (144) de la parte externa (138), teniendo una superficie de entre la superficie externa (162) de la parte interna (136) y la superficie interna (144) de la parte externa (138) un surco (164)en su interior para formar un canal (166) de flujo de fluido refrigerante extendido entre la parte interna (136) y la parte externa (138) desde una toma (168) del fluido refrigerante hasta una salida (170) de fluido refrigerante alrededor de la cavidad (66).
Description
Injerto de cavidad refrigerado para moldeo por
inyección.
La presente invención se refiere, en general, a
un aparato de moldeo por inyección y, más particularmente, a un
aparato de moldeo por inyección que tiene un inserto de cavidad con
un canal de flujo de fluido refrigerante en su interior.
Los aparatos de moldeo por inyección que tienen
canales o conductos de fluidos refrigerantes son bien conocidos.
Por ejemplo, la patente U.S. número de serie 5.427.519, concedida
al solicitante el 27 de Junio de 1995, muestra una aplicación de
disposición térmica en la cual un canal de fluido refrigerante se
extiende alrededor de un canal central de material de moldeo
líquido en una tobera. La patente U.S. número de serie 5.443.381,
concedida al solicitante el 22 de agosto de 1.995, muestra un
aparato de canal de colada caliente que tiene unos conductos de
fluido refrigerante extendido a través de un inserto del orificio
de colada. La solicitud de patente canadiense número de serie
2.228.931, presentada el 2 de Febrero de 1998 por
Mold-Masters Limited es otro ejemplo de un inserto
del orificio de colada que tiene conductos o pasos de fluido
refrigerantes helicoidales.
Como se aprecia en la patente U.S. número de
serie 5.652.003, concedida al solicitante el 29 de Julio de 1997,
también se conoce disponer insertos de la cavidad con conductos de
fluido refrigerante. Las patentes U.S. 5.736.173 (de Wright),
5.582.851 (de Hofstetter), 4.622.001 (de Bright) y 4.497.624 (de
Brun) también muestran diseños refrigerantes diferentes para
preformas y otros artículos.
Por lo tanto, un objeto de la presente invención
es al menos superar parcialmente las desventajas de la técnica
anterior suministrando un inserto de la cavidad con unas partes
interna y externa unidas entre sí de forma integral con un canal de
flujo de fluido refrigerante extendido entre las partes interna y
externa.
A dicho fin, en uno de sus aspectos la invención
suministra un aparato de moldeo por inyección que tiene una cavidad
con una superficie externa extendida en un molde y un inserto hueco
de la cavidad que tiene una superficie interna montada en el molde,
en que la superficie interna del inserto de la cavidad forma la
superficie interna de la cavidad. El inserto de la cavidad tiene
una parte interna hueca y una parte externa hueca unidas
conjuntamente de forma integral. La parte externa tiene una
superficie interna y la parte interna tiene una superficie externa.
La parte interna encaja dentro de la parte externa con la
superficie externa de la parte interna próxima a la superficie
interna de la parte externa. Bien la superficie externa de la parte
interna o la superficie interna de la parte externa tiene un surco
en su interior para formar un canal de flujo de fluido refrigerante
extendido entre la parte interna y la parte externa. El canal de
flujo de fluido refrigerante se extiende desde una toma de fluido
refrigerante a una salida de fluido refrigerante en una
configuración predeterminada alrededor de la cavidad.
Objetos y ventajas adicionales de la invención
aparecerán tras la descripción siguiente tomada conjuntamente con
los dibujos adjuntos.
La Figura 1 es una vista en sección de una parte
de un sistema de moldeo por inyección multicavidad con un inserto
de la cavidad según una forma de realización preferente de la
invención,
la Figura 2 es una vista isométrica despiezada
ordenadamente que muestra las tres partes del inserto de la cavidad
visto en la Figura 1 en una posición para su ensamblado, y
la Figura 3 es una vista en sección del inserto
de la cavidad mostrado en la Figura 2 con las tres partes unidas
integralmente entre sí.
En primer lugar se hace referencia a la Figura 1
que muestra una parte de un sistema o aparato de moldeo por
inyección multicavidad usado para moldear preformas de botellas de
bebidas refrescantes con un inserto 10 de la cavidad hueco,
alargado, enfriado por fluido según una forma de realización
preferente de la invención. En esta configuración, un número de
toberas 12 calentadas están montadas en aberturas 14 en un molde 16
con el extremo posterior 18 de cada tobera 12 calentada apoyado
contra la cara frontal 20 de un colector 22 de distribución de la
colada de acero. Cada tobera 12 está calentada por un elemento 24
calefactor eléctrico integral y tiene un elemento 26 de termopar
extendido dentro de su extremo frontal 28 para supervisar y
controlar la temperatura de operación. Cada tobera 12 calentada
tiene una brida 30 de localización cilíndrica asentada en un
asiento 32 de localización circular en la abertura 14. Esto
suministra un espacio 34 de aire aislante entre la tobera 12
calentada y el molde circundante 16 que está refrigerado mediante
bombeo de agua de refrigeración a través de unos conductos de
refrigeración 36.
El colector 22 de distribución de la colada está
también calentado mediante un elemento 38 calefactor eléctrico
integral. El colector 22 de distribución de colada está montado
entre una placa 40 del colector y una placa 42 de agarre que están
fijadas entre sí por pernos 44. El colector 22 de distribución de
colada está situado por un anillo 46 de localización central y un
número de separadores 48 aislantes que suministran un espacio de
aire aislante 50 entre el mismo y el molde 16 enfriado
circundante.
Un paso 52 de la colada se extiende desde una
toma central 54 en una parte de toma 56 del colector 22 de
distribución de colada y se ramifica en el colector 22 de
distribución de colada para extenderse a través de un taladro 58 de
colada central en cada una de las toberas 12 calentadas. El paso de
colada 52 se extiende a través de una junta 60 de la tobera de dos
piezas alineada con un orificio de colada 62 extendido a través de
un inserto 64 del orificio de colada refrigerado hasta una cavidad
66 alargada. Esta cavidad 66 para fabricar preformas de botellas
para bebidas refrescantes se extiende entre el inserto 10 de la
cavidad y los insertos 68 de vertido roscados sobre un núcleo 70
del molde enfriado y externo sobre la parte interior. El inserto
64 del orificio de colada y el inserto 10 de la cavidad se insertan
en una abertura 72 en una placa 74 de la cavidad a través de la
cual se extienden unas líneas 76 de agua refrigerante hasta el
inserto 64 del orificio de colada refrigerado.
El núcleo 70 del molde refrigerado tiene una
parte interna 78 hueca alargada extendida dentro de una parte
externa 80 hueca alargada. El núcleo 70 del molde tiene una
superficie externa 82 extendida desde un extremo frontal 84 con
forma de domo hasta un extremo posterior 86. La superficie externa
82 del núcleo 70 del molde alargado tiene una parte frontal 88 y
una parte posterior 90. La parte frontal 88 forma la superficie
interna 92 de la cavidad 66, y la parte posterior 90 se extiende
hacia atrás desde la cavidad 66 a través de una abertura 94 a
través de un miembro de cierre 96 del núcleo que está fijado a una
placa de soporte 98 del núcleo mediante pernos 100. El miembro de
cierre 96 del núcleo a su vez se extiende a través de una abertura
102 a través de un miembro de deslizadera 104 y una placa de
desgaste 106 que está fijada a una placa 108 del rascador mediante
tornillos 110. Unas líneas de suministro y retorno 112, 114 de
fluido refrigerante se extienden en la placa soporte 98 del núcleo
y están conectadas respectivamente a un conducto 116 de fluido
refrigerante central extendido longitudinalmente a través de la
parte interna 78 y un conducto 118 de fluido refrigerante externo
cilíndrico extendido entre la pieza interna 78 y la pieza externa
80 del núcleo 70 del molde.
La parte posterior 90 de la superficie externa 86
del núcleo 70 del molde tiene una parte ahusada 120 que se ahusa
hacia el interior en dirección al extremo posterior 86 del núcleo
70 del molde. Como puede apreciarse, la abertura 94 a través del
miembro de cierre 96 del núcleo tiene una superficie interna 122
con una parte ahusada 124 que también se ahusa hacia el interior en
dirección al extremo posterior 86 del núcleo 70 del molde y hace
coincidencia con la parte ahusada 120 de la parte posterior 90 de
la superficie externa 82 del núcleo 70 del molde. La parte
posterior 90 de la superficie externa 82 del núcleo 70 del molde
tiene también una parte roscada 126 sobre la cual se enrosca una
rosca cilíndrica 128. La tuerca 128 está asentada en un asiento 130
en la cara posterior 132 del miembro de cierre 96 del núcleo y
está apretada por una llave inglesa que encaja en los agujeros 134
para asegurar el núcleo 70 del molde en el miembro de cierre 96 del
núcleo con la parte ahusada 120 de la superficie externa 82 del
núcleo 70 del molde apoyada contra la parte ahusada 124
correspondiente de la superficie interna 122 de la abertura 94 que
atraviesa el miembro de cierre 96 del núcleo. También con la
referencia a las Figuras 2 y 3, el inserto 10 de la cavidad tiene
una parte interna 136 hueca alargada, una parte externa 138 hueca
alargada y una parte de base 140. La parte externa 138 tiene una
superficie externa 142 y una superficie interna 144 cilíndrica.
Como puede apreciarse, la superficie externa 142 se ahusa
internamente hacia el frente y encaja en la abertura ahusada 72 en
coincidencia que se extiende a través de la placa 74 de la cavidad.
La parte externa 138 tiene también un extremo posterior 148 que
encaja en un asiento circular 150 en la parte de base 140. La parte
de base 140 tiene unos agujeros 152 a través de los cuales se
extienden unos tornillos 154 dentro de unos agujeros 156 en la
placa 74 de la cavidad para asegurar el inserto 10 de la cavidad en
posición.
En esta forma de realización, la parte interna
136 del inserto 10 de la cavidad tiene una superficie interna 158
cilíndrica que forma la superficie externa 160 de la cavidad 66 y
una superficie externa 162 con un surco 164 en su interior que
encaja dentro de la parte externa 138, con la superficie externa
162 de la parte interna 136 próxima a la superficie interna 144 de
la parte externa 138. El surco 164 en la superficie externa 162 de
la parte interna 136 se extiende según una configuración
predeterminada para formar un canal 166 de flujo de fluido
refrigerante extendido entre la parte interna 136 y la parte
externa 138, desde una toma de fluido refrigerante 168 y una salida
170 de fluido refrigerante, ambos de los cuales se extienden a
través de la parte externa 138 hasta las líneas de suministro y
retorno 172, 174, respectivamente, en la placa 74 de la cavidad. En
esta forma de realización, la parte externa 138 del inserto 10 de
la cavidad es más larga que la parte interna 136 para recibir
también el inserto 64 del orificio de colada en su interior.
Se hace referencia ahora a las Figuras 2 y 3 para
describir el procedimiento de fabricación del inserto 10 de la
cavidad según la invención. En primer lugar, la parte interna 136,
la parte externa 138 y la parte de base 140 mostradas en la Figura
2 son mecanizadas a partir de acero con unos surcos 164 con una
forma para suministrar un flujo turbulento extendido en la
superficie externa 162 de la parte interna 136. A continuación, un
cordón de pasta de soldadura de aleación de níquel se aplica
alrededor del asiento circular 150 en la parte de base 140, y la
parte interna 136, la parte externa 138 y la parte de base son
ensambladas como se aprecia en la Figura 3. Otro cordón de pasta de
soldadura de aleación de níquel se aplica alrededor de su extremo
frontal 166 de la parte interna 136. La parte interna 136
ensamblada, la parte externa 138 y la parte de base 140 son
posteriormente calentadas gradualmente en un horno de vacío hasta
una temperatura de aproximadamente 1051,7ºC, que está por encima
del punto de fusión de la aleación de níquel. A medida que el horno
es calentado, es evacuado hasta un vacío relativamente alto para
retirar sustancialmente todo el oxígeno, siendo posteriormente
rellenado con un gas inerte tal como argón o nitrógeno. Cuando el
punto de fusión de la aleación de níquel se alcanza, ésta funde y
fluye por capilaridad entre las partes interna y externa 136, 138 y
la parte de base 140 para soldar integralmente las tres partes
conjuntamente y formar el inserto 10 de la cavidad en forma de una
pieza integral mostrado en la Figura 3. Al soldarlo conjuntamente
de esta forma en el horno de vacío, se suministra una unión
metalúrgica entre los mismos para maximizar la resistencia del
inserto 10 de la cavidad y prevenir la fuga del fluido refrigerante
del canal 166 de flujo de fluido refrigerante.
En uso, una vez que el sistema ha sido ensamblado
en la forma mostrada en la Figura 1, se aplica una corriente
eléctrica a los elementos calefactores 24, 38 para calentar las
toberas 12 y el colector 22 de distribución de colada hasta una
temperatura de operación predeterminada. Un fluido de refrigeración
apropiado, como por ejemplo agua, también se hace circular por las
bombas (no representadas), a través de los conductos de
refrigeración 36 en el molde 16 y las líneas 76 en la placa 74 de
la cavidad que conducen a los insertos 64 del orificio de colada.
Normalmente, un fluido refrigerante y de limpieza, como por ejemplo
glicol, es bombeado en un sistema refrigerante en bucle cerrado, a
través de las líneas de suministro y retorno 112, 114 para circular
a través de los núcleos 70 del molde y a través de las líneas de
suministro de retorno 172, 174 para circular a través de los
insertos 10 de la cavidad. La colada presurizada procedente de una
máquina de moldeo (no representada) se introduce posteriormente
según un ciclo de inyección predeterminado dentro de una toma
central 54 de paso del fundido 52 del colector 22 de distribución
de colada, desde donde fluye a través del taladro 58 central de
colada en cada una de las toberas calentadas 12 y la junta de
tobera 60 de dos piezas y a través de los orificios de colada 62
para rellenar las cavidades 66. Una vez que las cavidades 66 están
llenas, se mantiene momentáneamente la presión de inyección para
empaquetar y posteriormente se alivia. Tras un corto período de
enfriamiento, el molde 16 se abre para proyectar el producto. Tras
la proyección, el molde 16 se cierra y se vuelve aplicar presión de
inyección para rellenar la cavidad 66. Este ciclo se repite
continuamente con un tiempo del ciclo en función del tamaño de las
cavidades 66 y el tipo del material que está siendo moldeado.
Mientras que se ha realizado la descripción del
inserto 10 de la cavidad refrigerada, que tiene un canal 166 de
flujo de fluido refrigerante extendido entre las partes interna y
externa 136, 138 integrales, con respecto a una forma de
realización preferente, resultará evidente que son posibles otras
modificaciones sin apartarse del ámbito de la invención como la
pueden entender los expertos en la técnica y como se suministra en
la reivindicaciones dadas a continuación.
Claims (9)
1. Un aparato de moldeo por inyección que tiene
una cavidad (66) con una superficie externa (160) extendida en un
molde (16) y un inserto (10) de cavidad hueco con una superficie
interna (158) montada en el molde (16), en el que la superficie
interna (158) del inserto (10) de la cavidad forma al menos una
parte de la superficie externa (160) de la cavidad (66),
caracterizado porque:
el inserto (10) de la cavidad tiene al menos una
parte (136) interna hueca y una parte (138) externa hueca, unidas
conjuntamente de forma integral, teniendo la parte externa (138)
una superficie interna (144) y una parte interna (136) que tiene
una superficie externa (162), encajando la parte interna (136)
dentro de la parte externa (138), con la superficie externa (162)
de la parte interna (136) próxima a la superficie interna (144) de
la parte externa (138), teniendo una superficie de entre la
superficie externa (162) de la parte interna (136) y la superficie
interna (144) de la parte externa (138) un surco (164) en su
interior para formar un canal (166) de flujo de fluido refrigerante
extendido entre la parte interna (136) y la parte externa (138)
desde una toma (168) del fluido refrigerante hasta una salida (170)
de fluido refrigerante alrededor de la cavidad (66).
2. El aparato de moldeo por inyección según la
reivindicación 1, en el que la otra superficie de entre la
superficie externa (162) de la parte interna (136) y la superficie
interna (144) de la parte externa (138) del inserto (10) de la
cavidad es genéricamente cilíndrica.
3. El aparato de moldeo por inyección según la
reivindicación 2, en el que el surco (164) se extiende en la
superficie externa (162) de la parte interna (136) del inserto (10)
de la cavidad.
4. El aparato de moldeo por inyección según la
reivindicación 3, en el que el inserto (10) de la cavidad es
alargado y se extiende alrededor de un núcleo (70) del molde
central alargado que tiene una superficie externa (82), siendo la
cavidad (66) alargada, y tiene una superficie interna (92) y se
extiende entre el núcleo (70) central del molde alargado y el
inserto (10) de la cavidad alargada, formando la superficie externa
(82) del núcleo central (70) del molde al menos una parte de la
superficie interna (92) de la cavidad alargada (66).
5. Un sistema de refrigeración de molde para un
aparato de moldeo por inyección, que comprende:
una placa (98) del núcleo del molde; y
una placa (74) de la cavidad del molde;
caracterizado porque comprende
además:
un inserto (10) de la cavidad del molde
sustancialmente cilíndrico situado en dicha placa (74) de la
cavidad del molde, comprendiendo dicho inserto (10) de la cavidad
del molde al menos dos piezas unidas metalúrgicamente que definen
un canal (166) de refrigeración de la cavidad del molde.
6. Un sistema de refrigeración de molde según la
reivindicación 5, en el que el canal de refrigeración (166) está
configurado para crear un flujo turbulento.
7. Un sistema de refrigeración de molde según la
reivindicación 5, en el que el canal de refrigeración (166) tiene
una toma (168) y una salida (170) situada en el mismo lado del
inserto (10) de la cavidad del molde.
8. Un sistema de refrigeración de molde según la
reivindicación 5, en el que un inserto del orificio de colada del
molde comprende al menos dos piezas unidas metalúrgicamente, y en
el que una pieza externa del inserto (10) de la cavidad del molde
es también la pieza externa del inserto (64) del orificio de colada
del molde.
9. Un procedimiento para mejorar la eficacia de
refrigeración de una cavidad (66) del molde en un aparato de moldeo
por inyección para reducir el tiempo del ciclo, que comprende las
etapas de:
proveer una placa (98) núcleo del molde; y
proveer una placa (74) de la cavidad del molde,
caracterizado porque comprende además las etapas de:
proveer un inserto (10) de la cavidad del molde
independiente situado en dicha placa (98) de la cavidad del molde;
y
proveer un circuito de refrigeración (166, 168,
170) dentro de dicho inserto (10) de la cavidad del molde para
generar un flujo turbulento de refrigerante alrededor de la cavidad
(66) del molde.
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