Máquina de vulcanización de caucho, y procedimiento de realización correspondiente.

Máquina de vulcanización de caucho, que comprende unos medios (10,

20) de plastificación y de inyección dedicho caucho, apropiados para inyectar dicho caucho en el estado fluido en un canal de flujo (30; 130; 230), en elque dicho caucho no se endurece sustancialmente en servicio, comprendiendo este canal de flujo por lo menos unasalida (32; 1321, 1322 y 1323) susceptible de ser puesta en comunicación con el volumen interior de un molde (40),en el que se endurecerá dicho caucho, estando este canal de flujo (30; 130; 230) provisto de por lo menos undispositivo de inversión (50; 1501, 1502, 1503; 250', 250''), apropiado para invertir el perfil radial de temperatura en elflujo de dicho caucho fluido, entre aguas arriba y aguas abajo del o de cada dispositivo de inversión, comprendiendocada dispositivo de inversión (50) unos medios (60, 70) apropiados, por una parte, para dirigir una primera vena (1)de caucho fluido presente en la periferia (B1) de una zona aguas arriba (301) del canal de flujo (30) hacia el centro(C2) de una zona aguas abajo (302) de este canal de flujo y, por otra parte, para dirigir una segunda vena (2) decaucho presente en el centro (C1) de dicha zona aguas arriba del canal de flujo hacia la periferia (B2) de dicha zonaaguas abajo de este canal de flujo, comprendiendo el dispositivo de inversión (50) un cuerpo (52) solidario a lasparedes del canal de flujo, en el que están practicados varios canales divergentes (70) y varios canalesconvergentes (60), caracterizada porque los canales divergentes (70) están dispuestos frente al centro (C1) de lazona aguas arriba (301) del canal de flujo y desembocan en la periferia (B2) de la zona aguas abajo (302) del canalde flujo, mientras que los canales convergentes (60) están dispuestos frente a la periferia (B1) de la zona aguasarriba (301) del canal de flujo y desembocan en el centro (C2) de la zona aguas abajo (302) del canal de flujo.

Máquina de vulcanización de caucho, y procedimiento de realización correspondiente.

La presente invención se refiere a una máquina de vulcanización de caucho así como a su procedimiento de realización.

La invención se refiere más específicamente a la vulcanización de caucho aunque encuentra aplicación en sectores técnicos afines tales como, en particular, la inyección o la conformación de siliconas.

De forma clásica, una máquina de vulcanización de caucho comprende, en primer lugar, unos medios de plastificación e y de inyección de material termoendurecible. El estado de la técnica prevé varias alternativas en lo que se refiere a la estructura de estos medios.

Así, una primera solución es recurrir a medios de plastificación separados que incluyen un tornillo transportador que asegura el calentamiento del material. Estos medios de plastificación están asociados a unos medios de inyección distintos, que comprenden en particular un pistón asociado a una cámara de recepción del material después de volverlo maleable.

A título de variante, los medios de plastificación pueden estar confundidos con los medios de inyección. En este caso se encuentra una inyección denominada "tornillo-pistón" en la que el tornillo de plastificación hace las veces de pistón de inyección.

Por último, existe otra solución alternativa conocida, llamada FIFO ("First in First Out") . En este modo de realización, la plastificación se efectúa a través del pistón de inyección.

Después de la fase inicial de plastificación y de inyección, realizada según una u otra de las posibilidades que se acaban de describir, se inyecta el material maleable en un canal de flujo, cuyo extremo aguas abajo delimita por lo menos un orificio de salida. Este último desemboca en unos canales de alimentación de un molde, que a su vez se comunican con las cavidades de dicho molde.

De este modo, en el canal de flujo, que está situado aguas arriba del molde, el material maleable no se endurece sustancialmente, en funcionamiento, debido a las condiciones de realización tales como en particular la temperatura y la velocidad de flujo. Por el contrario, en el volumen interior del molde, a saber los canales de alimentación y las cavidades, este material maleable se endurecerá, debido a la temperatura y al fenómeno de estancamiento al que está sometido. A este respecto, el orificio de salida del canal de flujo presenta una sección reducida que permite separar la parte de material endurecido de la que no lo está, al finalizar el endurecimiento.

Una problemática habitual de la fabricación de productos de caucho reside en el tiempo de vulcanización, que se desea reducir en la medida de lo posible. Se aborda este problema por ejemplo en el documento US-B-6.280.175.

Ese documento enseña a practicar, en el canal de flujo, es decir en una zona en la que el material maleable no se endurece, una restricción cuya sección transversal no es circular, sino que está por el contrario globalmente alargada como una elipse. De este modo, el caucho se calienta de forma homogénea, en cualquier punto de su sección transversal. Dicho de otro modo, la presencia de esa restricción permite aportar una cantidad de calor sustancial, a nivel de la vena central de caucho, lo cual permite reducir el tiempo de vulcanización correspondiente.

Sin embargo, la solución descrita en esta patente americana 6.280.175 adolece de otros inconvenientes. En efecto, va acompañada de un calentamiento que puede ser demasiado importante y globalmente no homogéneo, capaz de degradar localmente el material y, por consiguiente, de inducir defectos en la pieza final.

Por otra parte, se conoce asimismo el documento DE-A-19 26 488 que se refiere a un dispositivo de mezcla en el que dos venas situadas a cada lado del eje de flujo están invertidas paralelamente una a la otra, cortando un plano axial medio. De este modo, se modifica la dirección de flujo del material maleable para realizar una homogeneización mutua en cada vena. Ahora bien, este documento propone igualar la viscosidad y la temperatura del material y su enseñanza no es aplicable cuando se desea distinguir una vena central de una vena periférica.

Se conocen además unas soluciones alternativas, que describen la utilización de dispositivos que permiten modificar la dirección de flujo del material maleable. Sin embargo, contrariamente a la enseñanza de la patente americana mencionada anteriormente, estos dispositivos están colocados en el molde propiamente dicho, a saber en una zona en la que el material maleable se endurecerá.

De forma más precisa, el documento EP-A-1 186 339 describe un mezclador estático, destinado a homogeneizar el material maleable. La utilización de este dispositivo induce un aumento de la temperatura de cada vena fluida, lo cual implica por consiguiente unos problemas análogos a los encontrados durante la realización de la patente americana anterior.

Además, el documento US-A-4.199.315 da a conocer una máquina de moldeo por inyección de neumáticos en la que, dentro del molde, se separa en primer lugar el material maleable en dos flujos derivados. Aguas arriba de la derivación, se encuentra una vena central fría, así como una vena periférica más caliente. Después, dentro de cada flujo derivado, se encuentra una vena fría y una vena caliente que fluye de manera globalmente simétrica con respecto al eje longitudinal de cada canal derivado.

Ese documento enseña a continuación a tratar cada flujo derivado, modificando las trayectorias de flujo de las venas respectivamente caliente y fría. Esta solución no es aplicable a un flujo no dividido, en el que la vena fría central está rodeada de una vena caliente periférica. Además, solamente encuentra interés en aplicaciones muy específicas, tales como el moldeo de neumáticos.

Dicho esto, la invención pretende proponer una máquina que permita evitar estos diferentes inconvenientes.

Con este fin, tiene por objeto una máquina de inyección de material endurecible, según la reivindicación 1 adjunta.

La invención tiene asimismo por objeto un procedimiento de realización de la máquina anterior, según la reivindicación 9 adjunta.

A continuación se describe la invención, haciendo referencia a los dibujos adjuntos que se proporcionan únicamente a título de ejemplos no limitativos, en los que:

- la figura 1 es una vista en sección longitudinal, que ilustra una máquina de vulcanización de caucho, de acuerdo con la invención;

- las figuras 2A, 2B y 2C son unas vistas a mayor escala, respectivamente en sección longitudinal, superior e inferior, que ilustran un dispositivo de inversión del campo radial de temperatura, de acuerdo con la invención;

- la figura 3 es una vista en sección longitudinal, que ilustra la repartición radial del campo de temperatura, respectivamente aguas arriba y aguas abajo de este dispositivo de inversión;

- las figuras 4 y 5 son unos gráficos que ilustran la variación de temperatura en función de la posición radial, a nivel de las líneas IV-IV y V-V en la figura 3;

- las figuras 6A, 6B y 6C son unas vistas esquemáticas, que ilustran las cantidades de calor aportadas al caucho, respectivamente en dos soluciones del estado de la técnica y en la solución de acuerdo con la invención; y

- las figuras 7 y 8 son unas vistas en sección longitudinal, análogas a la figura 3, que ilustran dos variantes de realización de la invención.

La máquina de vulcanización de caucho, de acuerdo con la invención, ilustrada en la figura 1, comprende en primer lugar unos medios de plastificación y de inyección, de tipo conocido. Están previstos en primer lugar unos medios de plastificación 10, que comprenden un tornillo 12 alojado en un canal 14, que está asociado a unos medios de calentamiento no representados. Este tornillo 12 está asociado además a un orificio 16 de admisión de la materia en el canal 14, con vistas al transporte del caucho maleable hacia aguas abajo de la máquina.

Además, están previstos unos medios de inyección 20, también de tipo clásico, que comprenden una cámara 22, susceptible de ser llenada con caucho fluido desde el canal de plastificación 14. Esta cámara 22 recibe un pistón... [Seguir leyendo]

1. Máquina de vulcanización de caucho, que comprende unos medios (10, 20) de plastificación y de inyección de dicho caucho, apropiados para inyectar dicho caucho en el estado fluido en un canal de flujo (30; 130; 230) , en el que dicho caucho no se endurece sustancialmente en servicio, comprendiendo este canal de flujo por lo menos una salida (32; 1321, 1322 y 1323) susceptible de ser puesta en comunicación con el volumen interior de un molde (40) , en el que se endurecerá dicho caucho, estando este canal de flujo (30; 130; 230) provisto de por lo menos un dispositivo de inversión (50; 1501, 1502, 1503; 250', 250'') , apropiado para invertir el perfil radial de temperatura en el flujo de dicho caucho fluido, entre aguas arriba y aguas abajo del o de cada dispositivo de inversión, comprendiendo cada dispositivo de inversión (50) unos medios (60, 70) apropiados, por una parte, para dirigir una primera vena (1) de caucho fluido presente en la periferia (B1) de una zona aguas arriba (301) del canal de flujo (30) hacia el centro (C2) de una zona aguas abajo (302) de este canal de flujo y, por otra parte, para dirigir una segunda vena (2) de caucho presente en el centro (C1) de dicha zona aguas arriba del canal de flujo hacia la periferia (B2) de dicha zona aguas abajo de este canal de flujo, comprendiendo el dispositivo de inversión (50) un cuerpo (52) solidario a las paredes del canal de flujo, en el que están practicados varios canales divergentes (70) y varios canales convergentes (60) , caracterizada porque los canales divergentes (70) están dispuestos frente al centro (C1) de la zona aguas arriba (301) del canal de flujo y desembocan en la periferia (B2) de la zona aguas abajo (302) del canal de flujo, mientras que los canales convergentes (60) están dispuestos frente a la periferia (B1) de la zona aguas arriba (301) del canal de flujo y desembocan en el centro (C2) de la zona aguas abajo (302) del canal de flujo.

2. Máquina de vulcanización de caucho según la reivindicación 1, caracterizada porque el cuerpo (52) del dispositivo de inversión (50) está solidarizado a las paredes del canal de flujo (30) , en particular siendo integrado en un orificio mecanizado de este canal de flujo (30) e inmovilizado por una boquilla atornillada.

3. Máquina de vulcanización de caucho según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque, en cualquier punto del dispositivo de inversión (50) , la relación entre, por una parte, la suma de las secciones transversales de los canales respectivamente convergentes (60) y divergentes (70) y, por otra parte, la sección transversal total del canal de flujo (30) es superior al 30%, preferentemente al 50%.

4. Máquina de vulcanización de caucho según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque están previstos entre uno y diez canales convergentes (60) , así como entre uno y diez canales divergentes (70) .

5. Máquina de vulcanización de caucho según la reivindicación 4, caracterizada porque están previstos cuatro canales convergentes (60) y cuatro canales divergentes (70) .

6. Máquina de vulcanización de caucho según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el canal de flujo (130) se divide en varios canales derivados (1301-1303) , y por lo menos un canal derivado está provisto de un dispositivo de inversión correspondiente (1501-1503) .

7. Máquina de vulcanización de caucho según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque están previstos por lo menos dos dispositivos de inversión (250', 250'') , colocados en serie en el canal de flujo (230) .

8. Procedimiento de realización de la máquina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se hace fluir el caucho en el canal de flujo (30; 130; 230) y después, a través de la o de cada salida (32; 1321-1323) , en el volumen interior de por lo menos un molde (40) , en el sentido de por lo menos una cavidad (44) , caracterizado porque se ajusta el número y/o la ubicación de los dispositivos de inversión (50; 1501-1503; 250', 250'') y/o las condiciones de funcionamiento de dicho flujo, con vistas a controlar el reparto radial de temperatura del caucho, en la proximidad de la o de cada cavidad (44) .

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque el reparto radial de temperatura es sustancialmente homogéneo.