Brevet FR2278479A1 — publié le 19760213

La présente invention concerne la fabrication par injection de pièces moulées en matières thermoplastiques de plusieurs couleurs. On connatt des dispositifs conçus pour l'injection en plusieurs couleurs. Il s'agit de machines spéciales différentes des machines à injecter utilisées pour l'lnåection en une seule couleur. La présente invention vise à fournir un dispositif qui puisse entre utilisé en complément d'une machine à injecter monocolore pour que cette machine permette l'injection bicolore ou multicolore. L'élément fondamental d'un dispositif conforme à la présente invention est un pot d'injection présentant au moins deux entrées d'injection et une sortie dtinåection nommuniquant avec chacune des entrées d'injection par des passages internes séparés. Le pot d'injection est normalement constitué de plusieurs pièces assemblées et les passages internes du pot sont soit des canaux formés dans une pièce du pot, soit des canaux formés à l'interface de deux pièces du pot. Dans une réalisation simple, le pot est constitué par un manchon, de préférence cylindrique, qui présente dans sa paroi latérale une entrée d'injection, ce manchon étant obturé à une extrémité par un bouchon arrière qui présente également une entrée d'injection et étant obturé, à son extrémité, par un bouchon avant qui présente une sortie d'injection, cette sortie étant reliée aux deux entrées par des passages formés dans la paroi des différentes pièces et aux interfaces entre les pièces. La majeure partie de l'espace constitué dans le manchon entre les deux bouchons est rempli par un noyau qui, selon les cas, fait corps avec l'une des autres pièces du pot, par exemple avec le bouchon arrière ou le manchon, ou es une pièce indépendante0 Lorsque ce noyau est indépendant, il est prévu de le munir d'ailettes ou d'aubes pour qu'il puisse tourner sur lui meme sous l'action de l'une des matières injectées dans le pot, le noyau ayant pour fonction de constituer comme le boisseau d'un robinet assurant par intermittance la délivrance de l'autre matière injectée dans le pot, Pour sa mise en oeuvre dans une machine à injecter, le pot est placé, conformément à la présente inventions entre les deux plateaux de la presse à injecter, en amont dans ie moule, dans le sens de l'écoulement. - A cet effet, il est préconisé par l'invention d'utiliser des moyens de montage du pot, ces moyens comprenant notamment une première pièce en U munie de moyens de maintien du pot dans la pièce entre les branches de l'U, une seconde pièe en U apte à recevoir à coulissement la première pièce en U entre ses branches, et un plateau appliqué contre la face avant de la seconde pièce en U, ce plateau étant apte à -cuer vis à vis du moule le éne roule que celui du plateau arrière d me presse à injection. On décrire ci-après différentes réalisations de pots et une machine à injecter conforme à la présente Invention, en référence aux figures du dessin oint sur lequel: - ia figure 1 est un profil général de la machine à Injecter - la figure 2 est une vue de détail du dispositif de maintien du pot d'injection de la machine, les différentes pièces du dispositif étant représentées en perspective et écartées les unes des autres ; - la figure 3 est une vue à plus grande échelle du pot d'injection et du système d'injection de la matière d'apport - la figure 4 est une coupe axiale longitudinale d'une première réalisation de pot ;; - la figure 5 est une coupe verticale du st de la figure 4 dans un plan passant par l'entrée d'injection- latérale du pot ; - la figure 6 est une coupe axiale d'une seconde réalisation du pot ; - la figure 7 est une coupe verticale du pot de la figure 6 par un plan passant par l'entrée d'injection latérale du pot - la figure 8 est une coupe axiale d'une troisième réalisation du pot - la figure 9 est une coupe du pot de la figure 8 par un plan vertical passant par la trace IX-IX de la figure 8 - la figure 10 est une coupe verticale du pot de la figure 8 par un plan passant par l'interface du manchon et du bouchon avant du pot - la figure il est une coupe axiale de la partie avant d'une variante de réalisation du pot de la figure 8 ;; - la figure 12 est une coupe axiale de la partie arrière d'une variante de réalisation des pots des figures 8 et 11 ; - la figure 13 est une vue de détail d'une partie du pot de la figure 12, et - la figure 14 montre des schémas des filets de matières obtenus à la sortie d'un pot d'injection conforme à la présente invention. La machine à injecter représentée sur la figure 1 comprend, de façon en soi-connue, un bâti 1 sur lequel sont disposés les plateaux 2 et 3, respectivement fixe et mobile, d'une presse à injection, et un bloc de plastification dont on voit le cylindre 4 alimenté par un dispositif dont on voit la trémie 5, un moule 6 étant monté entre les deux plateaux de la presse. il est inutile de décrire en détail le dispositif qui vient autre exposé étant donné qu'il s'agit d'une presse à injection dont le principe est bien connu en soi. Une presse en injection telle que décrite plus haut ne peut injecter dans le moule que la matière de la trémie 5, ce qui ne permet pas de réaliser des injections suivant plusieurs couleurs choisies. Selon la présente invention, il suffit de compléter cette presse par quelques éléments simples pour pouvoir réaliser des injections en plusieurs couleurs. Ces pièces complémentaires comprennent un pot d'injection qui vient précéder le moule entre les deux plateaux de la presse et un ou plusieurs systèmes d'injection auxiliaires qui viennent compléter le système d'injection 4,5 pour l'inåec- tion de matières d'apport. Le p+ d'inject#on repmésenwé par pi la référence 7 sur la figure 3 pet être mis en place par tout moyeu approprié, Par exemple, on peut installer ce pot entre les deux branches d'une pièce en U repérée 8 sur ia figure 2, cette pièce en U étant elle-même placée entre les deux branches d'une pièce 9 également en U en sorte que la pièce B Suisse coulisser horizontalement le long de la pièce 9o Un plateau 10 joue, vis à vis du moule 6, le même r61e que celui qui, dans une presse classique, est joué par le plateau 2 vis à vis du moule 6. La pièce 9 présente des rainures verticales 11 et 12 sur ses faces longitudinales externes 13 et 14, ces rainures étant destinées à coopérer avec des brides (non représentées) pour le maintien en position de la pièce 9. Ma pièce 8 comporte dans le fond de l'U un téton conique 16 qui est destiné à pénétrer dans un trou borgne canal que 17 de la base du pot 7 pour assurer le maintien du pot dans la pièce 8 et pour supporter l'effort d'injection vertical. En outre, la pièce 8 comporte dans les branches de l' deux alésages verticaux 18 et 19 dans lesquels peuvent pénétrer des tiges (non représentées) servant à supporter un système d'injection de matière thermoplastique représenté dans son ensemble par la référence -15. Sur la figure 2, les pièces 8, 9 et 10 qui servent au montage du pot ont été représentées séparées les unes des autres. On comprendra qu'en fonctionnement, la pièce 9 qui sert d'entretoise est maintenue entre le plateau 2 et le plateau auxiliaire 10, la pièce B étant mobile à translation dans la pièce 9 entre ces deux plateaux et le pot 7 étant solidaire de la pièce 8 à l'intérieur de laquelle il se trouve. La pièce est munie de ressorts (non représentés) qui tendent à l'éloigner du plateau 10. Le système d'injection 15 est un# système en soi connu. Il s'agit par exemple d'un système à#vîs-transfert ou d'un système à vis-piston- ou à piston d'un type en soi connu qu'il n'est pas utile de décrire en détail. De préférence, le plateau 10 est fixé au moule lequel est également fixé au plateau mobile 3 tandis que l'entretoise 9 est fixée, par exemple par des brides ou des boulons, au plateau fixe 2. On décrira maintenant différentes réalisations du pot d'injection 7 en référence aux figures 4 à 13 du dessin Joint. Dans toutes ces réalisations, le pot est conçu pour que le dispositif fonctionne avec une seule matière d'apport mais on comprendra que l 7 on ne sortirait pas du cadre de l'invention en utilisant simultanément différents systèmes d'injection complémentaires, le pot présentant des entrées en nombre correspondant. Dans les réalisations des figures 4, 5 et 11, le pot est conçu pour que la matière d'apport soit dirigée autour du jet de la matière de la presse, soit en nappe, soit en bandes. Dans les réalisations des figures 6 à 10 le pot est conçu pour que la matière d'apport soit dirigée à l'intérieur du jet de la matière de la presse. Dans les diverses réalisatIons, le pot est un corps en plusieurs pièces qui présente une entrée d'injection arrière 20, une entrée d'injection latérale 21, une sortie d'injection avant 22 et des passages internes séparés pour faire communiquer chaque entrée d'injection avec l'entrée 23 d'un axial de sortie 24 aboutissant à la sortie d'injection 22. En outre, dans chaque réalisatIon le pot est constitué d'un manchon cylindrique 25 fermé par un bouchon arrre 26 et par un bouchon avant 27, le volume Interne du manchon étant rempli en majeure partie par un noyau, fixe ou mobile, qui fait corps éventuellement avec le bouchon arrière, Dans la réalisation des figures 4 et 5, le noyau fait corps avec le bouchon arrière 26. Le canal de sortie est un canal axial formé dans le bouchon avant, la face intérieure de ce Douchon ayant une forme cynique en creux et la face extérieure de ce bouchon ayant une forme cOnique en relief constituant une buse d'inectiono Dans la réalisation des figures 4 et 5, le passage qui fait communiquer l'entrée dXinjection 20 avec le canal de sortie 24 est un canal axial 31 formé dans b lèche 26 qui constitue à la fois le bouchon arrière et le noyau, tandis que le passage qui fait communiquer l'entrée d'injection latérale 21 avec le canal de sortie 24 comprend, de proche en proche, un canal transversal 28 qui traverse la paroi du manchon, un espace annulaire longitudinal 29 formé entre la paroi cylindrique interne du manchon et la paroi cylindrique latérale du noyau, et un espace cônique 30 ou des canaux) formé entre la paroi arrière cynique du bouchon avant et une paroi avant également conique du noyau. l'entrée 23 du canal de sortie 24 se trouve d'une part au sommet de l'espace cônique 30 et, autre part, dans le prolongement du passage axial 31. Le manchon 25 estun manchon cylindrique entouré d'une résistance chauffante, de façon en soi connue. tans la réalisation des figures 6 et 7, le noyau forme une seule pièce avec le manchon 25. Le passage qui fait communi- quer l'entrée d'injection arrière 20 avec l'entrée 23 du canal de sortie 24 comprend un canal axial 32 formé dans le bouchon 26, un espace cônique 33 formé entre le bouchon 26 et le manchonnoyau 25, une pluralité de canaux longitudinaux 34 formé dans le manchon-noyau 25 et un espace cônique 35 formé entre l'avant cOnique au manchon-noyau 26 et l'arrière cOnique du bouchon avant 27G vans cette réalisation, le passage qui fait communi- gucr l'entrée d'injection latérale 21 ee l'entrée 23 du canal de sortie 4 comprend un canal coudé formé dans le manchon noyau et qui comprend une parie transversale 36 et une partie axiale 37. Dan les deux réalisations qui ont été décrites, en référence aux figures 4 à 7, le jet de matière d'apport est en principe continu mais il pi tre aussi saccadé pourvu quele pot soit complété par un système d'obturation qui ouvre et ferme périodiquement l' alimentation du pot avec l'une et/ou avec l'autre des matières. dée en @@@@@@@@@ le noyau du pot sous forme d 'une pièce indépendante du bouchon arrière, cette p i èce étant conçue comme une torpille hélicoïdale en comportant -I--#.- es comme unt- hélice, la pièce prenant l'énergie nécessaire à sa rotation dans l'écoulement de la matière qui traverse le pot. Les figures 8 à 14 illustrent des exemples d'une telle réalisation. Dans la réalieation des figures 8 à 10, le noyau est un corps allongé dont une partie 38 est pourvue d'ailettes hélicoldales latérales 39 et qui présente en avant de cette partie une tête 40 dans laquelle sont formés des passages distincts respectifs pour l'une et pour l'autre des deux matières d'injection, ces passages étant constitués respectivement par une pluralité de canaux longitudinaux 41 mettant en communication l'espace 42 où tournent les ailettes avec l'avant de la tête et par une pluralité de canaux transversaux 43 débouchant sur le pourtour de la tête et communiquant avec un canal longitudinal central 44 aboutissant à l'extrémité avant de la apte, L'espace 42 où tournent les ailettes communique avec 11 entrée dtinJection arrière 20 par un canal axial 32, tandis que l'entrée d'injection latérale 21 communique par un canal transversal 28 et un canal longitudinal 45 formés dans la paroi du manchon 25 avec un canal annulaire 46 situé contre la face arrière du bouchon 27 et d'où partent plusieurs canaux courbes 47 dont les entrées sont réparties sur le pourtour de l'espace 46 et dont les sorties sont réparties sur le pourtour de l'espace qui entoure la tette du noyau. Lorsque la matière de la presse est injectée dans l'entrée 20, elle passe le long de l'espace 42 en faisant tourner le noyau 38 du fait de la présence des ailettes 39, entre dans les canaux 41 et sort à l'avant de la tette pour arriver à l'entrée 23 du canal de sortie 24 La matière d'apport, injectée dans 11 entrée 21, arrive en permanence par les canaux 28 et 45 et par espace annulaire 46 dans les canaux courbes 47, mais elle ne passe d'un canal 47 à un canal 43 que si 11 entrée du canal 43 se trouve en coincidence avec la sorte du canal 47. Irne te' le eolrcidence se produit plusieurs fois pendez une rotation du noyau, le nombre de coincidences dépendant du nombre et et de la répartition des canaux, mais elle ne se produit pas en permanence.On obtient donc une transmis sion saccadée de cette matière d'apport au canal 44 et à l'entrée 23 du canal de sortie 24o La réalisation de pot dont on aperçoit la partie avant sur la figure 11 est une variante de celle des figures 8 a 10, dans laquelle les passages qui sont-formés dans la t#te 40' du noyau, respectivement pour l'une et pour l'autre des deux matières d'injection, se distinguent des passages de la tête du pot des figures 8 à 10 par le fait que l'espace 42' où tournent les ailettes communique avec un canal axial 44' de la têtes par l'intermédiaire de canaux transversaux 48', tandis que les canaux courbes 47t qui aboutissent sur le pourtour de la tette, communiquent avec des canaux longitudinaux 41' de la têtue, ces canaux longitudinaux aboutissant sur le devant du noyau, On obtient ainsi que la matière d'apport alimentant l'entrée d'injection latérale se trouve de place en place sur le pourtour du courant de matière principale, alors que dans la réalisation précédente cette matière d'apport se trouve de place en place au sein du courant de matière principale, Four favoriser la rotation du noyau, on peut, suivant l'invention, munir celui-ci d'une partie arrière formant turbine, cette partie 49 (figures 12 et 13), comportant des pales inclinées 50 qui sont frappées par le jet de la matière d'injection arrivant axialement par l'entrée d'injection arrière et étant dévié obliquement vers les pales par un ou plusieurs canaux 51 formés dans une paroi épaisse 52 qui est fixe, On peut aussi faire varier la vitesse de rotation du noyau en faisant varier la pression et le débit d'injection dans l'entrée 20, au moyen du variateur de débit et de pression dont est normalement équipé le vérin d'une presse d'injection. La figure 14 illustre schématiquement le courant de matière que l'on obtient à la sortie d'injection 24 du pot, respectivement dans le cas de la réalisation des figures 4 et 5 (figure 14a), des figures 5 et 7 (figure 14b), des figures 8 à 10 (figure 14c) et de la figure 11 (figure 14d) Sur la figure 14, la matière d'injection de la presse, c'est-à-dire celle injectée dans l'entrée arrière 20 du pot, et la matière d'injection d'apport, ctest-à-dire celle injectée par l'entrée latérale 21 du pot, sont représentées respectivement par des hachures 53 et par des traits croisés 540 R E V E N D I C A D I O N S 1; Pot d'injection comportant une entrée d'injection arrière, une sortie d'injection avant et au moins- une autre entrée d'injection qui communique également avec ladite sortie d'injection, des passages internes séparés faisant communiquer chaque entrée d'injection avec l'entrée d'un canal de sortie commun aboutissant à la sortie d'injection, caractérisé par le fait que ladite autre entrée d'injection est une entrée d'injec- tion latérale. 2. Pot d'injection selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un manchon fermé par un bouchon arrière et un bouchon avant, le volume interne du manchon étant rempli en majeure partie par un noyau qui fait corps éventuelle- ment avec l'une des pièces du pot. Eot d'injection selon la revendication 2, caractérisé par. le lait que le canal de sortie commun est un canal axial formé clans le bouchon avant, la face intérieure de ce bouchon ayant -ane forme conique en creux et la face extérieure de ce so1lcilGr ayant une forme conique en relief constituant une buse d'injection. Pot d1injection selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que le noyau fait corps avec le bouchon arrière et que le passage qui fait communiquer l'entrée d'injection arrière avec le canal de sortie est un canal formé dans la pièce qui constitue à la fois le bouchon arrière et le noyau, tandis que le passage qui fait communiquer l'entrée dtinjection latérale avec le canal de sortie comprend, de proche en proche, un canal transversal qui traverse la paroi du manchon, un espace annulaire longitudinal formé entre la paroi interne du manchon et la paroi latérale du noyau, et un espace (ou des canaux) orme entre la paroi arrière du bouchon avant et la paroi avant du noyau wç Pot a'injection selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le canal formé dans le noyau est un canal axial et par le lait que le passage formé entre la paroi arrière du bouchon avant et la paroi avant du noyau constitue un espace conique, l'entrée du canal de sortie se trouvant au sorbet de et espace conique dans le prolongement dudit canal axial. 6. Pot d'injection selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que le noyau fait corps avec le manchon et par le fait que le passage qui fait communiquer l'entrée d'injection arrière avec entrée du canal de sortie comprend un canal axial formé dans le bouchon arrière, un espace formé entre le bouchon et le noyau, une pluralité de canaux longitudinaux formés dans le noyau et un espace formé entre l'avant du noyau et l'arrière du bouchon avant. 7. Pot d'injection selon la rev#endication 6, caractérisé par le fait que le passage qui fait communiquer l'entrée d'injection latérale avec l'entrée du canal de sortie comprend un canal coudé formé dans le manchon et qui comprend un canal transversal suivi dlun canal axial. 8. Pot d'injection selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que le noyau est indépendant du bouchon arrière et est conçu comme une torpille hélicoYdale ou comporte des pales comme une hélice, le noyau prenant l'énergie nécessaire à sa rotation dans l'écoulement de la matière qui traverse le pot. 9. Pot d'injection selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le noyau est un corps allongé dont une partie est pourvue d'ailettes hélicoraales latérales et qui présente en avant de cette partie une tette dans laquelle sont formés des passages distincts respectifs pour 11une et pour l'autre des deux matières d'injection, ces passages étant constitués respectivement par une pluralité de canaux mettant en communication l'espace où tournent les ailettes avec l'avant de la tette et par une plur#alité de canaux transversaux débouchant sur le pourtour de la tette et communiquant avec un canal longitudinal central aboutissant à l'extrémité avant de la tête. 10. Pot d'injection selon la revendication 8 ou 9, caractérisé par le fait que l'espace où tournent les ailettes communique avec l'entrée d'injection arrière par un canal axial, tandis que l'entrée d'injection latérale communique par un canal transversal et un canal longitudinal formés dans la paroi du manchon avec un canal annulaire situé contre la face arrière du bouchon et d'où partent plusieurs canaux courbes dont les entrées sont réparties sur le pourtour du canal annulaire et dont les sorties sont réparties sur le pourtour as 'espace qui entoure la tête du noyau. 11. Pot d'injection selon la revendication 8, caractérise par le fait que le noyau est un corps allongé dont une partie est pourvue d'ailettes hélicoidales latérales et qui présente en avant de cette partie une tête dans laquelle sont formés des passages distincts respectifs pour 1tune et pour l'autre des deux matières d'injection, ces passages comprenant respectivement des canaux qui font communiquer l'espace où tournent les ailettes avec un canal axial de la tête et des canaux qui ont communiquer le pourtour de la tête avec le devant de la tete. 12. Pot d'injection selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé par le fait que le noyau est muni d'une partie arrière formant turbine, cette partie comportant des pales inclinées qui sont frappées par le jet de la matière d'injection arrivant axialement par l'entrée d'injection arrière et étant dévié obliquement vers les pales par un ou plusieurs canaux formés dans une paroi épaisse qui est fixe. 13. Machine à injection comprenant une presse à inåection comportant deux plateaux entre lesquels doit titre placé le moule où se fait l'injection et comprenant un système d'injection, caractérisée par le fait qu'elle comprend un pot d'injection selon l'une des revendications 1 à 12, ce pot d'injection étant placé entre le plateau arrière et le moule, avec un entrée d'injection apte à recevoir la matière injectée par le système d'injection de la presse et son autre entrée apte à recevoir la matière d'injection d'un autre système d'injection. 14. Machine à injection- selon la revendication 13, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens de montage du pot dans la machine qui comprennent une première pièce en U munie de moyens de maintien du pot dans la pièce entre les branches de l'U, une seconde pièce en U apte à recevoir à coulissement la première pièce en U entre ses branches, et un plateau appliqué contre la face avant de la seconde pièce en U, ce plateau étant apte à jouer vis à vis du moule le mtme r81e que celui du plateau arrière d'une presse à injection 15. Machine à injection selon la revendication 14, caractérisée par le fait que la première pièce en U est munie de moyens de montage dudit autre système d'injection sur cette pièce et par le fait que la seconde pièce en U est munie de moyens de fixation de cette pièce au plateau arrière de la presse.