ES2344351T3 - Tobera de inyeccion para conducir masa fundida al interior de un molde de inyeccion de plastico. - Google Patents
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Abstract
Tobera de inyección (10) para conducir masa fundida a un molde de inyección de plástico, con un núcleo de tobera (11) que rodea un canal de masa fundida (12) que en su superficie envolvente exterior (16) presenta un dispositivo de calentamiento (14) y que en su extremo anterior situado corriente abajo con respecto al flujo de masa fundida (x) presenta por lo menos un postizo de torpedo (19) contiguo a la oquedad del molde (F) de un molde, realizado en un material resistente a la erosión, y que con su vástago de torpedo (27) y su punta de torpedo (20) orientada hacia la cavidad del molde (F) sobresale libremente dentro de un canal de masa fundida (24) de forma anular limitado al menos de forma mediata por la superficie envolvente interior del núcleo de la tobera (11), presentando el vástago del torpedo (27) una oquedad (R) que llega hasta la punta del torpedo (20), llena de un postizo metálico (M) de material altamente conductor del calor, caracterizada porque, la oquedad (R) presenta por lo menos un orificio (26) que conduce hacia la masa fundida, de tal modo que el postizo metálico (M) queda contiguo al canal de masa fundida (12).
Description
Tobera de inyección para conducir masa fundida
al interior de un molde de inyección de plástico.
La invención se refiere a una tobera de
inyección para conducir masa fundida al interior de un molde de
inyección de plástico o similar, conforme a la reivindicación 1.
Una tobera de inyección de esta clase se conoce
por ejemplo por el documento DE 694 03 513 T2 (véase la
Fig. 3).
Fig. 3).
En el caso de masas fundidas que no sean
críticas, en particular masas fundidas que no sean corrosivas ni
fomenten el desgaste, un postizo de torpedo puede ser de una
aleación de cobre-berilo (CuBe), dado que el
cobre-berilo tiene una muy buena conductividad
térmica y un postizo de torpedo de esta clase está en condiciones
de transportar el calor inducido a través del elemento calentador y
de la masa fundida a ser posible hasta la punta del torpedo, es
decir lo más cerca posible del punto de inyección.
En cambio si se emplean masas fundidas que
favorezcan el desgaste, por ejemplo que tengan un aditivo de fibra
de vidrio, un postizo de torpedo de esta clase falla ya que el cobre
al berilo es muy propenso al desgaste. Lo mismo se puede decir con
respecto a la propensión a la corrosión del cobre al berilo si por
ejemplo los gases que escapan al emplear plásticos protegidos
contra la llama provocan corrosión. Además, la capacidad de carga
térmica del cobre al berilo no es siempre suficiente ya que
aproximadamente a 380ºC comienza un endurecimiento.
Los inconvenientes que se producen con el empleo
de masas fundidas que favorezcan el desgaste se tienen en cuenta en
cierta medida en el postizo de torpedo conforme al documento DE 694
03 513 T2. El postizo de torpedo conocido presenta un vástago
central con un extremo anterior que termina en punta, es decir la
punta del torpedo, que en cuanto al sentido de fluencia de la masa
fundida se extiende corriente abajo detrás de un cuello exterior.
Corriente arriba o hacia atrás, el vástago central lleva un extremo
redondeado que se extiende hacia atrás por detrás del cuello
exterior. El vástago central presenta en su interior un núcleo
rodeado de una envolvente exterior. El núcleo interior es de un
material de alta conductividad térmica, como por ejemplo de plata o
de cobre. En cambio la envolvente exterior es de un material
resistente al desgaste y resistente a la corrosión tal como por
ejemplo acero rápido.
La ventaja de la punta de torpedo conocida por
el documento DE 694 03 513 T2 consiste en que el núcleo fabricado
de material altamente conductor térmicamente permite efectuar el
transporte de calor antes descrito hacia la punta, mientras que la
envolvente exterior de acero, que en cambio tiene una menor
conductividad térmica, protege al núcleo propenso al desgaste contra
la masa fundida agresiva.
Partiendo de la tobera de inyección conforme al
documento DE 694 03 513 T2, la invención tiene como objetivo
mejorar la tobera de inyección conocida de tal modo que su postizo
de torpedo permita una capacidad de transmisión de calor mejorada,
siendo suficientemente insensible a las masas fundidas agresivas, y
eventualmente permita realizar una forma de construcción conveniente
para la fabricación.
Este objetivo se resuelve conforme al conjunto
de las características de la reivindicación 1.
Ante todo es importante que la oquedad para
recibir el postizo metálico de material de alta conductividad
térmica esté parcialmente abierto hacia la masa fundida, de modo que
el material de alta conductividad térmica esté expuesto de forma
directa o esencialmente directa al flujo térmico transmitido
especialmente por la masa fundida, lo cual da lugar a mejorar
considerablemente el transporte de calor a la punta del torpedo.
La invención admite por lo tanto eventualmente
de forma intencionada un descubrimiento parcial del postizo de
metal de alta conductividad térmica para mejorar el transporte de
calor con un detrimento sólo parcial debido a la masa fundida, pero
precisamente sólo respecto a la zona dejada al descubierto.
En otra realización de la invención el postizo
de torpedo forma en su lado alejado de la punta del torpedo un
saliente que sobresale a modo de collar, con una oquedad de
aproximadamente forma de vaso que representa una parte del canal de
masa fundida, cuyo fondo del vaso está atravesado por lo menos por
un paso de masa fundida que conduce al canal de masa fundida de
forma anular y que está atravesado por el orificio que conduce a la
oquedad destinada al alojamiento del postizo metálico.
Por el hecho de que la oquedad en forma de vaso
forma parte del canal de masa fundida se obtiene adicionalmente un
contacto de gran superficie con la masa fundida y con el núcleo
calentado de la tobera que mejora la transmisión de calor o el paso
de calor, tanto más cuanto que la oquedad en forma de vaso presenta
una longitud axial relativamente grande.
La oquedad destinada al alojamiento del postizo
metálico está conectada convenientemente a la oquedad en forma de
vaso a través del orificio que conduce a aquél.
Ha resultado posible realizar un postizo de
torpedo sencillo en cuanto a técnica de fabricación de acuerdo con
otras características de la invención por el hecho de que la oquedad
en forma de vaso es cilíndrica y se extiende en dirección coaxial
con la también cilíndrica oquedad destinada al alojamiento del
postizo metálico. Las oquedades que se unen entre sí forman de este
modo un orificio escalonado de fabricación sencilla. El montaje del
postizo metálico puede realizarse a través de la oquedad en forma de
vaso.
Conforme a otra forma de realización de la
invención que permite un paso de calor o transmisión de calor eficaz
consiste en que el paso de masa fundida que conduce al conducto de
masa fundida de forma anular corta o atraviesa el postizo
metálico.
El postizo metálico propiamente dicho es
convenientemente de cobre, de una aleación de cobre, por ejemplo de
CuBe o de un material de alta conductividad térmica semejante al Cu
o al CuBe. La baja resistencia al desgaste deseada se puede
conseguir conforme a la invención por el hecho de que el postizo de
torpedo está fabricado de un acero resistente a la erosión, y a ser
posible también resistente a la corrosión. También existe la
posibilidad de emplear únicamente un tubo de conducción de la masa
fundida de acero resistente al desgaste y a la corrosión, conectado
a la oquedad en forma de vaso, mientras que el núcleo de la tobera
que está protegido del flujo de masa fundida es de un material de
alta conductividad térmica, como por ejemplo de CuBe.
La otra forma de realización ventajosa conforme
a la invención está caracterizada porque por lo menos un orificio
que conduce al postizo metálico forma el orificio de montaje para el
postizo metálico. En particular para el caso ya descrito de que la
oquedad para alojamiento del postizo metálico esté unido a la
oquedad en forma de vaso por medio del orificio que conduce a ese
último, se obtiene en la forma antes citada un montaje del postizo
metálico considerablemente simplificado, al menos en comparación con
el objeto del documento DE 694 03 513 T2.
La resistencia a la erosión y a la corrosión del
conjunto se puede mejorar por lo demás por el hecho de que el
postizo metálico esté niquelado químicamente al menos en la zona del
orificio que conduce hacia la masa fundida. Una capa delgada de
níquel químico es además sumamente resistente a la erosión y apenas
causa detrimento a la transmisión o al paso de calor hacia el
postizo metálico.
Otras características de la invención se deducen
de reivindicaciones subordinadas adicionales.
En los dibujos está representada una forma de
realización preferente conforme a la invención, donde las figuras
muestran:
Fig. 1 una sección axial a través de una tobera
de inyección, y
Fig. 2 una sección axial a través de un postizo
de torpedo representado en posición exenta.
\vskip1.000000\baselineskip
Una tobera de inyección para conducir una masa
fundida de plástico está designada por 10 en la Fig. 1. En el
ejemplo de realización representado se trata de una tobera de
inyección sin carcasa cuyo componente principal está formado por un
núcleo de tobera 11 que rodea un canal central de masa fundida
12.
El sentido de flujo respectivo de la corriente
de masa fundida está indicada con x, mientras que el eje
longitudinal central lleva la referencia L.
El núcleo de la tobera 11 lleva un adaptador de
instalación 13 para el montaje por el lado de la herramienta,
situado corriente arriba o en la cara posterior con relación al
sentido de flujo x.
El núcleo de la tobera 11 está rodeado además
por un elemento calefactor tubular de forma helicoidal 14 que va
sujeto estrechamente ajustado contra la superficie envolvente
exterior cilíndrica circular 16 del cuerpo de la tobera 11 por medio
de un casquillo de forma tubular 15.
El elemento calentador tubular 14 se alimenta de
energía eléctrica por medio de un cable de alimentación 17 y de un
conductor eléctrico 18.
El contorno que limita la cavidad de alojamiento
H del lado de la placa del molde está designado en su conjunto por
K.
Aproximadamente hasta la mitad de la longitud
del núcleo de la tobera 11 y penetrando en éste en sentido contrario
al de flujo x está situado un postizo de torpedo 19 centrado dentro
del núcleo de la tobera 11. El postizo de torpedo 19 tiene forma
esencialmente simétrica de rotación al igual que el núcleo de la
tobera 11. El postizo de torpedo 19 presenta en su lado alejado de
la punta de torpedo 20 un saliente 21 que sobresale a modo de
collar, que en su centro forma una oquedad 22 en forma de vaso que
representa una prolongación del canal de masa fundida 12.
El fondo del vaso 23 de la oquedad 22 en forma
de vaso está atravesado por una parte por un orificio de paso de
masa fundida 25 que conduce a un canal de masa fundida 24 de forma
anular y por otra parte por un orificio 26 que conduce a una
oquedad R para el alojamiento de un postizo metálico M en forma de
barra de sección cilíndrica circular.
El postizo metálico M es de cobre y asienta
firmemente en el interior de la oquedad R situada en posición
coaxial en el interior de la sección circular del vástago del
torpedo 27. El vástago del torpedo 27 está rodeado por el canal de
masa fundida 24 de forma anular.
La limitación exterior del canal de masa fundida
de forma anular 24 está formada por una boquilla 28, que para
conseguir un mayor aislamiento térmico puede ser de titanio. La
boquilla 28 presenta una rosca exterior 29 que actúa conjuntamente
con una rosca interior 30 del núcleo de la tobera 11. De este modo
la boquilla 28, ajustando por debajo del saliente 21 en forma de
collar, puede fijar de modo liberable el postizo de torpedo 19 en su
posición de instalación.
El postizo metálico M está dotado en su zona
accesible al canal de masa fundida 12, es decir en la zona del paso
de masa fundida 25 y del orificio 26, de un delgado revestimiento de
protección altamente resistente a la erosión a base de níquel
químico, que no está representado de forma detallada. El espesor de
este recubrimiento de protección es de sólo unos 0,01 mm. Puede ser
conveniente y ventajoso dotar toda la superficie del postizo de
torpedo 19 de un recubrimiento de níquel químico.
De acuerdo con el sentido del flujo x, la masa
fundida fluye primeramente a través de la parte superior del canal
de masa fundida 12, después a través de la oquedad 29 en forma de
vaso que forma la prolongación del canal de masa fundida 12, incide
entonces en la zona del paso de masa fundida 25 y del orificio 26
sobre el postizo metálico M, continúa su recorrido a través del
canal de masa fundida 24 de forma anular y llega finalmente a
través de una oquedad 31 en forma de tobera formada por el contorno
K y a través del orificio de inyección 32 a la oquedad del molde F
indicada sólo parcialmente con líneas de trazos y que forma el
artículo.
El núcleo de la tobera 11 y el postizo de
torpedo 19 son de acero resistente a la erosión y eventualmente
también resistente a la corrosión.
Cabe imaginar que mediante el postizo metálico M
que está expuesto a la masa fundida de plástico en la zona del
orifico de paso de masa fundida 25 y del orificio 26 esencialmente
de modo directo se puede realizar un buen transporte de calor hasta
la punta del torpedo 20.
La Fig. 2 muestra el postizo de torpedo 19 sin
el postizo metálico M. Mediante la Fig. 2 cabe imaginar que el
postizo metálico M se puede montar en forma no representada
simplemente a través del orificio 33 del saliente en forma de
collar 33 situado corriente arriba y la oquedad en forma de vaso, al
introducir o calar a presión en el recinto R un postizo metálico M
compuesto por ejemplo de cobre, esencialmente en forma de barra
redonda.
Debido al coeficiente de dilatación térmica
relativamente grande del cobre del postizo metálico M y debido al
coeficiente de dilatación térmica que en comparación es
considerablemente inferior, del postizo de torpedo 19 realizado en
acero, se obtiene durante el calentamiento del conjunto en cualquier
caso un asiento firme del postizo metálico M dentro de la oquedad
R.
Claims (12)
1. Tobera de inyección (10) para conducir masa
fundida a un molde de inyección de plástico, con un núcleo de
tobera (11) que rodea un canal de masa fundida (12) que en su
superficie envolvente exterior (16) presenta un dispositivo de
calentamiento (14) y que en su extremo anterior situado corriente
abajo con respecto al flujo de masa fundida (x) presenta por lo
menos un postizo de torpedo (19) contiguo a la oquedad del molde
(F) de un molde, realizado en un material resistente a la erosión, y
que con su vástago de torpedo (27) y su punta de torpedo (20)
orientada hacia la cavidad del molde (F) sobresale libremente dentro
de un canal de masa fundida (24) de forma anular limitado al menos
de forma mediata por la superficie envolvente interior del núcleo
de la tobera (11), presentando el vástago del torpedo (27) una
oquedad (R) que llega hasta la punta del torpedo (20), llena de un
postizo metálico (M) de material altamente conductor del calor,
caracterizada porque, la oquedad (R) presenta por lo menos un
orificio (26) que conduce hacia la masa fundida, de tal modo que el
postizo metálico (M) queda contiguo al canal de masa fundida
(12).
2. Tobera de inyección según la reivindicación
1, caracterizada porque el postizo de torpedo (19) presenta
en su lado alejado de la punta de torpedo (20) un saliente (21) que
sobresale a modo de collar, que forma una oquedad (22) en forma
aproximada de vaso, que representa una parte del canal de masa
fundida (12), estando atravesado el fondo del vaso (23) de la
oquedad (22) al menos por un orificio de paso de masa fundida (25)
que conduce al canal de masa fundida (24) de forma anular y por el
orificio (26) que conduce a la oquedad (R) destinada al alojamiento
del postizo metálico (M).
3. Tobera de inyección según la reivindicación
2, caracterizada porque la oquedad (R) destinada al
alojamiento del postizo metálico (M) está conectada a la oquedad en
forma de vaso (22) a través del orificio (26) que conduce a
aquél.
4. Tobera de inyección según la reivindicación 2
o según la reivindicación 3, caracterizada porque la oquedad
en forma de vaso (22) es cilíndrica y se extiende en dirección
coaxial a la oquedad (R) también cilíndrica destinada al alojamiento
del postizo metálico (M).
5. Tobera de inyección según una de las
reivindicaciones 2 a 4, caracterizada porque el orificio de
paso (25) de masa fundida que conduce al canal de masa fundida (24)
de forma anular corta o atraviesa el postizo metálico (M).
6. Tobera de inyección según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el postizo
metálico (M) es de cobre, el postizo de torpedo (19) es de acero y
el núcleo de la tobera (11) eventualmente también de acero.
7. Tobera de inyección según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el postizo
metálico (M) forma una espiga metálica rígida insertada en la
oquedad (R).
8. Tobera de inyección según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el postizo
metálico (M) es de polvo metálico prensado y eventualmente
sinterizado o de una aleación maleable.
9. Tobera de inyección según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el por lo menos
un orificio (26) que conduce al postizo metálico (M) forma el
orificio de montaje para el postizo metálico (M).
10. Tobera de inyección según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el postizo
metálico (M) está niquelado químicamente al menos en la zona del
orificio (26) que conduce hacia la masa fundida.
11. Tobera de inyección según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizada por un núcleo de
tobera (11) dotado de varios postizos de torpedo (19), a la que le
corresponde para cada postizo de torpedo (19) respectivamente una
salida de tobera (31) orientada hacia la oquedad del molde.
12. Tobera de inyección según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el postizo de
torpedo (19) presenta un saliente (21) que forma la oquedad en forma
de vaso (22), que presenta varios vástagos de torpedo (27) con punta
de torpedo (20) que sobresalen a modo de collar, y porque al postizo
de torpedo (19) le corresponde para cada punta de torpedo (20) una
salida de tobera (31) dirigida hacia la oquedad del molde (F).
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| EP1612025A1 (de) | 2006-01-04 |
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| EP1612025B1 (de) | 2010-05-26 |
| PL1612025T3 (pl) | 2010-10-29 |
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