Brevet FR2138562A1 — publié le 19730105

Le dispositif, objet de l'invention, concerne les machines à injecter les matières plastiques principalement d'une façon continue. I lus précisement, il vise les moyens d'obtenir un dégazage efficace dans le cylindre d'injection situé entre l'extrudeuse et l'orifice d'injection dans le moule. le cylindre d'injection et son piston ont pour fonction de ramolir @@ moule par pou@s@e n'un certein volume de etière. La c@@ @@@née derrière le piston (par rapport au nez d'injection), continue ou recomence à be remplir pendant toute l'opération, race à l'extrudeuse dont le débit est sensiblement constant.Le recul du piston à'injection cou@rime, à un ornent donné, la matière, l'obligeant X traverser le dit piston face a des clapets judicieusement disposés dans ce dernier. on avance a pour effet de renclir le roule suivant (ou d'effectuer une autre injection). rais la vitesse d'injection est souvent suffisamment importante pour qu'il se @roduise alors, derrière le riston un décollement de la ratière plastique à l'état de pâte. Autrenent it, il se crée des cavités en déoression, asproximativement comme dans le chénomène de cavitation dans un milieu liquide.Le même phénomène seut du reste se constater dans d'autres machines de transfert de pâtes, non seulement du type à piston, mais aussi d'autres types volumétriques. Dans ces cavités sous vide, la@matifère se désaze. Il se forme donc des poches gazeuses qui seront introduites de l'autre côté du piston pendant le recul ae ce dernier, puis injectée: malencontreusement avec la ratière lans le moule. Certains procédés déjà comms essaient de combattre ces inconvénients. On peut par exemple limiter le mouvement relatif du piston par rapport a la matière contenue dans la chambre arriere en déplaçant le fond arrière du cylindre d'injection, à la même vitesse que le piston pendant une grande partie de la course de ce dernier ; seule la fin d'injection provoque un mouvement relatif du piston, par rapport au fond arrière. Bien entendu, dans cette solution, la matière repousses constamment aar l'extrudeuse entre par une lumière, à position fixe, déopupée dans la partie cylindrique du corps du cylindre d'injection. ai-' la distance relative de la dite lunière par rapport au fond arrière est variable, ce nul curée des risques de perturbations dans l'@coulement @e la atière. l'autre part, cette solution est compliouée par le nombre de pièces en mouvement. Mlle diminad du reste la possibilité de décollement de la matière sur l'arrière @u oiston, sans faire totalement disparaitre le phénomène. Une autre solution connue consiste a deplacer entièrement le corps et la vis de l'extrudeuse à la même vitesse et dans le même sens sue le piston d'injection. Autrement dit, ce dernier est constitué par un cylindre d'assez fort diamètres à l'intérieur duauel tourne la vis d'extrudeuse, l'alimentation de cette dernière est alors mobile suivant un mouvement alternatif lié à celui du piston. Cette disposition fait disparaitre les effets de décollement de la matière mais a l'inconvénient de faire déplacer des pièces très lourdes avec Ç)récision (l'extrudeuse elle-meme par exemple). Il est à noter que la présente invention fait 7,artiellement application de pastilles ou des pièces poreuses par ailleurs connues, pour évacuer les gaz. On ne s'oppose donc pas au phénomène de formation le cavités sous vide. J,lUti- lisation des dites pièces poreuses dans des moules statiques pour filtrer les fluides (gaz - liquides - pâtes) donne de bons résultats ; nais le montage de pièces en matière poreuse, en des endroits précis sur des organes mobiles, tels que les pistons d'injection, n'-a jamais été envisa7é, étant donne les difficultés d'évacuation des gaz, d'une part, et le res- La présente invention permet d'éviter les inconvénients et obstacles ci-dessus cités, tout en conservant la disposition classique des pièces essentielles-dans une machine de transfert et d'injection continus, laquelle disposition s'est révélée très fiable, c'est-à-dire : extrudeuse refoulant dans un cylindre dtiniection dont le piston est mu par un vérin monté dans le prolongement du dit cylindre d'injection. Le dispositif, objet de l'invention, permet d'évacuer les gaz formant des poches, sans combattre les causes du phénomène qui peuvent être diverses, aug mentant ainsi ses applications. Cette évacuation ne nécessite aucune pièce mécanique, en mouverlent relatif, complémentaire. Elle se fait à partir de l'endroit précis où se produisent les cavités sous vide, par exemple, derrière le piston. Blle est donc très efficace. Ce dispositif cermet des vitesses de piston d'injection plus élevées, limitées jusqu'alors par le phénomène de cavitation. Par suite de l'évacuation complète des gaz, les produits obtenus par une tachine de moulage faisant application de la présente invention, sont exempts de défauts d'aspect et ont une homogdnéité meilleure. L'invention consiste à remplacer totalement ou Partiellement les surfaces métalliques étanches du piston sur lesquelles se produisent les décnlle@ents de matière, par des surfaces sem.i-étanches. On entend par surfaces semi-étanches, celles des pièces poreuses, rapportées, perméables aux gaz, mais irrperiéables aux pates telles les Matières plastiques usuellement traitées. Le dispositif, objet de 11 invention, se monte sur le piston d'injection et uniquement sur lui. Il entraine dans la forme de ce dernier certaines particularités nécessaires. la tige de piston est creuse. Le canal intérieur, ainsi formé, débouche radialement, d'une part, derrière le piston avec au moins une pièce filtrante poreuse, et d'autre part, à l'extérieur du cylindre d'injection, entre ce dernier et le vérin de eommande du piston. Le corps du dit vérin est en conséquence plus éloigné du corps de cylindre d'injection que dans les dispositions normales, tout en restant cc-axial. La forme extérieure de ce dernier reste identique à celle utilisée dans les machines sans dispositif de dégazage. C'est-à-dire que les pièces poreuses rajoutées ne perturbent pas les surfaces (dans leur forme et leur aspect) sur lesquelles glisse la matière en pâte.Chaque pièce poreuse est de préférence en métal fritté, c'est-à-dire constitué par une poudre métallique (acier inoxydable ou bronze spécial) comprimée sous très forte pression. Cette matière a de fortes qualités de résistance à la compression, ce qui est nécessaire dans ce cas. Elle peut présenter un aspect de surface suffisant pour le glissement de la pâte et elle se prête bien, soit aux moulages, soit aux usinages, afin de respecter la forme d'ensemble du piston. L'invention pourra de toute façon être bien comprise grâce à la description qui suit d'un exemple de mode de réalisation, donné à titre indicatif. Les dessins ci-annexés comprennent Figure t - une coupe de l'ensemble partiel d'une certaine machine de transfert, dans sa partie cylindre et piston, ce dernier portant le dispositif objet de ltinvention. Figure 2 - une coupe AA du piston d'injection. Figure 3 - une variante en coupe selon l'axe du piston montrant une autre disposition possible des pièces poreuses d'évacuation des gaz. Figure 4 - une deuxième variante possible selon la même coupe. Figure 5 - une troisième variante possible selon la même représentation. La machine prise à titre d'exemple non limitatif comprend une extrudeuse 1, refoulant par le canal 2 dans le cylindre d'injection 3, dont l'axe est paaallè le è celui de la vis d'extrudeuse. Cette dernière peut aussi etre inclinée par rapport au dispositif d'injection. Une pièce intermédiaire 4 fixe, dans ltexem ple choisi, l'écartement des deux axes.Dans le cylindre 3 circule le piston d1 injection 5 comprenant lui-même : une tige 6 creuse sur une certaine longueur (canal 7 nécessitant la constrnction de la dite tige en plusieurs parties assemblées en 8 par exemple), une partie 9 de raccordement formant clapet sur la jupe de piston 10 coulissante avec une faible course sur une partie cylindrique il prolongeant le clapet c, une tartie avant 12 profilée pour une conne injection en fin de course. Le nez d'injection 13 oeut avoir n'inporte quelle forme, avec ou sans clapet de sécurité. lorsque le piston avance dans le sens do la flèche F, la matière contenue dans la chambre 14 se comprime. ls jupe 1G s'appuie sur le clapet 9 (portée conique, par exemple) créant à cet endroit une étanchéité. C'est la phase d'injection vers le moule par 13. Le vérin 15 (corps 16 et piston 17), déplace le piston 5 avec toute la puissance voulue. Le dit vérin est à double effet. Il peut être hydraulique, de préférence, ou pneumatique ou électrique. Lorsque le piston 17 du vérin recule il entraine la tige 6 seulement, la jupe 10 du piston d'injection ne suivant pas pendant un certain temps. Le clapet 9 s'ouvre. La chambre 18 est constamment alimentée par l'extrudeuse 1, par l'orifice 19, le fond de la dite chambre étant étanche et fixe. La matière comprimée en 18 passe alors dans la chambre 14 par les lumières ou canaux 20 (figure 2 suivant coupe AA). Lorsque le piston d'injection avance de nouveau, la matière est expulsée de la chambre 14, vers le moule après fermeture du clapet 9. Bans les mouvements d'avance, risquent de se produire des décollements de matière, par rapport aux surfaces du piston dans la région 21. En effet, la pression tombera si à un moment donné la vitesse d'introduction de la dite matière par l'orifice 19 est insuffisante, par rapport à la vitesse d'avance du piston. Il se crée alors des bulles'due gaz qutil faut empêcher de passer dans la chambre 14, lorsque le dit piston reculera. Des pastilles 22, en matière poreuse, en nombre quelconque, sont montées à l'endroit des perturbations possibles. Elles obturent autant de trous 23, convergeant vers le canal intérieur 7 de la tige 6. Dès que le piston recule en comprimant la matière contenue en 18, les gaz trouvent sur la surface extérieure des pastilles 22, une perméabilité qui existe pour les dits gaz et non pour la pâte. Les métaux frittés conviennent particulièrement pour leur porosité qui peut du reste être parfaitement définie. On peut aussi utiliser des porcelaines poreuses. Les gaz passent alors par les canaux 23 puis par 7 pour être évacués à l'atmosphère par les trous 24, percés radialement sur la tige 6 en arrière du fond étanche du cylindre .d'injection. Le canal 7 est évidemment borgne après ces orifices d'évacuation 24.Une entretoise 25 ou toute autre pièce de fixation, reporte le fond du vérin 15, à une distance suffisante pour que les évacuations 24 restent à l'atmosphère, pendant toute la course du piston 5. La pièce 25 n'est évidemment pas étanche. La forme des pièces poreuses telles que 22 peut être différente tout en conservant 11 essentiel de leurs fonctions. Sur la figure 3, par exemple, elles sont montées, serties, ou emboitées à force, ou vissées ou collées ou brasées ou soudées dans autant de lamages 26. Dans le fond de ces derniers des trous coniques 27 les raccordent aux perçages 23 qui débouchent dans le canal 7. Les dites pastilles 22 peuvent également être serrées dans le fond du lamage, d'une façon étanche grâce à des rondelles filetées sur une faible épaisseur. La forme extérieure du piston d'injection à cet endroit est profilée pour un bon écoulement de la pâte quelles que soient les pièces rapportées. La figure 4 montre une rondelle 22a en matière poreuse, co-axiale avec le piston sur lequel elle est montée par vissage, brasage ou de toute autre façon. La surface extérieure est toujours profilée selon l'écoulement optimum de matières plastiques. Les trous 23a mettent en communication avec le canal central 7, comble précédemment. LB figure 5 montre une autre variante possible, a titre d'exemple constituée par une bague poreuse 22b, serrée entre les deux parties de la tige de piston, assemblées à cet endroit. Un emboitage 28 sur la partie portant le clapet 9 permet un ajustage serré. L'évacuation se fait comme précédemment par les trous 23b et le canal 7. Il va de soi comme il ressort d'ailleurs de ce qui précède que l'invention ne se limite nullement aux exemples de réalisation ci-dessus décrits. Elle embrasse, au contraire, toutes les variantes possibles, notamment en ce qui concerne la matière, pourvu qu'elles ne sortent pas du cadre des revendications. L'invention est utilisée dans les machines de transfert et d'injection de matières plastiques. Elle peut aussi trouver aPplication dans les pompes principalement volumétriques refoulant des fluides à l'état pâteux, (goudrons, pattes de farine, etc ...), dans lesquelles pompes il y a cavitation et nécessité de dégazage en des endroits situés sur des pièces mobiles telles que faces arrière de piston, dents d'engrenage, vis, etc ..... - REVENDICATIONS 1. - Dispositif destiné à équiper l'organe mobile d'un appareil d'injection de matières pâteuses, nécessitant un dégazage telles que les matières plastiques avant leur introduction dans un moule, lequel appareil d'injection est alimenté d'une façon continue, lequel dispositif est caractérisé par une ou plusieurs pièces en matière poreuse étanche à la pâte mais perméable aux gaz, lesquelles pièces poreuses sont montées en surface sur ledit organe mobile d'injection à l'endroit où se forment des cavités gazeuses par suite de dépressions, lesquelles pièces poreuses constituent un filtre, en communication par l'intérieur du dit organe mobile, avec un canal ménagé à l'intérieur de ce dernier, lequel canal intérieur débouche à l'atmospllère, à l'extérieur du contenant du dit organe mobile d'injection par l'arbre ou la tige commandant ce dernier. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les (ou la) pièces poreuses formant filtres sont emboitées, d'une façon étanche, dans des trous faisant'communiquer la surface de l'organe mobile d'injection avec le canal intérieur de ce dernier, de telle manière que la dite surface présente un état compatible avec un bon écoulement de la pâte. 30- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la pièce poreuse est constituée par une bague coincée dans l'organe mobile dtin- jection lorsque celui-ei est un piston, laquelle bague est concentrique au dit piston en deux parties co-axiales à cet endroit, laquelle bagne est en communication, par l'intérieur, avec le canal d'évacuation, laquelle bague présente à l'extérieur une surface en continuité avec la surface du dit piston. 4.- Dispositif selon les revendications 1 et 2 ou les revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que les (ou la) trous de communication entre les (ou la) pièces poreuses et le canal, s'épanouit par un congé sous les (ou la) dites pièces poreuses. 5.- Dispositif selon les revendications 1 ou 2 ou 3, caractérisé par le fait que la pièce poreuse est un métal fritté. 6.- Dispositif selon les revendications 1 ou 2 ou 3, caractérisé par le fait que la piece: poreuse est exécutée dans une matière du type de la porcelaine 7.- Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que le canal intérieur d'évacuation débouche à l'atmosphère, par la tige du piston d'injection, entre le corps du cylindre contenant le dit piston d'injection et le corps de vérin moteur, corps de cylindre et corps d'injection étant assemblés co-axialement par une entretoise non étanche, lequel canal débouche par des trous radiaux percés sur là tige de piston d'in-jection.