ES2616781T3 - Dispositivo y procedimiento de moldeado por compresión de artículos de plástico - Google Patents

Dispositivo y procedimiento de moldeado por compresión de artículos de plástico Download PDF

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ES2616781T3 ES07735635.0T ES07735635T ES2616781T3 ES 2616781 T3 ES2616781 T3 ES 2616781T3 ES 07735635 T ES07735635 T ES 07735635T ES 2616781 T3 ES2616781 T3 ES 2616781T3
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Abstract

Dispositivo de moldeado de un artículo de plástico en el cual el artículo se obtiene mediante la compresión de una dosis de plástico (3) en estado fundido entre las dos partes de un molde, que comprende al menos una alimentación de plástico (1), una varilla (11) que se desliza en un manguito (8) adaptado para soportar temporalmente dicha dosis de plástico (3), un molde de cabezal de artículo (6, 7), un mandril (18) que coopera con dicho molde (6, 7), caracterizado por que comprende medios de retención elásticos (12-14, 23, 24, 25) que están adaptados para limitar el desplazamiento bidireccional de la varilla (11) en el manguito (8), comprendiendo dichos medios de retención no elásticos medios de retención en posición alta (12, 13, 23, 24) y medios de retención en posición baja (13, 14, 25).

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo y procedimiento de moldeado por compresion de artmulos de plastico Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un sistema y a un procedimiento de moldeado por compresion de artmulos de plastico, en el cual la pieza se obtiene mediante la compresion de una porcion de plastico en estado fundido entre las dos partes de un molde.
La presente invencion se aplica mas particularmente a la realizacion de tubos de plastico, por ejemplo, dentffricos y cosmeticos, estando el tubo formado por un cuerpo cilmdrico flexible unido a un cabezal que comprende un borde y un orificio. En este caso particular, el cabezal del tubo se forma y se suelda de forma simultanea al cuerpo en una operacion. El cabezal del tubo se realiza a partir de una dosis de material fundido formado y comprimido entre una herramienta inferior llamada conjunto matriz y una herramienta superior llamada mandril en el cual se sella el cuerpo cilmdrico flexible. La temperatura del material es de tal manera que se suelda al cuerpo del tubo. En una maquina de produccion de tubos, diversos moldes se accionan generalmente en un movimiento discontinuo (o continuo), sufriendo cada molde las etapas diferentes del procedimiento (carga del cuerpo de tubo, deposito de la dosis de plastico, compresion del moldeado, refrigeracion, desmoldeado y descarga del tubo).
Estado de la tecnica
Se conocen en el estado de la tecnica dispositivos y procedimientos de realizacion de dichos tubos.
A modo de ejemplo, las patentes de EE. UU. 4 943 405, de EE. UU. 4 352 775 y la solicitud DE 103 49 837 describen procedimientos y dispositivos en los cuales la dosis se deposita alrededor de una varilla que forma el orificio del tubo, incorporandose el contenido de estas publicaciones por referencia en la presente solicitud con respecto a la descripcion de dichos procedimientos y dispositivos.
Mas particularmente, en la patente de EE. UU. 4.943.405, y como se representa en la figura 1 de la misma, una dosis de plastico de forma anular se deposita desde una alimentacion en la cara superior de un manguito y alrededor de la varilla que sirve para formar el orificio en el borde. La salida de alimentacion esta rodeada por una boquilla anular que permite la proyeccion de aire bajo presion para separar la dosis depositada de la alimentacion, una vez que se ha depositado la cantidad deseada. Una vez depositada la dosis en el manguito, se retira la alimentacion y se lleva un mandril que tiene la forma del borde que va a crearse. La cara frontal del mandril entra en contacto con la cara superior de la varilla y el conjunto manguito-varilla se empuja hacia el interior de las matrices de borde y de rosca para formar el cabezal que se convertira en la extremidad del tubo. Las figuras 3 y 4 de esta patente ilustran esta etapa de formacion del cabezal y de la soldadura de esta en el cuerpo del tubo llevado por el mandril. El orificio del cabezal esta formado por la varilla que se desplaza longitudinalmente en el manguito. Durante esta etapa de formacion del cabezal y de desplazamiento del mandril en la matriz, la varilla se empuja axialmente en el manguito por el mandril desde una posicion alta hasta una posicion baja en la cual sirve para formar un orificio en el borde sobrepasando la cara superior del manguito.
Un problema encontrado en el dispositivo descrito en esta patente se refiere a la colocacion relativa de la varilla en el manguito. Si se grna y se desliza libremente en el sentido axial, este deslizamiento hace que no se pueda estar seguro de su posicion, en particular, de la posicion de su cara superior en relacion con la cara superior del manguito. Sin embargo, esta posicion es muy importante puesto que por esta colocacion relativa se forma el orificio en el cabezal. El grosor del material alrededor del orificio cumple una funcion, puesto que es el que determina la posicion relativa que deben tener el manguito y la varilla. Una colocacion insegura es el resultado de cabezales mal formados, especialmente sin orificio.
La patente de EE. UU. 4.352.775 describe otro dispositivo y otro procedimiento de produccion de tubos. En esta publicacion, una dosis de forma anular se deposita directamente en el fondo de la matriz que tiene la forma del cabezal rodeando la varilla que formara el orificio. La varilla se mantiene en posicion alta a traves de un resorte y se empuja contra la fuerza del resorte durante la introduccion del mandril en la matriz para formar el cabezal. Este dispositivo no contiene una varilla que sirva de soporte intermediario para la dosis, lo que reduce la precision del centrado del deposito de la dosis en el molde. Ademas, la ausencia de soporte intermediario tiene como consecuencia una refrigeracion rapida de las partes de la dosis que entren inmediatamente en contacto con las paredes del molde. Este gradiente de temperatura en el seno de la dosis puede ocasionar una deformacion de los artmulos moldeados.
La solicitud DE 103 49 837 describe otro dispositivo y otro procedimiento para la produccion de tubos con una varilla y un manguito comparables a los descritos en la patente de EE. UU. 4.943.405 mencionada anteriormente. En esta publicacion alemana, la varilla puede desplazarse axialmente deslizandose en el manguito y se monta en un resorte para mantenerla en una posicion alta en relacion con el manguito. Cuando el mandril se introduce en la matriz para formar el borde, la varilla se empuja contra la fuerza de dicho resorte.
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El problema que se encuentra en la patente de EE. UU. 4.943.405 y en la solicitud DE 103 49 837 esta relacionado con un deslizamiento descontrolado de la varilla en el manguito, especialmente durante el apoyo del mandril contra la cara antes que la varilla y que su desplazamiento en la matriz. Este fenomeno puede entorpecer la creacion de un orificio en el objeto que vaya a moldearse (tipicamente, cuando la varilla se retraiga por completo en el manguito). Puede ocasionar igualmente un reparto no homogeneo o inadecuado de la dosis en el manguito.
En el caso particular de los tubos que presentan un orificio con diametro pequeno, inferior a 1,5 mm y, por ejemplo, 0,8 mm, los dispositivos descritos por las patentes de EE. UU. 4.943.405 y de EE. UU. 4.352.775 no permiten producir estos tubos de manera fiable. De hecho, en esta configuracion, la longitud de voladizo y el diametro pequeno de la varilla de orificio son de tal manera que la misma sufre un pandeo que puede suponer la ruptura cuando el mandril se apoye con la cara superior de esta. Las rupturas de las varillas de orificio pueden ser frecuentes, lo que conlleva paradas repetidas de la produccion; ademas, los trozos de varillas pueden danar otras piezas del molde durante el cierre del mismo.
De ese modo, uno de los objetivos principales de la invencion es mejorar los procedimientos y los dispositivos conocidos y, en particular, poder producir de manera fiable tubos con orificios con diametros pequenos sin riesgo de romper las varillas de orificio.
Uno de los objetivos de la invencion es proponer un sistema que permita un dominio mejor de la posicion de la varilla en relacion con el manguito durante la formacion del borde por el mandril.
Otro objetivo de la invencion es proponer un procedimiento de formacion de bordes de tubos que sea mas eficaz que los procedimientos conocidos.
Descripcion general de la invencion
La invencion se refiere entonces a un dispositivo de moldeado de un artfculo de plastico de acuerdo con la reivindicacion 1.
El desplazamiento de la varilla, mas precisamente sus posiciones extremas, se controla perfectamente gracias al dispositivo de acuerdo con la invencion. Es posible, especialmente, mantener siempre la varilla en una posicion que evite el taponamiento del orificio del borde durante su formacion.
Estas ventajas no podfan obtenerse con los dispositivos del estado de la tecnica que o no conteman medios de retencion en las posiciones alta y baja de la varilla o conteman medios de retencion elasticos (por ejemplo, resortes) que no podfan garantizar una colocacion relativa precisa de la varilla del orificio en relacion con el manguito.
Descripcion detallada de la invencion
La invencion se comprendera mejor a continuacion mediante la descripcion de un modo de ejecucion de la misma y de las figuras relacionadas con la misma, en las cuales:
La figura 1 representa la parte inferior del molde, el conjunto matriz;
la figura 1A, una variante del modo de realizacion de la figura 1;
la figura 1B, una variante del modo de realizacion de la figura 1;
la figura 2 representa una boquilla de dosificacion abierta que forma una dosis de plastico en la parte inferior del molde;
la figura 3 representa una boquilla de dosificacion cerrada y una dosis en su sitio en la parte inferior del molde;
la figura 4 corresponde a la figura 3 pero con la varilla de orificio con diametro pequeno;
la figura 5 corresponde a la figura 3 pero con la varilla de orificio con diametro grande;
la figura 6 representa el mandril y el conjunto matriz al principio de la fase de compresion;
la figura 7 representa el final de la fase de compresion;
y la figura 8 ilustra la manera en la que la dosis se deposita en el manguito.
La figura 1 representa la parte inferior del molde en posicion de reposo, llamada conjunto matriz, que comprende una matriz de borde 6 que va a formar la parte exterior del cabezal de tubo, una matriz de rosca 7 en diversas partes para permitir del desmoldeado de la rosca y, en el eje de simetna del dispositivo, un manguito 8 que no puede desplazarse en traslacion de acuerdo con el eje A. El manguito 8 contiene un primer refuerzo 8a que limita su recorrido entre dos topes 9 y 10.
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El conjunto matriz comprende igualmente una varilla de orificio 11 que se utiliza para formar el orificio del borde. La varilla de orificio 11 contiene un refuerzo 24 en su parte inferior y puede deslizarse en el manguito 8. El recorrido de la varilla de orificio 11 se limita en la posicion alta por medio del refuerzo 24 y de un tope 12 dispuesto en el manguito. El recorrido de la varilla de orificio 11 se limita igualmente en la posicion baja por un pasador 13, por ejemplo, de forma cilmdrica, y por un tope 14 dispuesto en el manguito 8, estando el tope 14 formado por la pared inferior de un agujero oblongo 8b en dicho manguito 8. El pasador 13 se coloca preferentemente, por ejemplo, levantado, perpendicularmente en un agujero en la varilla 11. Este pasador permite bloquear de manera abierta el desplazamiento relativo en el sentido axial de la varilla 11 y del manguito 8. Este bloqueo tiene particularmente importancia una vez que se ha depositado la dosis de material y el mandril esta en contacto con la cara superior de la varilla, para formar el borde. En los sistemas conocidos que utilizan los resortes, en dicha posicion, la varilla podfa desplazarse tambien, especialmente, bajo el efecto del material que se moldea por compresion en este procedimiento y dar lugar de ese modo a defectos, como, por ejemplo, un orificio taponado o deformado, o a un orificio con un diametro equivalente al diametro exterior del manguito 8.
La figura 1A presenta una variante del dispositivo de la figura 1 en el cual se suprime el refuerzo 24 de la varilla de orificio 11 y el tope alto 23 se realiza mediante el contacto del pasador cilmdrico 13 en la pared superior del agujero oblongo 8b. Esta variante presenta la ventaja de una gran simplicidad de fabricacion y de aplicacion. Utilizando un unico pasador para los dos topes 14, 23, se simplifica la construccion del dispositivo.
Otra variante del dispositivo es realizable igualmente sin el pasador 13 (vease la figura 1B). En este caso, el recorrido de la varilla de orificio 11 se limita en la posicion alta por medio del refuerzo 24 y de un tope 12 dispuesto en el manguito. El recorrido de la varilla de orificio 11 se limita en la posicion baja por un aro de fijacion para el escariado (anillos de seguridad) 25 montado en una ranura de la parte inferior del manguito 8.
Los desplazamientos relativos del manguito 8 y de la varilla de orificio 11 se realizan mediante un accionador (no representado) tal como un resorte o un gato neumatico que actua sobre la varilla de orificio 11.
En las figuras 2 y 3, se han representado las etapas de deposito de una dosis de plastico fundido. Una boquilla de dosificacion 1, colocada por encima de la matriz 6 y concentrica en el manguito 8, forma una dosis 3 de plastico fundido. La boquilla de dosificacion 1 se alimenta mediante una extrusora (no ilustrada) conocida en el estado de la tecnica.
En la figura 2, la valvula 2 efectua un recorrido lineal generado por un accionador (no ilustrado), lo que permite la formacion de una dosis anular 3 a traves del paso 4 y su deposito en la cara superior 16 y en la periferia 17 del manguito 8.
En la figura 3, el accionador arrastra a continuacion la valvula 2 en sentido inverso, lo que provoca el cierre del orificio de salida 4. La dosis de plastico se corta y se pega mediante el soplado de un gas a traves del paso 5.
Para que la dosis de plastico 3 se deposite correctamente en el manguito 8 tal como lo ilustra la figura 3, es decir, para que este en contacto con su cara superior 16 y su periferia 17, hay que reunir diversas condiciones:
- La distancia entre la cara superior 15 de la varilla de orificio 11 y la cara superior 16 del manguito 8 debe ser ligeramente superior al grosor de pared correspondiente de la pieza moldeada (cabezal de tubo).
- La valvula 2 debe estar muy proxima o entrar preferentemente en contacto con la superficie 15 de la varilla de orificio 11.
- El diametro de la valvula 2 se elige en funcion del diametro del manguito 8.
En el caso de esta invencion, la dosis se deposita en el manguito 8 (en la cara superior 16 y en la periferia 17). Por lo tanto, esta bien centrada y no va a desplazarse durante los movimientos de las herramientas. Se eliminaran los defectos del moldeado. Por otro lado, si, para un mismo diametro de tubo, el diametro del orificio vana, puede conservarse el mismo diametro de la valvula de dosificacion, ya que el diametro del manguito 8 se mantiene identico (vease la figura 4, orificio pequeno (D5), y la figura 5, el orificio grande (D6)). En las fabricas de produccion de tubos cosmeticos, es normal que una lmea produzca un tubo siempre con el mismo diametro pero con cambios frecuentes del diametro del orificio. Por lo tanto, la invencion permite ganar tiempo en los cambios de herramientas, ya que eso evita los cambios de diametro de la boquilla de dosificacion asf como los ajustes nuevos de la misma. Por otro lado, eso permite reducir el intervalo de diametros de las boquillas de dosificacion necesario para la produccion de una gama de diametros de tubos (por ejemplo, si se necesitaran 6 boquillas diferentes, el procedimiento nuevo necesitana solamente 3 diametros diferentes).
En el caso de los tubos con orificios pequenos (vease la figura 4), la longitud libre de la varilla de orificio 11 que sobrepasa la cara superior del manguito 16 es muy corta, tfpicamente de una longitud considerablemente igual, incluso ligeramente superior, a la distancia mandril-manguito cuando el mandril ha alcanzado su posicion inferior, lo que significa que, cuando el mandril 18 entra en contacto con la cara superior 15 de la varilla de orificio 11, se requiere la misma unicamente en comprension y se descarta cualquier riesgo de pandeo. Por lo tanto, el dispositivo permite producir de manera fiable tubos con orificios muy pequenos.
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En la etapa siguiente representada en la figura 6, la parte inferior del molde llamada conjunto matriz y que comprende la matriz 6 ha dejado la boquilla de dosificacion 1 y un mandril 18 esta por encima y centrado con la misma. El cuerpo cilmdrico del tubo 19 se sella en su posicion en el mandril 18. El mandril 18 se desplaza hacia la matriz 6 y entra en contacto con la varilla de orificio 11 en su cara superior 15. Arrastra entonces el conjunto de varilla de orificio 11 y el manguito 8 hasta que el mismo entre en contacto con el tope 10 (vease la figura 7). Durante este desplazamiento, el pasador cilmdrico 13 puede entrar en contacto con el tope inferior 14, lo que garantiza que la cara inferior del mandril 18 no entre nunca en contacto con la superficie 16 del manguito 8. Al final del desplazamiento, el refuerzo 8a del manguito 8 entra en contacto con el tope 10. La cara superior 15 de la varilla de orificio 11 esta siempre en contacto con el mandril 18 y el pasador 13 no esta en contacto con el tope 14. Esta configuracion presenta la ventaja de formar bien el orificio del tubo alrededor de la varilla de orificio 11. La dosis de plastico 3 se deforma de forma progresiva hasta que rellene la cavidad formada por el conjunto matriz y por el mandril 18 y acabe de soldarse en la extremidad del cuerpo de tubo 19. El conjunto permanece bajo presion durante la fase de refrigeracion.
La figura 8 representa el mismo dispositivo y la misma configuracion que el dispositivo y la configuracion ilustrados en la figura 3, difiere unicamente de esta ultima en que se ilustra la forma en la que la dosis 3 se deposita en el pasador 8.
El plastico que constituye la dosis 3 se encuentra a la vez en la cara superior 16 y en la pared lateral 17 del pasador 8.
La cantidad de plastico dispuesta a lo largo o en la prolongacion de la pared lateral 17 del pasador 8 es mucho mas importante que la cantidad de plastico dispuesta por encima de la cara superior 16 del pasador 8.
Sin embargo, la presencia de plastico por encima de la cara superior 16 del pasador 8 presenta diversas ventajas, especialmente el hecho de retener con eficacia la dosis 3 en una posicion determinada. Por lo tanto, se elimina el riesgo de reduccion prematura de la dosis 3 a lo largo del pasador 8. Cabe destacar en este sentido que este riesgo esta presente en el dispositivo divulgado en la solicitud de patente alemana DE 103 49 837, ya que en el la totalidad de la dosis se situa en la pared lateral del pasador.
De manera sorprendente, se ha constatado que la calidad de los artmulos moldeados se habna mejorado si se hubiera distribuido de cierta manera el plastico entre las zonas que se situan respectivamente por encima y por debajo de un plano 20 que coinciden con la cara superior del pasador 8. Mas precisamente, la calidad de los artmulos moldeados se mejora si la cantidad de plastico 22 que se encuentra por encima del plano 20 representa entre un 20 y un 40 % de la masa total de la dosis 3 y si la cantidad de plastico 21 que se encuentra por debajo del plano 20 representa respectivamente entre un 80 y un 60 % de la masa total de la dosis 3. Preferentemente, la relacion masa superior/masa inferior se situa alrededor de 30/70.
Es evidente que la invencion no se limita a los ejemplos presentados anteriormente.

Claims (11)

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    15
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    REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo de moldeado de un artfculo de plastico en el cual el artfculo se obtiene mediante la compresion de una dosis de plastico (3) en estado fundido entre las dos partes de un molde, que comprende al menos una alimentacion de plastico (1), una varilla (11) que se desliza en un manguito (8) adaptado para soportar temporalmente dicha dosis de plastico (3), un molde de cabezal de artfculo (6, 7), un mandril (18) que coopera con dicho molde (6, 7), caracterizado por que comprende medios de retencion elasticos (12-14, 23, 24, 25) que estan adaptados para limitar el desplazamiento bidireccional de la varilla (11) en el manguito (8), comprendiendo dichos medios de retencion no elasticos medios de retencion en posicion alta (12, 13, 23, 24) y medios de retencion en posicion baja (13, 14, 25).
  2. 2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion anterior caracterizado por que la longitud maxima libre de la varilla (11) que sobrepasa la superficie superior (16) del manguito (8) es considerablemente igual, incluso ligeramente superior, a la distancia mandril-manguito cuando el mandril ha alcanzado su posicion inferior.
  3. 3. Dispositivo de moldeado de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2 caracterizado por que los medios de retencion no elasticos (12-14, 23, 25) forman parte del manguito (8).
  4. 4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion anterior caracterizado por que los medios de retencion en posicion baja (13, 14, 25) estan constituidos por un tope (14, 25) dispuesto en la pared inferior de un orificio lateral (8b) dispuesto en el manguito (8) y por una protuberancia lateral (13) dispuesta en la varilla (11), montandose la protuberancia lateral (13) deslizante en el orificio lateral (8b).
  5. 5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion anterior caracterizado por que la protuberancia lateral (13) esta constituida por un pasador que atraviesa de parte a parte la varilla (11).
  6. 6. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion anterior caracterizado por que los medios de retencion en posicion alta estan constituidos por un refuerzo (24) dispuesto en la varilla (11) y por un tope (12) dispuesto hacia la extremidad inferior del manguito (8).
  7. 7. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 5 caracterizado por que los medios de retencion en posicion alta estan constituidos por dicha protuberancia lateral (13) y por un tope (23) dispuesto en la pared superior de dicho orificio lateral (8b).
  8. 8. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7 en el cual dicho tope esta constituido por un anillo (25) dispuesto en una ranura formada en dicha pared inferior.
  9. 9. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que, en una posicion baja, la varilla (11) emerge de la cara superior (16) del manguito (8) desde una distancia inferior hasta el grosor del artfculo que va a moldearse.
  10. 10. Conjunto constituido por un dispositivo tal como el definido en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores y por una dosis de plastico (3) dispuesta temporalmente en la extremidad libre del manguito (8), caracterizado por que la cantidad de plastico (22) dispuesta por encima de un plano (20) que coincide con la cara superior del manguito (8) se situa entre un 20 % y un 40 % de la masa total de la dosis (3).
  11. 11. Procedimiento de moldeado de una dosis de plastico (3) por medio de un dispositivo tal como el definido en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que la dosis (3) se deposita en la cara superior (16) y en la pared lateral (17) del manguito (8) con el fin de que la cantidad de plastico (22) dispuesta por encima de un plano (20) que coincide con la cara superior del manguito (8) se situe entre un 20 % y un 40 % de la masa total de la dosis (3).
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