Brevet FR2153047A1 — publié le 19730427

La présente invention concerne un ensemble de buso d'injection pour machines à mouler par injection à vis, servant à travailler les matières thermoplastiques et dans lesquelles le groupe d'injection est relié au moule pendant tout son cycle de travail et la vis est montée de inaniere à pouvoir tourner et coulisser axialement dans un cylindre de plaecificafion pouvant être chauffé et se terminant par une buse du côté d'injection et injecte la masse plastifiée dans le moule fermé, par son mouvement axial, en coopération avec la buse. Comme on le sait, cette injection peut s'effectuer soit par alimentation directe soit, par exemple pour des pièces de grande surface, par des outils dits à canaux chauffés dans lesquels le courant de matière sortant de la buse est amené par un système chauffé de canaux distributeurs aux différentes entrées du moule, cas où la masse qui se trouve sous une haute pression dans le système chauffé de canaux distributeurs risque de se détendre dans le moule ouvert après le démoulage de la pièce, de sorte que l'on obtient des carottes peu nettes et une formation de stries sur la pièce moulée suivante. Pour y remédier, ou bien on fait reculer la vis d'une certaine distance un peu avant le démoulage pour obtenir un relâche- ment de la pression sur la matière fondue en augmentant le volume de la cavité collectrice, ou bien on dispose sur le système de canaux distributeurs de l'outil, un tube de ortie muni d'un organe d'arrêt commandé et qui permet à la matière fondue de se détendre vers ltextérieur de façon réglée. L'inconvénient du premier procéd est qu'il est lié à une buse d'injection ouverte, car l'aiguille d'une buse à obturateur à aiguille se fermerait immédiatement agrès le relâchement de la pression sur la matière fondue, par suite de la force d'accumulation qu'elle subit. En outre, on accepte la dépense nécessaire poui- exécuter sous forme de piston à double effet le piston d'injection solidaire de la vis et le munir d'une commande spéciale bien que l'effet désiré ne se fasse pas sentir pleinement, étant donné que le clapet de non-retour s'ouvre lors de la course de retour de la vis.Lors de la détente à l'air libre, il faut non seulement que l'organe d'arrêt soit commandé à chaque cycle de travail de façon harmonisée exactement avec le déroulement du travail de machine, mais il faut aussi #cc#nter une certaine perte de matière. C'est pourquoi l'invention a pour but d'arriver à réaliser la possibilité susdite d'empêcher ltécoulement de matière après l'ouverture du moule, dû à l'agrandissement du volume de la cavité de retenue et donc à la diminution de pression de la masse, en utilisant une buse uniforme qui convient en même temps pour travailler une matière ayant des propriétés rhéologiques variables. L'ensemble de buse d'injection selon l'invention, servant à résoudre le problème ci-dessus, sera décrit plus précisément ciaprès à propos des dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une buse d'injection selon l'invention avec obturateur fixe en direction axiale ; et La figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une buse selon l'invention avec obturateur mobile en direction radiale. Le cylindre de plastification 3, portant la vis de plastification 1 et pouvant être chauffé au moyen de la bande chauffante 2, forme avec le nez de buse 4 qui est vissé, un ensemble d'injection pouvant coulisser axialement sous l'action d'un entraînement non représenté et glissant de façon étanche sur la douille de carotte 10, qui est reliée solidairement aux vis 5 et aux bagues de pression 6 et 7 et forme un ensemble avec le plateau fixe de moule 9 grâce aux vis 8. La douille de carotte 10 en forme de cylindre creux, munie du thermocouple 11 qui sert à surveiller la température de la matière fondue dans la cavité 12 des arêtes isolantes 16, de la bande chauffante 13 et de la cartouche chauffante 14, présente du côté du moule un canal de carotte 15 qui s'élargit vers la cavité collectrice 12, présente plusieurs fentes obliques dans la région couverte par le nez de buse 4 et se termine du côté de la vis par un filetage extérieur 17. Sur ce filetage extérieur 17 se visse un capuchon 18 muni d'une perforation coaxiale 19 et qui reçoit l'obturateur adapté à l'utilisation de la buse et séparant la cavité collectrice 20 de~l'intérieur 12 de la douille de carotte. L'arête 21 formée à la transition entre le canal de carotte 15 et la cavité collectrice 12 sert d'arête d'étanchéité à l'obturateur qui peut coulisser axialement. Sur la figure 1, cet obturateur 22 est sous la forme d'un élément relié fermement à la douille de carotte 10 grâce à l'appui 23 et au capuchon 18 et donc la partie cylindrique qui pénètre dans la cavité 12 se termine à la sortie des fentes obliques 16 par une forme conique 24 favorable à l'écot1ement. De cette manière, l'ensemble de buse présente le caractère d'une buse ouverte comman dée à faible résistance d'écoulement, par le coulissement axial de l'ensemble d'injection, comme celle que l'on utilise souvent pour les matières thermoplastiques visqueuses. Sur la figure 2, la buse selon l'invention constitue une buse à obturateur à aiguille commandée par le coulissement axial du groupe d'injection ainsi que Far la pression de la matière, mais indépendamment d'une force d'accumulation;ce genre de buse est utilisé pour les matières thermoplastiques fluides et on peut la constituer selon l'invention en remplaçant simplement l'obturateur 22 et l'appui 23, représentés sur la figure 1, par un appui 26 muni d'un collet 25 et constituant une douille. La perforation coaxiale de l'appui 26 est capable de recevoir l'aiguille 28 de façon étanche avec possibilité de oulissement axial. Le fonctionnement de la buse selon l'invention est déterminé par le coulissement axial du groupe d'injection dont la course est calculée de telle sorte que l'arête de commande du nez de buse 4 peut se mouvoir de la position 30' à la position 30" et ferme ou ouvre ainsi les fentes obliques t6 prévues dans la douille de carotte 10. Après le processus de plastification dans lequel le groupe d'injection avait reculé de toute la course 30 en partant de la position extrême d'ouverture représentée, en fermant les fentes 16, le groupe se déplace en direction du moule et il se produit une brève compression, non décelable en pratique, de la matière fondue située dans la cavité 20,usqu'à ce que l'arête de commande 29 du nez de buse 4, ouvre les fentes obliques 16 et que la matière plastifiée arrive dans la cavité collectrice 12 du nez de buse 4 avec établissement simultané du mouvement axial de la vis t qui pénètre dans la cavité collectrice 12 de la douille de carotte 10. Le dessin montre la position extrême d'ouverture dans laquelle l'arête de commande 29 a atteint la position 30'. Dans l'ensemble de buse ouvert représenté par la figure 1, la nasse qui sort des perforations obliques 16 arrive directement, par la cavité collectrice t2 et le canal de carotte dans le système distributeur à canaux chauffés, non représenté. La buse a obturateur à aiguille représentée par la figure 2, se trouve toutdlabord encore dans la position fermée quand la masse sort des fentes obliques t6, c'est-à-dire qu'elle a coulissé de la course 31 dans le sens de fermeture, sous l'action de la pression de matière qui agit sur l'aiguille, que son extrémité en forme de cône d'étanchéité 32 est appliquée contre l'arête d'étanchéité 21, et que l'arête de commande 33 dissimule en partie les ouvertures de sortie des fentes obliques 16.La masse qui pénètre remplit la cavité collectrice 12, pousse sur la partie libre du cône d'étanchéité 32 et sur la surface conique 34, surmonte grâce à la surface active plus grande la force de fermeture mentionnée plus haut, et écarte l'aiguille 28 de l'arête d'étanchéité 2t,jusqu'd ce qu'elle se trouve dans la position représentée et stapplique par sa surface de butée 35 contre l'appui 26. Selon une caractéristique de l'invention, l'ensemble d'injec tion qui, après le remplissage du moule et le maintien en pression retourne immédiatement avant le démoulage de la pièce à sa position initiale nécessaire à la plastification renouvelée, ferme d'abord, après une course partielle, les fentes obliques 16, l'arê- te de commande 29 du nez de buse 4 étant dans la position 30", et sépare ainsi de la cavité collectrice 20 la cavité 12 de la douille de carotte. Cette course partielle suffit à détendre la masse qui se trouve à haute pression dans le système distributeur à canaux chauffés, dans la cavité 12 et dans la cavité collectrice 20, de façon telle qu'après le démoulage il ne pénètre pas de matière fondue dans le moule ouvert. De cette manière, on obtient un ensemble de buse d'injection commandé pour machines à mouler par injection à vis qui, par sa commande, assure de façon très simple. un relâchement efficace de la pression sur la matière fondue et par sa construction, permet l'adaptation aux matières et procédés de transformation les plus divers. En particulier lorsqu'on travaille des matièressynthétiques thermoplastiques transformables en mousse, on peut utiliser un procédé dans lequel on comprime préalablement la masse plastifiée à la pression maximale possible d'injection pendant la course d'avance du groupe d'injection et on injecte dans le moule la masse ainsi comprimée en ouvrant rapidement les canaux de liaison. De cette manière, on peut fabriquer de façon stisfaisante même des pièces de grande surface à paroi mince, R E V E N D i G A T i O N S 1.- Ensemble de buse d'injection pour machines:t mouler par injection à vis servant à travailler des matières fluides, comprenant une douille de carotte fixée au corps du moule et un groupe d'injection mobile axialement, monté de manière à pouvoir ~is- ser avec étanchéité sur la douille de carotte, et caractéris en ce que dans son mouvement axial, le groupe d'injection passe par une arête de commande, par-ìessus des canaux de liaison de la douille de carotte, qui scft disposés de telle sorte que lorsque le groupe d'injection recule après le processus d'injection, avant la fermeture des canaux de liaison de la douille de carotte, il se produit, par augmentation de volume, une diminution de pression, en ce que la douille de carotte se raccorde à un appui destiné à un obturateur et pénétrant dans la cavité collectrice devant la vis et en ce que l'extrémité postérieure de l'obturateur pénètre dans la cavité collectrice devant la vis et peut subir la pression d'accumulation. 2.- Ensemble selon la revendication t, caractérisé en ce que l'obturateur est monté de manière à pouvoir coulisser axialement dans l'appui et est sous forme d'aiguille présentant un cône d'étanchéité et une arête de commande. 3.- Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'obturateur est monté dans l'appui sans pouvoir coulisser axialement et présente une forme conique à son extrémité antérieure. 4.- Procédé de transformation de matières synthétiques thermoplastiques convertibles en mousse dans un ensemble de buse dtin- jection selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que pendant la course d'avance du groupe d'injection on comprime préalablement la masse plastifiée à la pression maximale possible d'injection st en ce qu'en ouvrant rapidement les canaux de liaison, on injecte brusquement dans le moule la masse ainsi comprimée.