Brevet FR2278478A1 — publié le 19760213

La présente invention est relative aux buses dtinjection pour matières plastiques et elle se rapporte en particulier aux buses comprenant un obturateur interne à fonctionnement automatique. Les buses d'injection du genre ci-dessus comportent un obturateur en forme d'aiguille ou de pointeau sollicité en permanence, par un organe élastique, en position de fermeture du trou de l'embout d'injection. Une telle disposition permet de réduire la longueur et l'importance des carottes de moulage et aussi évite le coulage ou le filage de la matière plastique à travers ltembout d'injection entre deux phases d'injection successives. Si de telles buses donnent satisfaction, il y a lieu de noter qu'elles font naftre certaines difficultés de mise en oeuvre provenant du fait que la matière plastique séjournant à l'intérieur de l'embout tend à se refroidir entre deux phases d'injection et forme alors un bouchon s'opposant à une injection subséquente. Pour pallier cet inconvénient, on a proposé de chauffer le corps de buse afin d'entretenir une température convenable et nécessaire au maintien de l'état plastique de la matière à injecter. Compte tenu de la longueur des buses et de la mauvaise transmission thermique par conduction entre le corps et l'embout d'injection démontable, il s'est avéré qu'il était nécessaire de surchauffer le corps pour maintenir la température requise au niveau du nez de l'embout d'injection. Seulementl'application d'une température locale relativement élevée produit les inconvénients suivants - L'état de la matière séjournant dans la buse se modifie souvent de fa çon irréversible et en conséquence les pièces moulées présentent fréquemment une nature hétérogène - L'embout de buse atteint aussi rapidement une température élevée, de sorte que la partie du nez pénétrant dans le moule produit une ou des marques indélébiles sur les pièces - L'existence de températures locales relativement différentes s'oppose à toute possibilité d'une régulation thermique précise nécessaire par exemple pour l'injection de certaines matières premières ou pour la réalisation de pièces dont les contraintes internes résultant soit de la conformation, soit de ltépaisseur ne peuvent etre combattues qu'en jouant sur les températures de la matière injectée. Conformément à l'invention, la buse à obturation automatique comprend un corps arrière traversé par au moins un conduit coïncidant avec au moins un canal pratiqué dans un corps avant adapté de façon amovible sur le corps arrière et portant une buse ou un nez d'injection délimitant une chambre de transfert et de mise en pression dans laquelle s'ouvre le canal du corps avant qui est également traversé par un obturateur axial coulissant s'étendant en partie à l'intérieur de la chambre de transfert et sollicité en permanence par un organe élastique en position de fermeture du trou calibré d'injection de la buse, l'obturateur coulissant et le corps avant étantmunis d'éléments de chauffage indépendants dont les circuits d'alimentation traversent le corps arrière au-delà duquel ils sont raccordés à un ensemble d'alimentation, de contrôle et de régulation. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description ci-dessus faite en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une coupe-élévation longitudinale de la buse conforme à l'invention et correspondant aux lignes de coupe I-I des fig. 2 et 3. Les fig. 2 et 3 sont des coupes transversales prises respectivement selon les lignes Il-Il et III-III de la fig. 1. La buse représentée à la fig. 1 comprend un corps arrière 1 formant une partie cylindrique filetée 2 destinée au montage sur une boudineuse 3 ou sur un circuit de transfert et de dIstribution d'une matière première à injecter. Le corps arrière 1 comporte, à l'opposé de la partie filetée 2 et en retrait d'une collerette filetée 4, un rebord décolleté 5 destiné au centrage de l'embase épaulée 6 d'un corps avant 7. La liaison entre les corps 1 et 7 est assurée par une bague taraudée 8 en forme d'écrou prenant appui sur l'embase épaulée 6 en étant vissée sur la collerette 4. Le corps avant 7 présente en retrait de sa paroi périphérique extérieure un file tage 9 pour le montage amovible d'un embout 10 formant nez de buse et délimitant avec la face frontale 11 du corps 7 une chambre de transfert et de mise en pression 12.Le corps avant 7 présente par ailleurs dans son épaisseur deux canaux 13 débouchant dans la chambre 12 et communiquant en permanence avec deux dérivations 14 pratiquées dans le corps arrière 7 à partir du rebord décolleté 5 pour s'ouvrir dans un canal axial 15 ménagé à partir de la face transversale de la partie filetée 2. La coflicidence exacte entre les canaux 13 et les dérivations 14 est assurée, lors du montage et de l'assemblage des corps 1 et 7, par l'intermédiaire d'au moins un pion de centrage pouvant Autre rendu solidaire de l'un des corps pour pénétrer dans un trou complémentaire présenté par l'autre corps. Le corps avant 7 présente également à partir de sa face transversale correspondant à l'embase 6 un logement cylindrique axial 17 prolongé par un alésage coaxial 18 de plus faible diamètre débouchant au niveau de la face frontale 11. Le logement 17 contient une coupelle 19 emportée sur l'extrémité d'un obturateur 20 en forme d'aiguille monté libre de coulisser dans l'alésage 18. L'obturateur 20 comporte une partie terminale 21 en forme de pointeau prolongée par un téton 22 susceptible de pénétrer dans un trou calibré d'in- - jection 23 présenté par le nez de buse 10.L'obturateur 20 est normalement sollicité en#position de fermeture du trou calibré 13 par l'intermédiaire d'un ressort hélicotdal 24 travaillant à la compression disposé dans le logement 17 pour prendre appui contrera coupelle 19 et la face transversale du corps arrière 1. Selon une première disposition de l'invention, le pointeau 20 délimite intérieurement un alésage axial 25 borgne s'étendant sensiblement jusqu'au pointeau 21. L'alésage 25 est réservé à la mise en place d'un élément chauffant 26, par exemple une résistance électrique dont les conducteurs 26a sont guidés par la coupelle 19 jusqu'au niveau d'un évidement 27 pratiqué radialement dans le corps arrière 1 (fig. 2) pour déboucher dans une entaille axiale 28 ménagée à la périphérie de la collerette filetée 4. Selon une autre disposition de l'invention, le corps avant 7 présente également deux alésages borgnes 29 pratiqués à partir de l'embase épaulée 6. Les alésages borgnes 29 s'étendent de façon diamétralement opposée dans un plan différent de celui des canaux 13. Les alésages borgnes 29 sont réservés à la mise en place de deux éléments chauffants 30, par exemple des résistances électriques dont les conducteurs 30a sont disposés dans des évidements 31 pratiqués dans le corps 1 à partir du rebord décolleté 5 pour ménager deux entailles 32 au niveau axial de la collerette filetée 4. Les conducteurs 26a et 30a peuvent être reliés directement à une source de production ou de distribution d'énergie électrique en étant placés sous la dépendance d'un ensemble de réglage et de régulation, Ou encore etre en partie noyés ou enrobés dans une enveloppe de matière isolante, par exemple pré-conformée pour occuper les évidements 27 et 31.Dans un tel cas, les conducteurs 26a et 30a sont conformés au niveau des entailles 28 et 32 sous la forme de fiches tubulaires pour la réception de broches complémentaires portées par un anneau de connexion 33 enfilé sur le corps arrière 1, comme cela est représenté en traits mixtes à la fig. 1. D'une façon connue, la matière première à injecter délivrée par la boudineuse ou le distributeur 3 emprunte le canal 15 pour etre divisé en deux veines suivant tout d'abord les dérivations 14, puis ensuite les canaux 13 avant d'occuper la chambre de transfert 12. Dans l'état représenté aux dessins, le ressort 24 maintient l'obturateur 20 fermé, de sorte que la pression dans la chambre 12 tend à croftre. Lorsque cette pression, appliquée sur le pointeau 21, devient prépondérante à l'action du ressort 24, l'obturateur 20 est déplacé dans le sens pour lequel le téton 22 ouvre le trou calibré 23 autorisant l'injection de la matière première dans le moule 34 représenté en traits mixtes à la fig. 1.Par conséquent, entre deux opérations d'injection, la matière première séjourne dans la buse et tend à se refroidir et à perdre son état plastique nécessaire pour la réalisation d'une opération d'injection subséquente convenable. Les dispositions selon l'invention sont prévues pour remédier à cet inconvénient. En effet, les résistances électriques 26 et 30 sont alimentées de manière à chauffer respectivement la matière première occupant la chambre 12 et le corps avant 7 afin de maintenir la matière séjournant dans les canaux 13 à une température convenable. L'existence d'une zone de chauffage propre au corps 7 et intéressant la matière première séjournant dans les canaux 13 et d'un point de chauffage au centre de la matière première occupant la chambre 12 permet d'obtenir une meilleure répartition de la chaleur émise et par conséquent d'éviter l'application d'une température locale trop élevée comme cela est le cas pour les dispositifs de chauffage de conception traditionnelle consistant à utiliser une source de chauffage unique située généralement au niveau du corps avant. Les dispositions selon l'invention permettent par conséquent de maintenir la matière première à l'état de plasticité requis sans soumettre cette matière à une température élevée pouvant entraver une modification de sa composition ou encore l'altération irréversible de certains de ses composants. Par ailleurs, l'existence d'une source de chauffage au niveau de l'obturateur 20, c'està-dire au centre de la masse de matière première occupant la chambre 12, permet de réduire la température superficielle du nez ou de l'embout de buse et supprime par conséquent les marques que ce dernier laisse persister normalement sur les pièces réalisées par injection.De plus, le chauffage par le centre de la fraction de matière première occupant la chambre 12 n'intéresse en réalité que les couches internes et moyennes entourant l'ob- turateur 20, de sorte qu'au cours d'un fonctionnement continu, les couches externes tendent à se refroidir relativement et à former une peau recouvrant la face périphérique interne de l'embout ou du nez 10 qui présente ainsi une faible température superficielle. La répartition en plusieurs points des sources de chauffage présente encore l'avantage supplémentaire de permettre une régulation précise de la température de la matière première en mettant en oeuvre une sonde pyromé trique contrOlant la valeur de la température ainsi que son réglage. Une telle sonde pyrométrique, non représentée au dessin, peut être montée de plusieurs façons convenables et être constituée en réalité par un ou plusieurs capteurs. ll devient ainsi possible de déterminer, choisir et régler avec précision la température d'injection de la matière première et par conséquent de réaliser des pièces définitives de très bonne qualité esthétique et mécanique, en particulier pour celles présentant une structure ou une conformation compliquée. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y etre apportées sans sortir de son cadre. En particulier, les alésages 29 peuvent efre pratiqués selon une direction convergeant vers le pointeau 21 de façon que les sources de chauffage 30 puissent atteindre au plus près la face frontale 11 du corps avant 7. REVENDICATIONS 1 - Buse à obturation automatique comprenant un corps arrière traversé par au moins un conduit cotncidant avec au moins un canal pratiqué dans un corps avant adapté de façon amovible sur le corps arrière et portant une buse ou un nez d'injection délimitant une chambre de transfert et de mise en pression dans laquelle s'ouvre le canal du corps avant qui est également traversé par un obturateur axial coulissant s'étendant en partie à l'intérieur de la chambre de transfert et sollicité en permanence par un organe élastique en position de fermeture du trou calibré d'injection de la buse, caractérisée en ce que l'obturateur coulissant et le corps avant sont munis d'éléments de chauffage indépendants dont les circuits d'alimentation traversent le corps arrière au -delà duquel ils sont raccordés à un ensemble d'alimentation, de contrôle et de régulation. 2 - Buse à obturation automatique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments de chauffage sont constitués par des résistances électriques disposées dans des alésages borgnes pratiqués dans le corps avant de la buse et dans l'obturateur coulissant. 3 - Buse à obturation automatique suivant la revendication 1 ou 2, ca caractérisée en ce que les éléments chauffants du corps avant de la buse sont disposés dans des alésages borgnes pratiqués pour s'étendre au moins en partie le long des canaux de circulation de la matière première entre le corps arrière et la chambre de transfert. 4 - Buse à obturation automatique suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'élément chauffant de l'obturateur coulissant s'étend sur la majeure partie de la longueur de ce dernier traversant la chambre de transfert délimitée par le nez ou l'embout de buse. 5 - Buse à obturation automatique suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les éléments chauffants sont reliés à des circuits d'alimentation prolongés par des enveloppes isolantes traversant des évidements et encoches pratiqués dans le corps arrière au niveau duquel ils forment des éléments de jonction et de raccordement pour un anneau de distribution et de connexion amovible enfilé sur ledit corps arrière.