ES2208567T3 - Tobera de inyeccion para cabezas de mezclado de maquinas de colar con reaccion. - Google Patents

Abstract

Tobera de inyección para cabezas de mezclado de máquinas de colar con reacción, estando prevista una unidad (9, 23) de ajuste, desplazable en una carcasa (7) entre dos topes ajustables y en unión de acción con una aguja (3) de tobera, caracterizada porque como unidad de ajuste está previsto un manguito (9) de ajuste, en el que están previstos un recinto (13) de presión y un émbolo (14) de ajuste desplazable den-tro del recinto (13) de presión, pudiendo ser cargado el recinto (13) de presión con un medio (11) de presión, y estando previstos un primer tope (20) para el manguito de ajuste y un segundo tope (21) para el émbolo de ajuste.

Description

Tobera de inyección para cabezas de mezclado de máquinas de colar con reacción.

La invención se refiere a una tobera de inyección para cabezas de mezclado de máquinas de colar con reacción. En la fabricación de piezas de forma según el procedimiento de colada con reacción se mezclan entre sí dos componentes líquidos, o más, que sean capaces de reaccionar, con lo que tiene lugar una reacción química y se forma un material sintético, el cual se solidifica en una herramienta de forma hasta una pieza de forma. Está muy extendida la fabricación de piezas de forma de poliuretano a partir de los componentes poliol e isocianato. En la fabricación de ese tipo de piezas de forma mediante mezclado por inyección a alta presión, los componentes se inyectan, preferentemente uno contra el otro, en la llamada cámara de mezcla, donde estos se mezclan debido a la energía cinética, pero también a través de las turbulencias que aparecen en la pequeña cámara de mezcla. Del estado de la técnica son conocidas distintas cabezas de mezclado (Johannaber, Guía de las máquinas de material sintético, 3ª Edición, 1992, páginas 567-571). Común a todas las cabezas de mezclado es la utilización de toberas de inyección para el aporte de los componentes a la cámara.

Para ajustar una presión de pulverización (presión de inyección) es conocido el ajustar la posición de la aguja de la tobera, y con ello la ranura de estrangulación, mediante un elemento de muelle. La aguja de la tobera es accionada a través del elemento de muelle con una fuerza ajustable a través del pretensado del muelle, la cual actúa en contra de la presión del componente aportado a través de esa tobera de inyección.

En algunos casos de utilización es necesario o deseable el modificar la cantidad dosificada de uno, o bien de los dos componentes de la reacción, de una pieza de forma a otra pieza de forma, o bien también durante la fabricación de una pieza de forma. Cuando por ejemplo se fabrica en primer lugar una pieza pequeña de forma con una potencia reducida de descarga, y a continuación una pieza considerablemente más grande, es deseable fabricar la pieza más grande con una mayor potencia de descarga, lo cual requiere un correspondiente aumento de la ranura de estrangulación. Para una potencia reducida de descarga es necesario reducir correspondientemente la ranura de estrangulación.

Una aguja de tobera accionada por muelle es para esto desventajosa, debido a que la línea característica del muelle, no se ajustan exactamente las mismas presiones de los componentes, y con ello tampoco exactamente las mismas presiones de pulverización, lo cual repercute negativamente sobre la calidad de la pieza de forma. Es otro inconveniente en este estado de la técnica el que, en la apertura de la cabeza de mezcla, la ranura de estrangulación está completamente cerrada por un corto espacio de tiempo en el paso del estado de recirculación al estado de mezcla, lo cual conduce a golpes de presión de corta duración del lado de los componentes, y origina una oscilación del sistema de regulación cargado por el muelle. Otro inconveniente resulta de que, debido a las pérdidas por rozamiento del propio muelle, así como entre la carcasa y el muelle, se origina un histéresis relativamente grande en el comportamiento de la regulación. A través de ello no puede ser garantizada ninguna reproducibilidad de las presiones de pulverización, ya que no puede ajustarse en las ranuras de estrangulación ningún tamaño de ranura fijo y reproducible.

Del documento US 4 378 335 es conocido un dispositivo para un procedimiento de colada con reacción en el que las toberas de inyección para las cabezas de mezclado están configuradas en una forma según el preámbulo. De acuerdo con esto, en la tobera de inyección está previsto una unidad de ajuste de una pieza, configurada con una aguja de tobera, la cual es desplazable en distintas posiciones a un lado u otro para el ajuste de la ranura de inyección.

Del documento US 5 443 797 es conocido un procedimiento y un dispositivo con la técnica de la colada con reacción, en el cual, a fin de lograr una mejor entremezcla, se divide la mezcla que fluye en una zona de la tobera en dos corrientes, las cuales fluyen nuevamente alrededor de un pistón, a fin de unirse nuevamente en el lado contrapuesto del punto de separación.

De aquí, la invención se plantea el objetivo de proporcionar otra forma de ejecución para una tobera de inyección para cabezas de mezclado de máquinas de colada con reacción, con la que pueden ajustarse dos posiciones de la aguja de la tobera, y con ello también dos ranuras de estrangulación, de forma definida y reproducible.

La solución para éste objetivo tiene lugar a través de una tobera de inyección con las características de la reivindicación 1. Configuraciones ventajosas y perfeccionamientos se encuentran en las reivindicaciones subordinadas 2 a 5. Una ventaja de la invención consiste en que es abandonado el principio del equilibrio entre la fuerza de un muelle y la presión del componente, y en lugar de ello están previstas, para el ajuste de dos ranuras de estrangulación diferentes, dos posiciones fijas, pero ajustables para una unidad de ajuste situado en la aguja de la tobera de la tobera de inyección. Para el desplazamiento de la unidad de ajuste está previsto un medio de presión, como por ejemplo un aceite hidráulico. Esto tiene la ventaja de que el ajuste de la ranura de la tobera de una primera ranura de estrangulación a una segunda ranura de estrangulación puede ser realizado dentro de un tiempo mínimo, de forma que la potencia de descarga de pieza de forma a pieza de forma, o bien durante la fabricación de una pieza de forma, puede modificarse de manera rápida y fiable, y, no obstante, la presión del componente permanece constante. La invención prevé un sistema de un manguito de ajuste y un émbolo de ajuste desplazable dentro del manguito de ajuste, los cuales son desplazados relativamente entre sí al ser sometidos a presión, siendo desplazado el manguito desde su primera posición ajustable hasta una segunda posición ajustable. Con ello pueden ajustarse dos ranuras de estrangulación S_{2} y S_{1} de forma exacta y reproducible.

A continuación ha de explicarse la invención más detalladamente según ejemplos de ejecución, haciendo referencia a las figuras 1 y 2.

Se muestran:

Fig. 1 primera forma de ejecución de una tobera de inyección según la invención, con el manguito de ajuste en la posición trasera, y

Fig. 2 primera forma de ejecución de una tobera de inyección según la invención, con el manguito de ajuste en la posición delantera.

Según las figuras 1 y 2, una primera forma de ejecución de la tobera de inyección presenta un dispositivo 1 de desplazamiento que está embridado en la pieza 2 de la tobera. En el ejemplo aquí representado, la aguja 3 de la tobera está adosada en un manguito 4 de guiado de la aguja de la tobera, que dispone de dos aberturas 5 y 6 para el aporte de uno de los componentes para la colada con reacción. El dispositivo 1 de desplazamiento presenta una carcasa 7 compuesta de varias piezas, en cuyo espacio interior 8, fundamentalmente con forma de cilindro, es desplazable un manguito 9 de ajuste. A través de un orificio 10 en la pared lateral de la carcasa puede alimentarse un medio 11 de presión, por ejemplo un aceite hidráulico, en una ranura anular 12 entre el manguito 9 de ajuste y la pared lateral de la carcasa. Dentro del recinto 13 de presión está previsto un recinto 13 de presión, y en el mismo, de forma desplazable, un émbolo de ajuste 14 con anillos de empaquetadura 17 y 18. El recinto 13 de presión está unido con la ranura anular 12, de forma que el aceite hidráulico 11 puede penetrar en la cámara 13 de presión. Con los anillos 15 y 16 de empaquetadura en el manguito 6 de ajuste se asegura que ningún aceite hidráulico puede salir por la ranura anular 12. Para el caso de una fuga imprevista del lado del dispositivo de desplazamiento (salida de aceite hidráulico en la dirección de la aguja de la tobera) o del lado de la tobera (salida del componente en la dirección del manguito de desplazamiento), está previsto un canal de purgado 19, el cual está conectado con el recinto entre el manguito 9 de ajuste y la aguja 3 de la tobera. Está previsto en la pared posterior de la carcasa un tornillo 20 cilíndrico hueco de ajuste con una rosca interior y una rosca exterior, dispuesto coaxialmente respecto a la aguja de la tobera, el cual forma el primer tope para el manguito 9 de ajuste. Coaxialmente asimismo respecto a la aguja de la tobera, y dentro del tornillo 20 cilíndrico hueco de ajuste, está previsto otro tornillo 21 de ajuste, el cual sirve como tope para el émbolo 14 de ajuste, y el cual está asegurado con una contratuerca 22. El asiento del tornillo 20 cilíndrico hueco de ajuste sobre la pared posterior de la carcasa puede ser asegurado asimismo en su caso con una contratuerca.

Para el desplazamiento de la aguja de la tobera, o bien para el ajuste de los dos puntos de trabajo, y con ello de las dos ranuras de estrangulamiento, se
procede como sigue.

En el primer ajuste según la figura 1, el recinto 13 de presión en el manguito 9 de ajuste no tiene presión. A través de la presión de los componentes, la aguja 3 de la tobera, y con ella el manguito 9 de ajuste, son desplazados hasta que el manguito 9 de ajuste se apoye sobre el tornillo 20 cilíndrico hueco de ajuste (primer tope). Con ello, con ese tornillo 20 de ajuste puede ajustarse la ranura de estrangulamiento S_{2} para el primer punto de trabajo.

Para dirigirse al segundo punto de trabajo (fig. 2), el recinto de presión 13 se llena con aceite hidráulico 11 a través de la conexión 10 para aceite de presión. Dado que el émbolo de ajuste 14 se apoya sobre el tornillo 21 de ajuste, el manguito 9 de ajuste, y con él la aguja de la tobera, son empujados hacia delante en contra de la presión de los componentes, hasta que el manguito 9 de ajuste tropieza con el lado del émbolo 14 de ajuste orientado hacia la aguja de la tobera (segundo tope). Con ello se puede ajustar al mismo tiempo, con el tornillo de ajuste 21 como tope para el émbolo 14 de ajuste, y éste como tope para el manguito 9 de ajuste, el segundo tope para el manguito 9 de ajuste, y con ello la segunda ranura S_{2} de estrangulamiento.

La principal ventaja de este dispositivo de desplazamiento consiste en que los distintos puntos de trabajo pueden ser alcanzados de forma fija, es decir, reproducible exactamente.

Con ello puede descartarse también una influencia a través de magnitudes de perturbación que puedan aparecer. A través de la ventajosa disposición de las piezas constructivas del dispositivo de desplazamiento, se consigue alcanzar además una estructura muy compacta, la cual no requiere más espacio de montaje que la solución anterior, según el estado de la técnica.

Se comprende por sí mismo el que, junto a los ejemplos de ejecución descritos aquí, con forma constructiva simétrica cilíndrica, se puede alcanzar también el objetivo de la presente invención con otras geometrías, como por ejemplo con una unidad de ajuste con una sección cuadrada o poliédrica, estando diseñadas de la forma adecuada las piezas constitutivas del dispositivo de desplazamiento, y estando prevista una sujeción adecuada del dispositivo de desplazamiento, según la invención, a la tobera.

Claims (5)

1. Tobera de inyección para cabezas de mezclado de máquinas de colar con reacción, estando prevista una unidad (9, 23) de ajuste, desplazable en una carcasa (7) entre dos topes ajustables y en unión de acción con una aguja (3) de tobera, caracterizada porque como unidad de ajuste está previsto un manguito (9) de ajuste, en el que están previstos un recinto (13) de presión y un émbolo (14) de ajuste desplazable dentro del recinto (13) de presión, pudiendo ser cargado el recinto (13) de presión con un medio (11) de presión, y estando previstos un primer tope (20) para el manguito de ajuste y un segundo tope (21) para el émbolo de ajuste.

2. Tobera de inyección según la reivindicación 1, caracterizada porque el primer tope (20) para el manguito de ajuste (9) está configurado de forma desplazable y posicionable paralelamente a la aguja (3) de la tobera, y porque el segundo tope (21) para el émbolo (14) de ajuste está configurado de forma desplazable y posicionable en el primer tope (20) para el manguito (9) de ajuste.

3. Tobera de inyección según la reivindicación 2, caracterizada porque el segundo tope es un tornillo (21) de ajuste guiado en el primer tope y asegurado con una contratuerca (22).

4. Tobera de inyección según las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizada porque el primer tope para el manguito (9) de ajuste, es un tornillo (20) cilíndrico hueco de ajuste con una rosca interior y una rosca exterior.

5. Tobera de inyección según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el primer tope (20) para la unidad de ajuste está configurado coaxialmente con la aguja (3) de la tobera.