ES2249389T3 - Dispositivo para detectar variaciones de temperatura con alojamiento para el sensor. - Google Patents

Abstract

Dispositivo adaptado para sostener un sensor de temperatura que comprende una sonda extrema (10) aplicada en la superficie externa de un cuerpo preferiblemente cilíndrico (1), dispositivo que comprende un anillo elástico (8) adaptado para poder instalarlo en contacto con dicha superficie externa (7) y provisto de un agujero (9) adaptado para recibir dicha sonda extrema (10) de dicho sensor de temperatura, caracterizado porque en dicho anillo se proporciona una ranura perimétrica (15) situada en una superficie orientada hacia el exterior de dicho anillo, que está por tanto formada por dos labios opuestos entre si (30, 31), y porque dicho agujero se obtiene mediante contornos adecuados (17, 17A) de las superficie internas correspondientes de dichos labios.

Description

Dispositivo para detectar variaciones de temperatura con alojamiento para el sensor.

Campo y antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un tipo determinado de dispositivo para colocar un sensor de manera separable cerca de o en contacto con un punto crítico o zona crítica de un cuerpo cilíndrico, normalmente aunque no exclusivamente de metal, y en particular cerca de un extremo de dicho cuerpo.

De manera ideal, el dispositivo citado puede usarse para recibir un termopar separable a fin de medir la temperatura de una tobera para inyectar una descarga de resina termoplástica fundida y, como resultado, para medir de manera indirecta la temperatura de dicha resina fundida. Por esta razón, en la siguiente descripción se hace referencia únicamente a tal aplicación, aunque se debe apreciar que la presente invención puede usarse también en cualquier contexto técnico y en aplicaciones en las que se necesite medir la temperatura externa de un cuerpo cilíndrico, según las reivindicaciones en anexo.

Más en concreto, la tobera citada se usa preferiblemente en máquinas para inyectar resina termoplástica de moldeo por inyección, cuando tal resina en estado fundido, es decir estado fluido, que circula bien por conductos adecuados conocidos en el arte como "canales de colada calientes" situados en el interior de una plancha correspondiente o bien directamente por el inyector de la máquina de moldeo, se inyecta hacia y hasta el interior de una pluralidad de cavidades de moldeo por inyección definidas por pares de semimoldes correspondientes.

El término "canal de colada caliente" se usa normalmente en el lenguaje técnico corriente de este campo particular, con lo cual el uso del citado término en este contexto no supone ningún problema para los versados en la materia.

Es una práctica común usar termopares para medir continuamente la temperatura de una tobera de inyección calentada. Para poder monitorizar la temperatura cerca de la rejilla de tal tobera, es importante que el termopar esté colocado lo más cerca posible de la parte frontal de la tobera. También es crucial y determinante determinar exactamente la posición del termopar y mantenerla estable. El resultado de esto es que la sonda, es decir la cabeza de detección del sensor tiene que montarse de manera precisa y segura, en particular durante la instalación y el mantenimiento de la tobera en el molde de inyección.

Este requisito debe cumplirse obligatoriamente cada vez que por cualquier motivo se retira la tobera, y surge por tanto claramente la necesidad buscar soluciones técnicas que permitan que el termopar se pueda retirar y volver a colocar rápidamente asegurando al mismo tiempo una posición constante del
mismo.

Por la descripción de la patente US 5.405.258, se conoce la práctica que consiste en insertar la sonda o junta de medición de un termopar en la tobera de inyección que se usa para inyectar resina termoplástica fundida. Tal sonda, aunque puede asegurar un control exacto de la temperatura de la resina, requiere sin embargo el uso de algunos dispositivos complementarios. Además, sólo se mantiene en su posición gracias a la presión opuesta que existe entre la propia tobera y la parte troncocónica de la plancha que contiene los canales de colada calientes. Esta es fundamentalmente la causa de que sea más complicado instalar el termopar, y bastante insegura la colocación del mismo.

Según el método que se describe en la patente US 5.028.227, el termopar se coloca cerca de la tobera al proporcionar una superficie interior inclinada adecuada en el exterior de la tobera y al insertar allí el termopar con más cuidado y precisión. Sin embargo, cada vez que hay que sustituir las toberas es necesario retirar primero el termopar y volverlo a instalar en la nueva tobera. El grado de precisión necesario que implica este proceso es la causa inevitable de que se necesite mucho más tiempo para realizarlo de que sea más complejo.

Por la descripción de la patente US 4.875.848, se conoce la solución que consiste en usar el extremo troncocónico de la tobera para proporcionar allí un agujero ciego transversal 138, en el que se inserta y ajusta después el termopar. Sin embargo, con miras a asegurar una estabilidad adecuada a todo el conjunto, la misma tobera, el elemento calentador asociado y también el termopar tienen que asegurarse entre sí, preferiblemente mediante soldadura o estañado, y esto naturalmente implica, además de la complejidad de tal proceso adicional, el inconveniente inevitable de que cuando se tiene que sustituir la tobera, es necesario o bien soldar de nuevo el termopar o incluso sustituirlo por uno nuevo.

Por la descripción de la patente US 5.795.599, se conoce la práctica que consiste en aplicar el termopar taladrando o, en cualquier caso, proporcionando en la parte frontal de la tobera un agujero que se prolongue hacia la parte posterior de la misma, insertando allí el termopar y curvando el conductor correspondiente hacia atrás con una curva de media vuelta. Al colocar el termopar en la tobera de este modo, el termopar se estabiliza, es decir, se asegura aplicando un anillo complementario externo provisto de una pluralidad de apéndices adecuados que forman una corona. Una vez aplicado el anillo correctamente para asegurar el termopar en su sitio, dichos apéndices se curvan aplicándoles una fuerza para asegurar así dicho anillo, y por tanto también el termopar, en el extremo de la tobera. En cualquier caso, se puede apreciar fácilmente que este tipo de solución se caracteriza por su laboriosidad durante la instalación y la retirada del termopar.

Por la descripción de la patente US 5.326.251, se conoce la práctica que consiste en colocar dos termopares distintos en dos posiciones correspondientes del extremo de la tobera, con miras a controlar el proceso de manera más eficaz, es decir, el modelo de gradiente de temperatura de la resina durante su inyección en el molde. Esto demuestra en realidad ser particularmente eficaz siempre que se tengan que procesar materiales plásticos de diferente tipo y con diferentes propiedades. Sin embargo, cuando este no es el caso, la solución que se propone resulta innecesariamente compleja.

Por el contrario, por la descripción de la patente US 5.312.242 se conoce la práctica que consiste en proporcionar un tubo hueco que actúa como cubierta que rodea y encierra un trozo de conductor del termopar. Tal cubierta tiene en realidad el propósito de evitar que los posibles escapes de resina en las partes restantes del molde se deslicen por el propio termopar. Esta solución, sin embargo, no implica ninguna ventaja en lo que se refiere a las técnicas para instalar y retirar el termopar.

La patente US 5.346.388 describe una solución en la que el termopar se acopla de un modo similar al que se describe en la mencionada patente 5.795.599, aunque se fija en su sitio según lo que se ejemplifica en la también mencionada patente 5.405.258. Obviamente, también repite los inconvenientes asociados a dichas patentes.

En la DE-GM 8704081.6, que es el preámbulo de la reivindicación 1, se muestra un anillo elástico, apto para sostener la sonda de un sensor de temperatura, para ponerlo en contacto directo con la tobera de inyección de una máquina de moldeo de termoplástico. Esta solución parece fácil de llevar a cabo y es eficaz a la hora de mejorar la transferencia de temperatura desde la tobera hasta dicha sonda. Sin embargo, el hecho de que dicho anillo elástico esté formado en realidad por dos partes diferentes, (a saber "...un anillo externo 10, y un anillo interno 16....") y de que estas partes estén firmemente unidas entre sí, requiere otra operación tecnológica y en cualquier caso la producción previa de los dos anillos interno y externo mencionados, en vez de un solo anillo.

Breve descripción de la invención

Tomando como base las anteriores consideraciones, es por tanto un propósito principal de la presente invención proporcionar un dispositivo adaptado para recibir de manera separable un sensor de temperatura para medir la temperatura de un cuerpo cilíndrico, hecho preferiblemente de metal, que pueda superar y eliminar los inconvenientes de las soluciones anteriores, que se pueda instalar y retirar fácilmente varias veces, que sea económico y pueda ponerse en ejecución usando técnicas y materiales fáciles de
conseguir.

Tal propósito de la presente invención y otras características de la misma, se consiguen con un dispositivo que sea y funcione según se describe en las reivindicaciones en anexo.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención puede adquirir la forma de una realización preferida, aunque no exclusiva, como la que se describe e ilustra en detalle a continuación, a modo de ejemplo no limitativo, haciendo referencia a los dibujos que se adjuntan, en los que:

- La figura 1, es una vista en perspectiva simplificada de un anillo según la presente invención, junto con la sonda de un sensor de temperatura destinada a aplicarse en dicho anillo.

- La figura 2, es una vista aumentada de una variante del anillo que se ilustra en la figura 1.

- La figura 3, es una vista en perspectiva diferente del anillo que se ilustra en la figura 2.

- La figura 4, es una vista en planta del anillo que se muestra en las figuras anteriores.

- La figura 5, es una vista de lado del anillo que se ilustra en la figura 4, mirado desde la posición "V" de la figura 4.

- La figura 6, es una vista en sección media del anillo que se ilustra en la figura 5, según el plano de la sección B - B correspondiente.

- Las figuras 7 y 7A, son una vista en perspectiva de un modo de utilización de un dispositivo según la presente invención y una vista aumentada del mismo, respectivamente.

- Las figuras 8 y 8A, son vistas en perspectiva de los dispositivos que se ilustran en las figuras 7 y 7A, respectivamente, en una fase posterior de dicho modo de utilización e instalación de los mismos.

- La figura 9, es una vista que representa un modo de aplicación preferido del dispositivo según la presente invención en una tobera para inyectar resina plástica.

- La figura 10, es una vista que muestra el dispositivo de la figura 9 montado en el cuerpo de la tobera de inyección, con el sensor de temperatura colocado para asociarlo con el anillo.

- La figura 11, es una vista que ilustra una fase posterior de instalación del dispositivo según la presente invención, en el estado en el que ya está asegurado firmemente en la tobera.

- La figura 12, es una vista aumentada de una sección axial media del conjunto de tobera de la figura 11 que usa un anillo según la presente invención.

Descripción detallada de la invención

Con referencia a las figuras enumeradas, un dispositivo según la presente invención comprende un anillo 8, cuyas características principales se ilustran en las figuras 1 a 6. Este anillo 8 tiene en su superficie cilíndrica externa un agujero 9 adaptado para recibir la sonda extrema 10 de un termopar 11. Por tanto, si se utiliza cualquiera de las técnicas que se conocen muy bien, dicho anillo 8 se aplica en el exterior de la superficie cilíndrica de un cuerpo, cuya temperatura tiene que medirse, y de este modo se realiza un dispositivo adaptado para sostener dicha sonda extrema 10. El resultado de ello es que la sonda extrema 10 se puede instalar de manera separable exactamente en el lugar deseado del anillo y, además, que dicho anillo se puede colocar a su vez en la posición más favorable para llevar dicha sonda extrema 10 a la posición más conveniente en la zona cuya temperatura se va a medir.

Para obtener una mayor precisión y una respuesta más rápida, dicho agujero 9 puede realizarse de manera conveniente como un agujero pasante desde la superficie externa hasta la superficie interna del anillo, con lo cual la sonda extrema 10 puede empujarse a través del mismo hasta que se ponga en contacto directo con la superficie externa del cuerpo cilíndrico hueco 1.

Por otro lado, si se desea una respuesta de temperatura menos sensible a las variaciones más pequeñas, o si se prefiere una fijación en su sitio mejorada de la sonda en el anillo, resulta más útil, como se ilustra en las figuras 3, 4 y 6, que la parte interna 10A de dicha sonda 10 no sobresalga del lado interno del anillo. Es preferible que se extienda en una dirección sustancialmente tangencial al anillo, y preferiblemente que sobrepase la radial R que se extiende desde el eje O del anillo perpendicular a la dirección tangencial D de dicha parte interna 10A.

Sin embargo, tal anillo puede presentar algunas dificultades al aplicarlo en un cuerpo cilíndrico 1, debido a limitaciones claras que presenta la elasticidad del material del propio anillo. Con miras a eliminar estas dificultades, y con el fin de permitir que dicho anillo se pueda poner y quitar fácilmente del cuerpo cilíndrico, se proporciona una hendidura transversal 12 en dicho anillo para permitir que se expanda elásticamente (anillo de Seeger) y sea más fácil de introducir y retirar en y de dicho cuerpo cilíndrico.

Sin embargo, no se puede asegurar de manera satisfactoria una fijación en su sitio fiable de la sonda 10 del dispositivo de termopar en el anillo, simplemente insertando dicha sonda en dicho agujero 9. Para evitar tal inconveniente, el anillo está provisto de una ranura perimétrica 15 abierta hacia el exterior que se extiende longitudinalmente por la superficie externa de dicho anillo 8 a la mitad de la altura del mismo, como se ilustra mejor, por ejemplo, en las figuras 2, 5, 7A y 9.

Según esta realización, el agujero 9, en el que tiene que introducirse la sonda extrema 10, se puede realizar por tanto en la parte inicial del anillo con dos contornos adecuados 17, 17A de las caras correspondientes opuestas entre sí de dicha ranura perimétrica 15.

Sin embargo, incluso aunque se asegure la sonda 10 en el interior del anillo, se pueden presentar algunas dificultades.

Con miras a eliminar incluso este problema, en el lado interno 28 de dicho anillo 8 se proporciona de manera conveniente como mínimo una hendidura 38, como se ilustra mejor en las figuras 2 y 3, en una parte limitada de dicho lado interno. Esta hendidura tiene que hacerse cerca de dicho agujero 9 y extenderse por el grosor del anillo, en el sentido de que tiene que juntarse con la parte de dicha ranura que está en el lado opuesto de dicho anillo 8.

Las verdaderas razones de dicha mejora se pueden entender fácilmente en la siguiente descripción.

Con referencia a las figuras 7, 7A y 8A, para insertar la sonda 10 en el agujero 9 sólo se necesita la punta de una herramienta sencilla, por ejemplo insertar la punta de un destornillador 29 entre los labios 30, 31 que forman las partes opuestas de dicho anillo en el área en la que también se proporciona una de dichas hendiduras 38. Al ejercer una fuerza adecuada con el destornillador sobre el anillo, la boca del destornillador 29 consigue estirar elásticamente dichos labios 30, 31 separándolos y el resultado de ello es que también se ensancha la abertura del agujero 9 en la que se inserta después la sonda de temperatura 10. Al insertar dicha sonda de temperatura, y con particular referencia a las figuras 8 y 8A, se retira el destornillador permitiendo que los citados labios recuperen su posición de reposo, es decir, su posición normal acercándose de nuevo entre sí y, al final, se estrecha la abertura de dicho agujero 9 y se ajusta firmemente alrededor de dicha sonda 10, que ya está en su posición definitiva.

Como ya se ha indicado en esta descripción y según se ilustra en particular en las figuras 4 y 6, se puede conseguir otra ventaja si, dicho agujero que está formado por dichos contornos determinados 17, se orienta de modo sustancialmente tangencial a dicho anillo 8. De hecho, esta circunstancia permite aumentar al máximo el espacio en el que se aprieta y se mantiene firmemente la sonda extrema 10 y como resultado se maximiza la fiabilidad y estabilidad de la aplicación.

Con referencia a las figuras 9, 10 y 11, se puede apreciar que ilustran las tres fases consecutivas en las que un anillo 8 según la presente invención y según las mejoras descritas del mismo, se instala en un cuerpo cilíndrico 1 que comprende una tobera para inyectar resina termoplástica, en donde dicho anillo se abre para permitir la inserción de la sonda 10, y en donde dicho anillo recupera su posición de reposo una vez insertada dicha sonda.

Tomando como base estas explicaciones y teniendo en cuenta la claridad de los dibujos que se acompañan, aquellos versados en la materia no van a encontrar dificultades a la hora de entender la realización o el desarrollo de otras partes componentes o modalidades que no se describen.

Finalmente, con referencia a la figura 12, se puede apreciar que ilustra una vista aumentada de una parte de la sección media axial de una tobera de inyección, que comprende una cavidad pasante interna 2 que establece comunicación, a través de un acceso u orificio de entrada posterior (no se muestra) y una abertura de salida delantera 4, entre un canal de colada caliente (no se muestra) y una cavidad de moldeo 5.

En esta figura, se puede ver claramente el agujero 9 en el anillo 8, en el que todavía no se ha insertado la sonda de temperatura, y la posición típica de tal anillo con respecto a dicha tobera de inyección.

Claims (6)

1. Dispositivo adaptado para sostener un sensor de temperatura que comprende una sonda extrema (10) aplicada en la superficie externa de un cuerpo preferiblemente cilíndrico (1), dispositivo que comprende un anillo elástico (8) adaptado para poder instalarlo en contacto con dicha superficie externa (7) y provisto de un agujero (9) adaptado para recibir dicha sonda extrema (10) de dicho sensor de temperatura, caracterizado porque en dicho anillo se proporciona una ranura perimétrica (15) situada en una superficie orientada hacia el exterior de dicho anillo, que está por tanto formada por dos labios opuestos entre si (30, 31), y porque dicho agujero se obtiene mediante contornos adecuados (17, 17A) de las superficie internas correspondientes de dichos labios.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque en el lado interno (28) de dicho anillo se proporciona como mínimo una hendidura pasante (38), preferiblemente en correspondencia con dicho agujero (9), de manera que dichos labios (30, 31) pueden abrirse parcialmente separándose en correspondencia con al menos una hendidura.

3. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores o una combinación de las mismas, caracterizado porque dicho agujero está orientado de manera que es sustancialmente tangencial a dicho anillo.

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores o una combinación de las mismas, caracterizado porque dicho agujero (9) es un agujero pasante para permitir que dicha sonda extrema (10) pueda introducirse a través del mismo hasta que se ponga en contacto con la superficie externa de dicho cuerpo (1).

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho anillo elástico (8), fabricado preferiblemente con un metal de alta conductividad, se corta con una hendidura (12) que aumenta la capacidad de dicho anillo de estirarse o encogerse elásticamente.

6. Tobera para inyectar resina termoplástica que comprende: un cuerpo cilíndrico hueco (1), en el que la cavidad interna (2) está adaptada para permitir que dicha resina termoplástica, que se introduce a través de una superficie interior de entrada posterior (3), circule a través de la misma, una cabeza de inyección (6) situada en el extremo de dicho cuerpo cilíndrico hueco y provista de una abertura de salida delantera (4), un termopar (11) que comprende una sonda extrema de detección de temperatura (10), y un dispositivo para aplicar dicha sonda extrema en la superficie externa (7) de dicho cuerpo cilíndrico hueco (1), caracterizada porque dicho cuerpo cilíndrico hueco (1) está provisto de un dispositivo para aplicar dicho termopar según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.