Brevet FR2274430A1 — publié le 19760109

La présente invention a pour objet un procédé pour l'injection de matières plastiques, et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. On sait que dans l'injection des matières plastiques, en particulier des matières thermoplastiques, le matériau à mouler atteint la cavité du moule en passant par des canaux généralement placés dans le plan de division du moule, de façon qu'en ouvrant ledit noule on puisse extraire le matériau qui s'est solidifié dans les dits canaux. Cette façon de procéder donne lieu à quelques inconvénients puisqu'en premier lieu, le matériau ou Wmasselotte" solidifié dans les canaux, tout en pouvant ttre récupéré et remis en cycle, constitue un matériau de moindre valeur à meuler en quantité limitée avec du matériau nouveau. En outre, la capacité de plastification des ~presses d'injection n'est pas entièrement utilisée pour la production d'objets moulés et, partant, on a une limitation de la production utile. De plus, les masselottes ont généralement une épaisseur considérablement plus importante que les pièces ioulées et requièrent ainsi un temps de réfroidissement conséquemment supérieur qui détermine la durée de la phase de refroidissement et ralentit, de la sorte, le cycle de production. Un autre inconvénient est qu'on a une phase de travail additionnelle pour la récupération et la remise en cycle des masselottes. Enfin, la qualité du matériau récupér! desmasselottes n'est jamais égale à celle 'du matériau nouveau, et, par conséquent, la qualité des produits obtenus est aussi toujours inférieure à celle à laquelle on aboutit en n'employant que du matériau nouveau. C'est notamment pour obvier à ces inconvénients qu'a été conçu le procédé et réalisé le dispositif pour l'injection de matières plastiques selon le présent brevet, lesquels procédé et dispositif permettent d'éviter la formation de masselottes et d'éliminer la nécessité 'd'avoir recours auxdits canaux réalisés dans le plan de division des moules. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on envoie la matière plastique d'une presse à un moule à travers un canal connecté à la presse, et une chambre annulaire communiquant avec la cavité du moule, et on chauffe ladite matière plastique, au moins le long de son parcours dans cette chambre, à une tempéra ture apte à la maintenir en permanence à l'état fluide, le chauffage étant obtenu par des moyens disposés au moins le long de l'axe de ladite chambre annulaire. Avantageusement, le chauffage est obtenu par voie électrique, au moyen d'au moins une résistance à cartouche connectée à une source d'alimentation à l'aide d'un conducteur passant dans un canal ménagé dans une pièce où est également prévu ledit canal de passage pour la matière plastique. Selon une forme de réalisation avantageuse de l'invention, la matière plastique est également chauffée pendant son mouvement le long dudit canal, par des moyens qui entourent au moins une partie de ladite pièce. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte une piNce de liaison pourvue de moyens qui permettent, d'un côté, de l'accoupler à la tuyère de la presse d'injection et, de l'autre celé, de la monter sur un alimentateur ou buse d'injection monté à son tour sur un moule ladite pièce de liaison comprenant un premier canal pour le passage de la matière plastique connecté, à l'une de ses extrémités, aux canaux afférents de ladite presse et communiquant, par son extrémité opposée, avec une cavité axiale ménagée dans ledit alimentateur laquelle communique, d'autre part, avec l'intérieur du moule, et un deuxième canal pour l'introduction d'un dispositif de chauffage, ledit deuxième canal débouchant dans une cavité que comporte la base inférieure de ladite pièce de liaison, ladite cavité formant siège pour la partie supérieure d'un noyau logé coaxialement à l'intérieur de la cavité axiale de l'alimentateur de façon à délimiter avec les parois internes de celui-ci, une chambre annulaire pour le passage de la matière plastique ; le noyau comportant une cavité axiale servant de logement audit dispositif de chauffage, de sorte que la matière plastique injectée est chauffée de l'intérieur au moins pendant son passage dans ladite chambre annulaire. De manière préférée, le dispositif de chauffage est un dispositif électrique et comporte au moins une résistance à cartouche connectée à une source d'énergie électrique au moyen d'un conducteur passant dans ledit deuxième canal de la pièce de liaison et dans ladite cavité axiale du noyau. Suivant une forme de réalisation avantageuse du dispositif de lin- vention, la pièce de liaison est pourvue d'une portée cylindrique ou annulaire de centrage et des moyens de chauffage additionnels sont prévus autour de ladite pièce pour chauffer la matière plastique pendant qu'elle parcourt le premier canal de ladite pièce. Pour une meilleure clarté, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un dispositif conforme à l'invention. La figure 2 est une vue éclatée de ce dispositif. La figure 3 montre une pièce ou tête de liaison modifiée, qu'on peut utiliser pour des moules à une seule empreinte. Comme on le voit aux figures 1 et 2, le dispositif conforme à l'invention se compose d'un alimentateur ou buse d'injection à ajutage désigné dans son ensemble par la référence 1 et apte à titre connecté à un moule (non représenté), d'une pièce ou tette de liaison 13 susceptible autre connectée à une presse (non illustrée), et d'un noyau 7 placé à l'intérieur de l'alimentateur i, maintenu en place par la tette 13 et adapté pour recevoir des moyens de chauffage il - 12. Suivant l'exemple illustré à la figure 2, l'alimentateur ou buse d'injection 1 se compose d'un corps métallique rond, ayant une partie supérieure 2 cylindrique, une partie intermédiaire 3 de diamètre plus réduit également cylindrique, et une partie infé- rieure 4, substantiellement tronconique, apte à permettre le rac cordèrent de l'alimentateur 1 et du moule. Le corps 1 présente, intérieurement, un alésage 5 dont la forme est sensiblement cylindrique dans les parties supérieure et inter médiaire et conique dans la partie inférieure. L'extrémité de la partie inférieure conique de l'alésage 5 présente un orifice 6 qui met en communication ledit alésage et la cavité du moule. La partie supérieure de l'alésage 5 permet le montage de la tette de liaison qui sera décrite ci-après. A l'intérieur de l'alésage 5 de l'alimentateur 1, est logé le noyau 7 qui se compose d'un corps cylindrique 8 et d'un nez pointu 9 de forme sensiblement conique, avec un angle d'ouverture légèrement inférieur à celui de la partie conique de l'alésage 5 de l'alimentateur 1. Le nez conique 9, en conditions de travail, s'engage dans l'orifice 6 de communication entre l'alimentateur et le moule. Le noyau 7 délimite, avec les parois de l'alésage ou cavité 5 de l'alimentateur 1, une chambre annulaire d'épaisseur limitée (figure 1) qui est parcourue par la matière plastique envoyée vers la cavité du moule. Le noyau 7 est pourvu d'une cavité axiale 10 où sont logés les moyens de chauffage comprenant au moins une résistance à cartouche 11 connectée,au moyen d'un conducteur 12, à une source de tension (non représentée),ces moyens contribuant à maintenir en permanence à l'état fluide la matière plastique se mouvant dans ladite chambre annulaire. Avantageusement,le noyau 7 est réalisé en un matériau bon conducteur de l'électricité et de la chaleur, et la résistance 11 est en contact électrique avec les parois de la cavité 10. La tette de liaison 13 se compose d'un corps de forme sensiblement cylindrique pourvu, approximativement à mi-hauteur, d'une bride radiale 14. La partie inférieure 15 de la tette de liaison peut s'engager dans la partie supérieure de l'alésage 5 de l'alimentateur 1, et comporte une cavité 16 qui sert de siège à la partie supérieure du corps 8 du noyau 7. La partie supérieure 17 de la tette de liaison permet son accouplement à la tuyère de la presse. La tette 13 est percée, sur toute sa longueur, par un canal 19 qui met en communication les canaux de la presse d'injection et l'al & sage 5 de l'alimentateur 1 Comme on le voit sur le dessin, ce canal est incliné par rapport à l'axe de la tete 13 dans la partie supérieure de celle-ci, et est parallèle audit axe dans la partie inférieure. Sur la surface latérale de la partie supérieure 17 de la tete 13, à proximité de la bride 14, est ménagée une ouverture 20 reliée par un canal incliné 21 à la cavité 16 de la partie inférieure. Le canal 21, qui est avantageusement incliné de 45 par rapport à l'axe de la tette liaison, permet le passage du conducteur 12 d'alimentation de la résistance 11. Suivant la variante représentée à la figure 3, la partie supérieure 17 de la tette de liaison 13, a une longueur beaucoup plus importante que celle de sa partie inférieure, et comporte sur sa base supérieure un creux 18, à courbure substantiellement sphérique, où s'engage la tuyère de la presse. La longueur accrue de la partie supérieure 17 de la tête de liaison représentée à la figure 3 rend nécessaire l'emploi d'autres dispositifs de chauffage en plus de ceux qui ont été précédemment décrits. Ces moyens de chauffage additionnels comportent, avanta geusement, une résistance à bande 22 entourant ladite partie supérieure 17 et supportée par une rainure 23 réalisée sur la face supérieure de la bride 14, adjacente à la paroi latérale de la t# te 13. De manière conseillée, l'assemblage de la tette 13 selon la figure 3 avec l'alinentateur suivant la figure 1 est réalisé à chaud. Le dispositif décrit permet d'obtenir des pressions d'injection de l'ordre de 1300 rg/cn2 et s'est avéré utilisable pour iouler des pièces dont le poids varie d'environ 1 g à environ 6 kg Le dispositif et le procédé qui viennent autre exposés apportent de nombreux avantages par rapport aux dispositifs et procédés connus. En premier lieu, ils permettent d'éliminer les temps d'attente imposés par la nécessité de laisser refroidir la masselotte dont l'épaisseur est indépendante de celle de l'objet à iouler. D'autre part, puisqu'il n'y a plus de matériau adhérant aux parois desdits canaux et chambres, on peut utiliser la capacité entière de plastification de la presse pour la fabrication des objets. En outre, dans le cas des molles avec plusieurs cavités, on a un remplissage simultané de toutes les cavités et ceci avec une pression sensibleuent uniforme, tandis que suivant la technique tradi ktionnelle la présence du matériau solidifié adhérant aux parois des canaux d'alimentation donne naissance à des résistances qui ralentissent l'écoulement du matériau liquide ou visqueux, et obligent ainsi à exercer une pression d'injection plus élevée que celle théoriquement nécessaire, pour que le matériau puisse atteindre les cavités périphériques ; de cette façon, on a un excès de pression dans les cavités centrales. L'élimination des canaux qui provoquent la formation de la masselotte réduit en outre les temps d'injection, car le matériau doit parcourir un espace plus court, de la presse à la cavité du moule. De plus, dans le cas de moulages automatiques, le procédé de travail est accéléré puisqu'on élimine la phase d'extraction de la masselotte, opération qui exigeait souvent, particulièrement dans le cas de moules à troisième plaque, l'intervention du personnel. En outre, on élimine aussi la nécessité de séparer la masselotte de la pièce finie, ainsi que la mouture des masselottes pour pouvoir les remettre en cycle. De ce fait, on a l'avantage supplémentaire de toujours travailler avec du matériau nouveau, ce qui permet d'améliorer les conditions de chargement de la vis ou du poinçon de la presse. Enfin, dans le cas où l'on emploie des presses à genouillère avec des moules à troisième plaque, l'invention permet de gagner de l'espace sur la course d'ouverture. Il est évident que ce qu'on a décrit n'est donné qu'à titre d'e temple non limitatif, et qu'on peut apporter des changements et modifications sans sortir du domaine de l'invention. C'est ainsi, par exemple, que la résistance à cartouche peut entre remplacée par tout autre dispositif de chauffage similaire, également logé à l'intérieur de la chambre où passe la matière plastique à injecter. REVENDICATIONS 1. - Procédé pour l'injection de matières plastiques, selon lequel la matière plastique fluide ou visqueuse formée dans une presse d'injection est envoyée dans la cavité d'un moule à travers un canal et une chambre annulaire communiquant avec ledit canal et avec la cavité du moule, caractérisé en ce que la matière plastique est chauffée, au moins durent son trajet dans ladite chambre, à une température suffisante pour la maintenir à ltétat fluide ou visqueux pendant tout ledit trajet,ledit chauffage étant obtenu par des moyens situés au moins le long de l'axe de ladite chambre annulaire. 2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dit chauffage est obtenu par des moyens électriques. 3. - Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les dits moyens électriques comportent au moins une résistance à cartouche. 4. - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la matière plastique est chauffée aussi pendant son mouvement le long dudit canal. 5. - Dispositif pour l'injection de matières plastiques destiné à la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend une tête de liaison pourvue de moyens permettant de l'accoupler, d'un côté, à la tuyère d'une presse d'injection et, de l'autre coté, de l'assembler sur un alimentateur ou buse d'injection apte à être connecté i un moule, ladite tette de liaison comportant un premier canal pour le passage de la matière plastique fluide communiquant, à l'une de ses extrémités, avec les canaux de la presse et, à son extrémité opposée avec un alésage ou cavité axial dont est pourvu l'alimentateur, ledit alésage axial communiquant à son tour avec la cavité du moule, et un deuxième canal pour l'introduction d'un dispositif de chauffage, ledit deuxième canal débouchant dans un creux ménagé dans la base inférieure de ladite tête de liaison et servant de siège à la partie supérieure du corps d'un noyau logé coaxialement à l'intérieur de l'alésage dudit alimentateur, de Ça- çon à délimiter, avec les parois de cet alésage, une chambre annulaire pour le passage de la matière plastique, ledit noyau présentant une cavité axiale dans laquelle est logé ledit dispositif de chauffage, de sorte que la matière plastique envoyée dans le moule est chauffée de l'intérieur au moins pendant son passage dans ladite chambre annulaire. 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que ledit dispositif de chauffage est un dispositif électrique. 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ledit dispositif électrique de chauffage se compose d'au moins une résistance à cartouche. 8. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'on prévoit également des moyens de chauffage additionnels entourant au moins la partie de la tête de liaison la plus proche de la presse. 9. - Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de chauffage additionnels sont des moyens électriques et comportent au moins une résistance à bande entourant ladite tête de liaison. 10. - Dispositif suivant l'unedes revendications 5 et 8, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure de la tette de liaison est pourvue d'un creux à courbure sensiblement sphérique dans lequel débouche ledit premier canal, pour l'accouplement de ladite tête avec la tuyère de la presse.