ITMI962103A1 - Apparecchiatura e metodo per la produzione di manufatti in materiale termoplastico mediante estrusione in continuo di uno o piu' strati - Google Patents

Description

"APPARECCHIATURA E METODO PER LA PRODUZIONE DI MANUFATTI IN MATERIALE TERMOPLASTICO MEDIANTE ESTRUSIONE IN CONTINUO DI UNO O PIÙ’ STRATI E CONTEMPORANEA ESTRUSIONE IN DISCONTINUO DI ALMENO UN ULTERIORE STRATO".

La presente invenzione propone un’apparecchiatura ed il relativo metodo per la produzione di manufatti in materiale termoplastico mediante estrusione in continuo di uno o più strati e contemporanea estrusione in discontinuo di almeno un ulteriore strato.

Nel seguito verrà descritta una particolare versione preferita dell'apparecchiatura utilizzata per la produzione di pallets, ma è chiaro che la stessa idea di soluzione potrà validamente essere applicata per la realizzazione di altri tipi di prodotti, senza per questo fuoriuscire daH'ambito di protezione del trovato.

Più in particolare l’apparecchiatura secondo l’invenzione comprende una testa di estrusione con almeno un canale per la alimentazione in continuo del materiale da estrudere ed almeno un canale sempre per l'alimentazione del materiale da estrudere, ma dotato di mezzi di intercettazione, così da ottenere una estrusione in discontinuo, regolabile a piacere.

Nel caso specifico di una apparecchiatura per la produzione di pallets, questa testa di estrusione comprende vantaggiosamente tre canali: un primo canale per l'alimentazione in continuo del materiale destinato a realizzare la base del pallets, un secondo canale per l'alimentazione in continuo del materiale destinato a realizzare il piano superiore dei pallets ed un terzo canale, interposto fra i precedenti, con dispositivi atti ad interrompere l'alimentazione del materiale, per la realizzazione dei montanti che collegano la base al piano del pallets.

Conformemente con una versione preferita dell'invenzione, l'alimentazione del materiale per l’estrusione in discontinuo avviene in direzione perpendicolare alla direzione di avanzamento del materiale che realizza invece gli strati costituenti la base ed il piano del pallet; sono inoltre previste, su questo canale di alimentazione, valvole in grado di intercettare il materiale in uscita, per realizzare questa alimentazione in discontinuo.

I metodi e le apparecchiature attualmente noti per la produzione di pallets in materiale termoplastico si suddividono sostanzialmente in due grandi categorie. Il primo metodo prevede l'iniezione diretta entro stampi chiusi, consentendo di ottenere il pallet finito con un'unica operazione di stampaggio, oppure una colata di materiale in uno stampo aperto sotto pressa, che richiudendosi comprime il contenuto obbligandolo ad assumere la forma predisposta.

Si tratta però di metodi lenti, a causa dei numerosi tempi morti per il reffreddamento dei manufatti, l'apertura degli stampi, la pulitura e la preparazione ad una nuova iniezione o colata e che comporta anche costi estremamente elevati per la produzione degli stampi.

Sono poi noti metodi che consentono di realizzare un pallet per estrusione. Questi procedimenti prevedono però, tutti, la estrusione delle singole, parti che, dopo essere state tagliate, vengono unite ad esempio per termosaldatura o sistema analogo.

Non sono invece noti mezzi che consentono di produrre pallets per estrusione con un procedimento unico, che preveda contemporaneamente fasi di estrusione in continuo ed in discontinuo, per realizzare le diverse parti, assieme.

Questo problema viene ora risolto dalla presente invenzione che propone una apparecchiatura ed il relativo metodo per la produzione di manufatti in materiale termoplastico mediante estrusione in continuo di uno o più strati e contemporanea estrusione in discontinuo di almeno un ulteriore strato.

Questo scopo viene raggiunto con un'apparecchiatura conforme con la parte caratterizzante delle rivendicazioni allegate.

La presente invenzione sarà ora descritta dettagliatamente, a titolo di esempio non limitativo, con riferimento di disegni allegati in cui:

• la figura 1 è la vista prospettica, schematica, di un pallet ottenuto con l'apparecchiatura ed il metodo secondo l'invenzione;

· la figura 2 illustra schematicamente, in sezione lungo un piano verticale, una testa di estrusione secondo l’invenzione;

• le figure 3, 4 e 5 sono altrettante sezioni su piani orizzontali della testa di figura 2, presi rispettivamente lungo i piani A-A, B-B, E-E ed - Ei; • la figura 6 è una sezione della testa di estrusione di figura 2, presa lungo il piano verticale D-D;

• la figura 7 è una vista della testa di estrusione di figura 2, vista dalla parte della filiera;

• la figura 8 è un particolare ingrandito della figura 7 ;

• la figura 9 è la vista prospettica schematica di una valvola di intercettazione del materiale utilizzata nella testa delle figure precedenti per realizzare le estrusioni in discontinuo;

• le figure 9a, 9b, 9c e 9d sono sezioni della valvola di figura 9 prese rispettivamente lungo le linee A-A, B-B, C-C e D-D;

• la figura 10 è una sezione della testa di figura 2 lungo un piano verticale ortogonale alla filiera di estrusione;

• le figure 11 e 12 sono due particolari ingranditi della figura 11, che illustrano un dispositivo di regolazione del flusso del materiale in due posizioni differenti.

La figura 1 illustra la vista prospettica di un pallet ottenibile con l'apparecchiatura secondo l'invenzione.

Questo pallet è costituito da un piano superiore 1 , che nel seguito verrà detto piano del pallet, ottenuto per estrusione in continuo; da una serie di listelli inferiori 2, anch'essi ottenuti per estrusione in continuo, e che costituiscono la base del pallet; e da una pluralità di montanti 3, opportunamente intervallati, che collegano la base 1 ai listelli 2.

Questi montanti, conformemente con l'invenzione, sono prodotti contemporaneamente al piano 1 ed alla base 2, ma con un procedimento in discontinuo.

L'apparecchiatura per la produzione di questi pallets è schematicamente illustrata in figura 2 in sezione verticale ed è sostanzialmente costituita da una tasta di estrusione che comprende un corpo 4 anteriormente al quale è fissata una filiera 5.

Nel corpo 4 corrono una serie di canali di alimentazione del materiale, indicati rispettivamente con i numeri 6, 7 e 8.

I canali 6 e 7 servono per alimentare in continuo il materiale destinato a realizzare rispettivamente il piano 1 ed i listelli 2 e comprendono dispositivi di regolazione del flusso 9, che verranno descritti più avanti. Il canale centrale 8, che in prossimità dell'uscita si suddivide in due canali secondari, alimenta il materiale destinato a realizzare i montanti 3.

L'alimentazione di questo materiale destinato a realizzare i montanti è controllata a mezzo di una coppia di valvole 10, che verranno meglio descritte nel seguito e che sono azionate da uno stantuffo 11 il quale, mediante cremagliere 12, pone in rotazione altrettante coppie di settori dentati 13 (meglio visibili nelle figure 7-8) solidali alle valvole 10, per aprire e interrompere il flusso del materiale.

Le cremagliere sono inoltre dotate di appendici con asole 23 entro le quali scorrono perni 24 a loro volta solidali a lame otturatrici 25 opportunamente sagomate in modo da poter essere, in fase di taglio e otturazione, contemporaneamente spinte dalle cremagliere e dai settori dentati (13) e richiamate in sede dai perni, mentre i settori dentati fungono da guida.

In opposizione alle lame otturatrici ci sono controlame registrabili 27, che hanno il compito di mantenere allineato il materiale un fase di taglio.

Le figure da 3 a 6 illustrano, in sezione orizzontale, altrettanti particolari della filiera di estrusione.

In figura 3 è illustrata la filiera 14 destinata ad estrudere il piano 1 del pallet, filiera che viene alimentata in continuo dal canale 6.

in figura 4 è illustrata, sempre in sezione orizzontale, la filiera con le bocche di estrusione 15 dei tre listelli superiori che costituiscono la base del pallet, alimentata dal canale 7, mentre la figura 5 mostra la sezione orizzontale della filiera in corrispondenza delie valvole 10 presenti sui canali 8 che alimentano il materiale per la formazione dei montanti 3.

In questa figura, come nelle altre, il numero 10 indica le valvole, il numero 12 la cremagliera ed il numero 13 i settori dentati.

La figura 7 ed il relativo particolare di figura 8 illustrano la testa di estrusione vista dalla parte della filiera .

Anche qui i diversi componenti sono indicati con gli stessi numeri utilizzati per le figure precedenti.

In queste figure è meglio visibile la configurazione della filiera, con la trafila inferiore in continuo 1 , le tre trafile continue superiori 2 e le uscite per i montanti 3, con i settori dentati 13 coassiali e solidali alle valvole di intercettazione 10.

Lo stantuffo 11 muove una piastra 36 con le cremagliere 12 che presentano, nella zona mediana, una protuberanza entro la quale sono ricavate le asole inclinate 23, sottostanti alle cremagliere stesse.

La combinazione dell'impegno tra le parti inclinate delle asole 23, i riscontri 24 ed il profilo dei settori dentati 13, crea le condizioni idonee a spingere le lame a tagliare il flusso in uscita ed a chiudere i canali di estrusione 3. Il movimento di apertura, richiedente uno sforzo più contenuto, è gestito dalle sole asole 23 e dai perni 24, con i settori dentati in funzione di guida per mantenere gli allineamenti.

Conformemente con un aspetto preferito dell'invenzione in corrispondenza del tratto di collegamento con i montanti il piano 1 ed i listelli 2 presentano pareti laterali 16 e 17, sporgenti rispettivamente verso l'alto e verso il basso.

Queste pareti, che cosi come sarà descritto nel seguito vengono realizzate solamente in corrispondenza della zona ove si trovano i montanti , servono ad ottenere una maggiore superficie di contatto tra il materiale del montante e quello della base e del piano, per assicurare una migliore solidarizzazione dei componenti.

La figura 9 illustra schematicamente, in vista prospettica, la valvola di controllo dell'iniezione discontinua.

In particolare nella figura 10 è illustrata una delle valvole che si trovano in corrispondenza della parte superiore della filiera, ad esempio la valvola indicata con V in figura 6.

Questa valvola comprende un corpo sostanzialmente cilindrico 20 montato in modo da poter ruotare attorno al proprio asse X-X, all'interno della testa di estrusione, a contatto con il canale 7 di alimentazione del materiale per la produzione in continuo dei listelli 2 e a contatto con il canale 8, di alimentazione del materiale per la produzione dei montanti, il corpo 20 presenta due intagli, indicati rispettivamente con 21 e 22, che si aprono sulla superficie del corpo 20, da parti opposte.

Nella posizione operativa della valvola l'apertura dell'intaglio 20 viene a trovarsi allineata con una corrispondente apertura prevista inferiormente nel canale di alimentazione 7, così da permettere a parte del materiale che realizza i listelli 2 di andare a riempire l'intaglio 21, per realizzare la parete 17.

Sempre in questa posizione l'intaglio inferiore 22 viene a trovarsi con la sua apertura in corrispondenza del canale di alimentazione 8, ove viene alimentato il materiali destinato alla formazione dei montanti 3.

La freccia F indica, in figura 9, la direzione di avanzamento del flusso di materiale nei canali 6 e 7.

Conformemente con l'invenzione man mano che si procede lungo l'asse X-X in direzione della freccia F la distanza fra gli intagli 21 e 22 diminuisce, fino a che questi intagli, all'uscita dalla valvola, si uniscono creando una apertura unica.

Questo andamento si può vedere osservando le figure 9a, 9b e 9c, che illustrano la sezione del corpo di valvola 20 in tre posizioni differenti, procedendo lungo la direzione di avanzamento dei materiale.

In questo modo il materiale che avanza lungo i canali 6, 7 e 8 penetra nelle aperture 21 e 22, realizzando altrettante pareti che, aH'uscita della valvola, si uniscono.

Ruotando il corpo cilindrico 20 della valvola 10 attorno al proprio asse, le feritoie 21 e 22 si portano in una posizione di chiusura, nella quale il materiale non può più penetrare al loro interno, interrompendo così la formazione sia delle pareti 16 e 17 che delle pareti 18 e 19 del montante. Il contemporaneo movimento delle lame otturatrici provoca l'interruzione netta della continuità del materiale e la chiusura del passagio, impedendo il deflusso della parte residua.

Nelle figure 10, 11 e 12 è invece illustrato il meccanismo che regola il flusso di materiale per la realizzazione della base 1 e dei listelli 2.

Sia la base che i listelli sono infatti costituiti da due pareti piane sostanzialmente orizzontali, intercollegate da pareti interne che, nella versione illustrata, sono costituite da setti inclinati di circa 45°.

Il materiale di alimentazione deve venire ripartito uniformemente verso la parete superiore e quella inferiore.

La variazione di portata dei flussi, dovuta alla discontinuità di estrusione, è compensata delle sacche opportunamente previste.

Per assicurare tale ripartizione, onde ottenere lo spessore prestabilito per quella zona del manufatto, è prevista una valvola, indicata nel suo complesso con 30 in figura 10, sostanzialmente costituita da un corpo cilindrico che attraversa tutta la testa di estrusione parallelamente alla filiera e che presenta (vedi particolare delle figure 11 e 12), un ingresso 31 ed una uscita 32.

L'ingresso 31 comunica con il canale di alimentazione (ad esempio, nel caso di figura 12, il canale inferiore 6) ed ha un imbocco di larghezza maggiore di quella del canale, per far sì che il materiale in arrivo possa sempre essere completamente alimentato dalla valvola 30 anche quando questa ruota leggermente attorno al proprio asse.

Al contrario, l'uscita 32 comunica con due passaggi separati, indicati rispettivamente con 33 e 34, che vanno a formare lo strato superiore e lo strato inferiore della base 1.

L'ampiezza dell'uscita 32 della valvola è inferiore alfa somma delle uscite 33 e 34.

In questo modo è possibile, ruotando leggermente la valvola attorno al proprio asse, far sì che l'uscita 32 corrisponda in maggiore o in minore misura ai canali 33 e 34.

In sostanza, ruotando leggermente la valvola 30 è possibile deviare, entro certi limiti, il flusso del materiale in arrivo verso la superficie inferiore o quella superiore rispettivamente dalla base 1 o dei listelli 2, ove se ne ravvisasse la necessità.

L'entità di questa regolazione può essere variata agendo su una coppia di fine corsa 34 che impegna una leva 35 solidale al corpo della valvola 30. Il funzionamento avviene come segue:

lungo il canale 6 si alimenta il materiale destinato a formare il piano 1 e lungo il canale 7 il materiale per la formazione dei listelli 2.

Queste estrusioni avvengono in continuo, con la sola regolazione della valvola 30 per deviare il materiale maggiormente verso la parte superiore o inferiore del relativo estruso.

Contemporaneamente si alimenta anche il materiale al canale 8, che giunge in corrispondenza della zona di formazione di montanti 3, ove le lame 25 ne arrestano il flusso.

Quando le lame 25 vengono portate in posizione di apertura, il materiale può fuoriuscire attraverso la filiera per realizzare i montanti.

Contemporaneamente si porta la valvola 10 in posizione di apertura, permettendo al materiale dei canali 6 o 7 di entrare nella feritoia 21 per realizzare rispettivamente la parete 16 o 17, ed al materiale nel canale 8 di penetrare nella feritoia 22, per realizzare le pareti 18 o 19 (fig. 6).

Man mano che si avanza nella direzione di movimento del flusso, le feritoie 21 e 22 si avvicinano fino ad unirsi per ottenere, in uscita, una parete unica che collega, tramite il montante 3, la base 1 con i listelli 22 (figure 9a-9c).

Quando l’estruso è avanzato della misura prevista, è sufficiente azionare lo stantuffo 11 per ruotare, tramite i settori 13, la valvola 10 e chiudere l'otturatore in corrispondenza del canale 8, per arrestare il flusso del materiale verso le feritoie 21 e 22 e verso il tratto di filiera che realizza i montanti 3.

Lo stesso movimento delio stantuffo porta anche le lame 25 in posizione di chiusura, bloccando l’estrusione dei montanti,

Vengono allora estrusi solamente la base 1 ed i listelli 2, fino a quando si riapre la valvola 10 ed il relativo otturatore, per estrudere un nuovo montante.

Con questo sistema è possibile produrre pallets con un metodo rapido ed economico, estrudendo con continuità la base ed il piano superiore ed estrudendo contemporaneamente, ma in discontinuo, il materiale per la formazione dei montanti.

Un esperto del ramo potrà poi precedere numerose modifiche e varianti, che dovranno però ritenersi tutte comprese nell'ambito del presente trovato.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per la produzione di manufatti termoplastici del tipo comprende una testa di estrusione che alimenta attraverso più canali il materiale fuso ad una filiera, caratterizzata dal fatto di prevedere almeno un canale per l'estrusione in continuo di uno strato di materiale ed almeno un secondo canale per l'estrusione di un secondo strato di materiale, detto secondo canale essendo provvisto di mezzi atti ad interrompere a comando il flusso del materiale da estrudere, per realizzare contemporaneamente un’estrusione in continuo ed in discontinuo, 2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 per la produzione di pallets, caratterizzata dal fatto di comprendere un primo canale per l'estrusione in continuo di un primo strato di materiale; un secondo canale per l'estrusione in continuo di un secondo strato di materiale, ed un terzo canale, posto fra i primi due, per l'estrusione di un terzo strato di materiale, detto terzo canale essendo provvisto di mezzi atti ad interrompere a comando il flusso del materiale diretto verso la filiera di estrusione. 3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto di prevedere, in corrispondenza di detto canale centrale, valvole atte ad aprire e chiudere la comunicazione fra detto canale e la filiera di estrusione. 4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto di prevedere lame di chiusura dei canali di estrusione dei montanti, dette lame essendo azionate dagli stessi mezzi di azionamento di dette valvole. 5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3, in cui dette valvole sono costituite da elementi cilindrici disposti con l'asse sostanzialmente parallelo all'asse di avanzamento del materiale da estrudere lungo i canali di alimentazione e dotato, perimetralmente, di una prima scanalatura parallela all'asse atta a mettere in comunicazione detto canale di alimentazione con uno di detti strati prodotti per estrusione in continuo ed una seconda scanalatura, da parte opposta rispetto alla precedente, atta a mettere in comunicazione detto canale di alimentazione con la cavità nella quale viene iniettato il materiale che costituisce i montanti del pallet. 6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che dette feritoie si avvicinano nella direzione di avanzamento del materiale fino ad unirsi, all'uscita da detta valvola. 7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che il complesso cremagliere-settori dentati oltre ad azionare le valvole azionano contemporaneamente le lame otturatrici atte a provvedere sia al taglio del materiale effluente, sia all’otturazione temporanea del passaggio. 8. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto di prevedere, per l'azionamento di dette valvole, altrettante cremagliere che ingranano con una ruota dentata solidale a detta valvola e coassiale con essa, essendo previsto uno stantuffo per l'azionamento di dette cremagliere. 9. Apparecchiatura secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di prevedere, su detti canali che realizzano l'alimentazione per l'estrusione in continuo, mezzi deviatori atti a dirigere il flusso di materiale in arrivo in misura maggiore o minore verso la parte alta o bassa di ciascuno di detti strati prodotti in continuo. 10. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che detti mezzi deviatori sono costituiti da un elemento rotante provvisto di un foro passante che comunica da un lato con il canale di alimentazione e presenta in corrispondenza di questo lato un'apertura di dimensioni maggiori di detto canale di alimentazione e, dal lato opposto, con due passaggi diretti rispettivamente verso la parte superiore e verso la parte inferiore di detto primo strato, l'ampiezza di questa apertura essendo inferiore alla somma delle ampiezza di detti passaggi, 11. Apparecchiatura per la produzione di manufatti in materiale termoplastico mediante estrusione in continuo di uno o più strati e contemporanea estrusione in discontinuo di almeno un ulteriore strato, come descritta ed illustrata.