Brevet FR2046845A1 — publié le 19710312

' 2046845 la présente inventioi/concerne une machine à mouler par injection destinée au traitement de matières synthétiques plastifiables, avec un cylindre d'injection débouchant dans une buse et un piston de plastification, monté dans le cylindre, et coulissant pour être 5 rapproché et éloigné de la-buse. Dans des machines à mouler par .injection et à piston, dans la plupart des cas, la masse de matière synthétique à travailler est introduite et dosée dans le cylindre d'injection à l'état préalablement plastifié, de sorte que le piston d'injection a le seul 10 rôle d'injecter la matière. Il a cependant été déjà proposé des machines à mouler par injection à piston dans lesquelles l'opération de plastification a lieu à l'intérieur d'un cylindre d'injection par le fait que la masse de matière synthétique est-déplacée dans le. cylindre d'injec-15 tion à travers un rétrécissement de section transversale disposé à poste fixe. Cependant, dans de telles machines, on n'a pas de possibilité de dosage à l'intérieur du cylindre d'injection. la présente invention supprime cet inconvénient, la machine à mouler par injection de l'invention est caractérisée en ce que, dans 20 la totalité du domaine de course du piston plastifiant, est prévu un passage à section réduite entre le côté avant et le côté arrière du piston, tandis que, derrière le piston plastifiant, est prévu un piston de remplissage coulissant sans jeu dans le cylindre d'injection et dans lequel est guidée à coulissement longitudinal, la tige 25 du piston plastifiant. La description ci-après se rapporte à quatre modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1. est une vue en coupe longitudinale à travers -le cylindre 30 d'ihjection d'une machine à mouler par injection ; les figures 2 à 4 montrent, à plus grande échelle, trois variantes d'exécution du piston plastifiant ; la figure 5 est une autre vue en élévation du piston plastifiant de la figure 4, et 35 la figure 6 montre, comme autre variante de réalisation, ion piston de remplissage constitué sous forme d'une vis sans fin de transport rotative. Gomme le montre la figure 1, un cylindre d'infection est 70 21553 ' 2046845 surmonté par un récipient de réserve et d'alimentation 2 pour la matière synthétique à travailler, récipient débouchant dans une chambre antérieure 3» le cylindre d'injection j[ se rétrécit vers l'avant jusqu'à 5 un entonnoir 4 à partir duquel la matière débouche dans un ajutage ou buse d'injection 5,. Dans l'enceinte cylindrique circulaire du cylindre d'injection J_ est monté pour coulisser acialement un piston de remplissage j5 qui présente un alésage coaxial 7 et, sur sa face frontale anté-10 rieure un creux 8. Dans l'alésage 7 du piston de remplissage 6, est supportée à rotation et à coulissement axial la tige de piston J_0 d'un piston plastifiant 9. Ge dernier présente, sur sa surface enveloppe une portion cylindrique J_1_, à laquelle se raccorde vers l'avant une portion conique J_2, et vers l'arrière une collerette 15 égaleme'nt conique 15. Entre la portion cylindrique JJ_ de ce piston et la paroi intérieure du cylindre d'injection Y est formée une fente annulaire 14. le déroulement des opérations de remplissage, de dosage, de plastification et d'injection, dans la machine décrite ci-dessus, 20 s'effectue comme suit : Au moyen dé dispositifs d'entraînement non représentés, le piston de remplissage 6 est déplacé par une impulsion axiale sur une distance A-B, de telle sorte qu'entre la face frontale du piston 6_ au point mort A,- et la chambre antérieure voisine 3 reste ouverte 25 une fente étroite. Pendant le processus de remplissage, le piston plastifiant 9 est dans la position représentée et il détermine ainsi le volume de la chambre J_5 située sur sa face arrière et qui constitue la chambre de dosage. la matière à l'atat non plastifié à possibilité de ruisselle-30 ment, parvient, par le déplacement qui lui est imposé par le mouvement pulsatoire du piston de remplissage 6, dans la chambre de dosage JJ5 et elle est soumise dans cette chambre à une compression préalable à une pression de valeur réglée, lorsque cette pression est atteinte, le déplacement pulsatoire du piston de remplissage 6 35 est interrompu, dès que ce piston a atteint à nouveau le point mort A. le piston de remplissage 6 et le piston plastifiant 9 sont alors déplacés en commun vers l'avant,dans une même course, par rapport au cylindre d'injection J_, jusqu'à de que le piston plastifiant 8 70 21553 3 2046845 vienne buter avec son cône Xi contre l'entonnoir 4 du cylindre J_. le volume de la chambre de dosage JJ) reste inchangé pendant ce déplacement d'avancement. A partir de cette position, le piston plastifiant ^ est mis en rotation par l'intermédiaire de sa tige 5 de piston _^0 et en même temps ramené en arrière jusqu'à ce que sa collerette conique 1_2 vienne buter dans le creux 8 prévu sur la face frontale du piston de remplissage 6. Au cours de ce déplacement vers l'arrière, la masse préalablement comprimée dans la chambre de dosage J_5 est chassée par 10 pression à travers la fente annulaire _1_4 dans une chambre d'injection J_6 qui est disposée devant le piston plastifiant 9. De cette manière, la matière est plastifiée et homogénéisée sous l'effet conjugué de pression et de frottement contre la collerette 1_3 et dans la fente annulaire 14. 15 Dès que le piston plastifiant a atteint cette position arriè re, on repousse vers l'avant en commun le piston de remplissage et le piston plastifiant, de sorte que la masse de matière qui est contenue dans la chambre d'injection _1_6 est chassée et injectée à travers la buse d'injection 5 sous une forme non représentée. 20 De préférence, au cours de l'opération de remplissage, l'am plitude A-B du déplacement de pulsation du piston de remplissage 6 est réduite vers la fin de l'opération de remplissage, en vue d'obtenir ainsi un dosage plus précis du volume à injecter, Gfrâce au maintien d'une petite ouverture annulaire libre, comme liaison entre 25 la chambre antérieure 2 e"t la chambre de dosage JJp, pendant l'obturation, la matière en excès a la possibilité de s'échapper de la chambre de dosage 15. la précision du dosage est également influencée par ce fait de manière favorable. Avec la machine à injecter décrite précédemment on peut' modi-30 fier le déroulement des opérations. Par exemple, il est possible, pendant l'opération de remplissage, de donner au piston plastifiant 9 sa position avant maximale par butée de son cône J_2 contre l'entonnoir 4 du cylindre d'injection J_, de sorte que la chambre de dosage 15 ait son volume le plus grand possible, le dosage a lieu alors 35 simultanément à la plastification, 'étant donné que la quantité injectée est déterminée par la grandeur de parcours du piston'plastifiant 9, dans la course de retour en arrière, lor-'squ'est atteinte une position déterminée, le mouvement de rotation et le déplacement en 70 21553 4 2046845 arrière du piston plastifiant 9 sont interrompus et la masse plastifiée dans la chambre d'injection est ensuite injectée à travers la buse 5, par un déplacement simultané et commun du piston de remplissage 6 et du piston plastifiant 9 vers l'avant. 5 Suivant une autre variante de réalisation de la machine de l'invention, la plastification et l'injection peuvent être effectuées en une seule et même opération® Pour cela, le piston plastifiant 9 est amené dans une position dans laquelle une petite fente reste ouverte entre le cône J_2 et l'entonnoir 4 du cylindre d'injection J_. 10 Après le remplissage delà chambre de dosage JJ?, on produit alors simultanément la plastification et l'injection par une course en avant du piston de remplissage et une rotation simultanée du piston plastifiant 9, la dose injectée étant déterminée par la grandeur de la course de travail du piston de remplissage. 15 En vue d'une amélioration supplémentaire de la compression préalable, il peut se révéler judicieux de superposer, au déplacement pulsatoire axial du piston de remplissage S, une vibration, par exemple une oscillation dans le domaine de fréquence de 106 hertzs. Une vibration du piston plastifiant 9 dans le domaine des fréquences 20 élevées peut également avoir un effet favorable en réduisant les frottements et favorisant l'homogénéisation de la matière. Comme variante, le piston plastifiant 9a représenté dans la figure 2 présente une portion conique J_7 qui forme, avec la paroi intérieure du cylindre d'injection J_a, une fente annulaire 14a qui 25 s'élargit vers l'avant» Dans la position extrême antérieure atteinte dans l'opération d'injection, cette portion conique .17 vient s'adapter sur une surface oblique prévue sur la face frontale JJ3 du cylindre d'injection J_a. Grâce à cette conformation du piston plastifiant 9a et du cylindre d'injection J_a, on évite que, à la 30 fin de l'injection, il'reste de la matière emprisonnée dans la fente annulaire 14a. Dans l'exemple de réalisation suivant la figure 3, le piston plastifiant 9a présente une tête J_9 de forme conique, fixée sur une tige de piston 10b. Cette tête est pourvue de perforations 20. la 35 plastification a lieu ici par exp^ulsion de la matière de la chambre de dosage 15b à travers les perforations 20 dans la chambre -d'injection 16b. Dans 1"exemple de réalisation, représenté aux figures 4 et 5, 70 21553 5 2046845 du piston plastifiant 9ç, il est fcrévu deux ailettes ou aubes 21_ en forme de flèches, sur une tige de piston 10c qui traverse le piston de remplissage 6ç. L'effet plastifiant est ici obtenu dans sa majeure partie par un effet de brassage exercé par les ailettes 5 21. Gomme le montre la figure 6, le piston de remplissage peut aussi être constitué avec une vis sans fin de transport 22, auquel cas ce piston 6d est entraîné dans un mouvement de rotation. 70 21553 6 2046845 -REVENDICATIONS- 1c Machine à mouler par injection pour le traitement de matières synthétiques plastifiables comprenant un cylindre d'injection débouchant dans une buse d'injection, et un piston plastifiant monté 5 dans le cylindre et entraîné pour être rapproché et éloigné de la buse d'injection, machine caractérisée en ce que dans la totalité du domaine de course du piston plastifiant est prévu un passage de traversée étroit entre son côté avant et son côté arrière, un piston de remplissage se déplaçant sans jeu longitudinalement dans le cylin-10 dre d'injection étant prévu derrière le piston plastifiant, piston dans lequel est supportée à coulissement longitudinal la tige du piston plastifiant. 2. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le piston plastifiant peut être entraîné en rotation autour de son 15 axe.longitudinal. 3. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le diamètre extérieur du piston plastifiant est inférieur au diamètre intérieur du cylindre d'injection. 4. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que 20 le piston plastifiant sépare l'enceinte du cylindre d'injection en une chambre de dosage et une chambre d'injection qui sont reliées l'une à l'autre par au moins un orifice. 5. Machine suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'entre le piston plastifiant et la paroi intérieure du cylindre 25 d'injection se trouve une fente annulaire libre. 6. Machine suivant les revendications 4 et 5, caractérisée en ce que la fente annulaire se trouve entre une portion du piston plastifiant qui se réduit coniquement en direction de la buse d'injection, et la paroi intérieure du cylindre d'injection. 30 7. Machine suivant les revendications 4 et 5, caractérisée en ce que, pour un piston plastifiant, la fente annulaire est située entre une portion du piston plastifiant rétrécissant coniquement en direction de la buse d'injection et la paroi interne du cylindre d'injection, cette portion s'adaptant, dans la position de 35 fin de course antérieure du piston plastifiant contre une surface oblique complémentaire prévue sur la face frontale du cylindre d'injection. 8. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que 70 21553 7 2046845 le piston plastifiant présente à one portion conique et à l'arrière une collerette coniqr ,eant vers sa tige. 9. Machine suivant la re1 >n 4» caractérisée en ce que le volume de la chambre de d' modifiable et réglable par 5 décalage du point mort d'iri a course du piston plastifiant. 10. Machine suivant 3 .cation 1, caractérisée en ce que le piston plastifiant prf , tête en forme de cône traversée par des perforations. 11. Machine suiva andication 1, caractérisée en ce que 10 le piston plastifiant ~ ;;itué avec un jeu d'ailettes fixées sur line tige de pis^ .xlettes étant disposées en forme de flèche. 12. Machine le piston de reir 15 entraîné par ir de rempli s sag' 13. Mac" le piston de rem,, fin de transport et a. revendication 1, caractérisée en ce que a la forme l'un cylindre circulaire et est axialement dans le domaine d'une chambre int dans le cylindre d'injection. . ^ la revendication 1, caractérisée en ce que -■--,Z3 est pourvu sur son pourtour d'une vis sans est entraîné en rotation. 20