Brevet FR2293294A1 — publié le 19760702

Dans le moulage par injection de matières plastiques,la matière plastique brute est usuellement obtenue sous la forme de petites paillettes incolores, blanches ou blanc cassé. Celles-ci sont alimentées par un plongeur du tvpe à vis qui, à catse de la pression et d''n supplément de chaleur qui peu ont être appliqués, int- fondre la matière plastique de telle sorte qu'elle peut être injectée dans le moule pour armer la pièce souhaitée. Si la pièce doit a wir une couleur particulière, la pratique a consisté jusqu' ici à ajouter un colorant à la matière plastique brute juste au moment ou elle arril-e au plongeur du type à vis.Pendant que la matière est déplacée par la vis leurs l'extrémité d'injection du cvlindre contenant la tris, la matière colorante est mélangée à la matière plastique. On a cependant éprouvé beaucoup de diflicultés dans cet appareil connu pour obtenir une distribution uni frime de la matière colorante et contrôler la quantité de matière colorante ajoutée. L'in-ention concerne un agencement original et perfectionné pour ajouter une matière colorante à la matière plastique utilisée dans une machine de moulage par injection. Selon l'invention, le colorant est injecté dans la gorge de la trémie pour la matière plastique brute, en un point situé plus haut que le plongeur à vis d'une machine de moulage par injection, de façon à ce qu'aucune partie du colorant ne se dépose sur la wis elle-même, mais que tout s'accroche aux, et soit retenu par les paillettes de la matière plastique à mouler. La quantité de colorant disrersi est contrôlée a Tec précision en utilisant une pompe à injecteur fonctionnant à l'air, et un circuit de commande agencé pour que la pompe fournisse une quantite précise/de colorant pour chaque course de son plongeur. D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'in Invention apparaîtront de la description détaillée qui suit, et des dessins annexés sur lesquels La Figure 1 est une vue schématique du système de l'in tntion, La Figure 2 est une we en coupe fragmentaire, semi-sohé- matique, de la trémie et de la vis d'une machine de moulage par injection, La Figure 3 est un schéma du circuit de commande utilisé dans l'invention, et La Figure 4 est une vue en coupe trans wrsale de la pompe à éjecteur à air utilisée dans le système de l'invention. En se reportant aux Figures 1 et 2, on soit en 10 la tré mie d'une machine de moirage par injection, qui est montée au-des sus du plongeur 12, du type à vis, destiné à alimenter et à liqui fier une matière plastique en paillettes fournie par la trémie 10 au plongeur et ers l'extrémité d'injection du cylindre 14 dans le quel est monté le plongeur. Comme on le comprendra, le plongeur 12 tourne dans le cylindre 14 de maçon à- faire a avancer la matière plas tique vers l'extrémité d'injection du cylindre. Pendant cette opé ration, les paillettes de matière plastique pro venant de la trémie 10 arrive a u plongeur 12. En se reportant pl u; particulièrement à la Figure 2, la trémie 10 converge à son extrémité in prieure en une partie cvlin- drique 20 qui peut a voir un diamètre de 102 à 152 mm. Selon l'in- mention, un colorant est dispersé sur les paillettes contenues daçs la partie 20 de la trémie en un point situé à environ 152 mm au-dessus us de la las 12. Le moyen illustré comprend un tube 22 tra Tersant la paroi latérale 20, l'extrémité interne 24 du tube é tant vermée.Le tube 22 est pour vu de quatre encoches 26 écartées d'environ 6,35 mm et- faisant face vers le haut, deux des encoches étant placées de chaque côté de l'axe dt tube 20 de façon à ce que la matière fournie par le tube 22 soit pulvérisée vers le haut ,par les encoches 26, sur les paillettes zonant de la trémie. On a trou Té important que la matière colorante soit pulvérisée vers le ha ut pour s'assurer qu'elle s'accroche aux paillettes de matière plastique et ne tombe pas sur la vis 12. Le colorant est de préférence fourni au tube 22 par une pompe du type à éjecteur, fonctionnant à l'air, illustrée à la Figure 4. Une pompe convenable de ce type est le modèle 83578, Série D, de la McNeil Corporation. En se reportant à la Figure 4, lapompe 30 comprend un cylindre ou corps principal 32 dans lequel un plongeur 34 est monté à glissement. Un raccord 36 est vissé sur 1 extrémité du cylindre 32; il reçoit à vissage une vis de réglage 38 prévue pour être bloquée en position par un écrou 40. Le cylindre 32 est pourvu d'une entrée 42 et d'une sortie 44. Le plongeur 34 est pourvu d'une section 46 de diamètre réduit en étant dé pouilles à sa périphérie en 47, à une distance prédéterminée de l'ex- trémité 48 du piston.Le piston est également pour d'un alésage 50, s'étendant sers l'intérieur à partir de l'extrémité 48, qui communique a Tec une ouverture diamétrale 52 communiquant à son tour atec la partie en dépouille 47 dans la paroi latérale du piston. Le cylindre 32 est convenablement fixé à une base de montage 60 sur laquelle est également monté un cylindre à extrémité trimé 62 d'un moteur à air, pour produire le mouvement de 'a-et-vient du plongeur 46. Le plongeur 46 est connecté à un piston 64, le cylindre ayant une entrée d'air 68 près de la base 60. Par une admission convenable d'air dans le cylindre 62, le piston 64 et donc le plongeur 46 peuvent être déplacés en va-et-vient. Le fonctionnement de la pompe à éjecteur 30 sera décrit plus en détail plus loin. En se reportant de nouveau à la Figure 1, la pompe à e- jecteur 30 est alimentée en matière colorante R partir d'un re servir ?0 par une conduite 72 reliée à l'entrée 42 de la pompe 30. La sortie 44 de la pompe 30 est connectée par une conduite 74 au tube 22 s'étendant dans la trémie 10. Le réservoir de colorant 70 est m récipient scellé dans le haut duquel de l'air sous pression est iburni par une conduite 76 qui est à son tour reliée à une source convenable d'air 78 par une conduite à air 80, 1n filtre 82, une soupape 84 et un régulateur de pression 86. La source d'air 78 fournit également de l'air pour produire le mouvement de m-et- went du plongeur 46.L'air est turne de cette manière en passant par la conduite 80, ensuite par un dispositif de huilage 90 dans me conduite 92, et arrive à une soupape de commande à quatre voies 94, commandée par solénoïde, qui est prévue pour commands lladmis- sion d'air dans les entrées 66, 68 du cylindre 62. Le système pour commander le ibnctionnement de la soupape à air 94 va maintenant être décrit. En accord aeec le système de commande utilisé dans l'in Invention, le solénoide 96 actionne la soupape 94 en opposition à 1' action d'un ressort de rappel, pour inverser l'application de la pression d'air entre les entrées 66 et 68 du cylindre 62. En se reportant à la Figure 3, le solenoide 96, shunté par une lampe témoin 98, est branché entre une première ligne 100 à courant alternatif et les contacts normalement ouverts 102 d'une minuterie reglable 104 par l'intermédiaire de laquelle le circuit d'activation du solénoïde 96 est complété vers la seconde ligue 106 à courant alternatif. La minuterie ajustable 104 comprend une bobine active 108 branchée en parallèle avec une bobine active 110 commandée par la minuterie pour fermer les contacts 102 après un laps de temps ajustable, prédéterminé. La minuterie ajustable 104 est convenable ment une minuterie aj tstable de la série CE 300 fabriquée par Ea @ole Sional, Davenport, Iowa. La minoterie ajustable 104 est active par l'intermédi- aire d'un circuit comprenant des contacts de commande 112, des contacts normalement fermés 114 d'un commutateur sélecte 116,de seconds contacts normalement fermés 118 du commitateir sélecteur 116, de contacts normalement fermés 120 d'une minuterie préréclée 122, et de contacts normalement ferres 124 d'un compteur 126, tous ces contacts étant disposés en série entre la ligne 106 et les bobines 108 et 110 en parallèle de la minuterie 104, les autres bornes des bobines 108 et 110 étant connectées à la ligne 100.Les contacts 112 se ferment lorsque le plonge r 12 à la Figure 2 commence à tourner dans sa course de rappel après ine course d'in jection pour remplir: un de. Ensuite, après: un laps de temps prédéterminé ajustable, commande par le réglage de la minuterie 104, la bobine 110 est activée par l'intermédiaire du circuit série susmentionné, pou: ferme les contacts 102 et activer la solénoi- de 96.Il en résulte que la soupape 94 est actionnée pour intro diire de l'air dans l'entrée 66 de la pompe à éjecteur 30, ce qui fait que- le plongeur 34 execxte: me corse pour introduire une charge de matière colorante par la conduitè 74. Le solénoïde 96 est shunté par: une bobine active 128 d'une minuterie préréglée 122, cette dernière ayant des contacts normalement- fermes 120 qui s'ouvrent après tn second laps de temps prédéterminé. La minuterie 122 est convenablement un relais à retard de la série CG, fabriqué par Eagle Sional, Davenport, Iowa. Après ce second laps de temps prédéterminé, le contact 120 coupe le circ uit vers les bobines acti ses 108 et 110 de la minuterie 104, de telle sorte que les contacts 102 s'ouvrent, désactivant le solénoïde 96. Par conséquent, la soupape à solenoide 94 revient dans sa position primitif, comme illustré schématiquement à la Figure 1, de l'air sous pression étant introduit par l'entrée 68 du cylindre 62, faisant de venir le polonqeur 34 de la pòmpe 30 à sa position primitive, comme illustré à la Figure 4.Lorsque le sblénoide 96 est désactivé, la bobine active 128 de la minuterie 122 est étalement désactivée, p puisque les deu: sont en parallèle, ce qui fait que les contacts 120 reviennent dans leu position normale . vermée. Lorsque les contacts 120 se ferment, le circuit primitif pour activer la minuterie 104 est rétabli, et par con séquent le cycle se répète pour amener un mouvement de va-et- sient du plongeur 34 de la pompe 30. Le compteur 126 est emplové pour contrôler la auantité globale de matière colorante ajoutée aux paillettes de matière plastique pendant le retrait et la rotation du plongeur à vis 12. La bobine 130 d'accouplement du compteur, en parallèle avec la lampe-témoin 132, est interposée entre la ligne 100 et la jonction des contacts normalement fermes 114 et 118. Lorsaue les contacts 112 sont fermes pour activer le circuit de commande de la Figure 3, le compteur 126 est mis en marche à partir d'un compte préréglé, choisi en onction du nombre de va-et-vient soihaités du plongeur 34. Une bobine de comptage 134 est efficace pour ramener pas à pas le compteur vers zéro et, lorsque l'état zéro est atteint, les contacts normalement fermes 124 sont ousertst avec les contacts nor également germés 136.L'ouverture des contacts 124 déconnecte les bobines actives de la minuterie 104, de telle sorte qu'aucun autre va-et-vient du plongeur 34 ne se produira j jusqu a ce crue les contacts 112 soient réouverts pour désactiver le compteur 126, fai- sant ré venir le compteur à son état préréglé primitif. La bobine de comptage 134 du compteur 126 est disposée en série avec les contacts normalement fermés 136, et-cette combinaison en série est mise en parallèle a l-ec le solénoïde 96. Donc, le compteur 126 compte les va-et-vient du plongeur de la pompe 30 avançant d'un compte chaque fois que le solénoïde 96 est activé. Lorsque l'état zéro du compteur est atteint, les contacts normalement fermes 136 s'ouvrent, coupant le circuit de la bobine de comptage 134. Le compteur 126 comprend de façon con venable le compteur type HZ 170 fabrique par Eagle Signal, Davenport, Iowa. Une "secousse" est produite manuellement en actionnant le commutateur sélecteur 116 ayant les contacts normalement fermes susmentionnés, 114, 118, et également des contacts normalement ou verts 138 interposés en série entre la ligne 106 et la jonction entre les contacts 118 et les contacts normalement fermés 120 de la minoterie préréglée 122. Tant que ce commutateur sélecteur est ac tionné pour fermer les contacts 138, en ouvrant les contacts 114, 118, le plongeur 34 continue à parcourir son cycle, quel quesoit le nombre de va-et-vient. L'ouverture des contacts 114 et 118 déconnecte les bobines d'accouplement et de comptage du compteur. En accord a vec le fonctionnement du circuit susdécrit, la première course du cylindre à air 94, et par conséquent la première course du plongeur de la pompe 30, attend le déclenchemert de la minuterie 104. La pompe 30 exécute alors une course pendant que la minuterie préréglée 122 continue à courir, et lorsque cette dernière minuterie déclenche, le plongeur de la pompe revient pendant que la minuterie ajustable 104 court. La minuterie ajustable 104 est con'enablement réglée pour appliquer la matière colorante uni brmement sur la rotation du plongeur à vis 12. L'inter molle entre les charges de colorant est déterminé pour donner l'é- tendage souhaité du colorant.Si par exemple le compteur 126 est préréglé pour un compte de cinq, la minuterie 104 est convenablement ajustée pour appliquer les cinq charges résultantes de matière colorante uni Ermement sur la période de rotation de la vis.Le nombre de charges réglé par le compteur 126 est commandé par la quantité totale de colorant souhaitée. Dans le idnctionnement de la pompe 30, le plongeur éjecteur 34 agit comme la soupape entrée-sortie. Dans la position représentée pour la pompe à éjecteur à la Figure 4, la matière colorante est introduite sous pression par l'entrée 42 et remplit le cylindre de pompage comprenant l'alésage 50. Lorsque le piston 64 est actionné par l'introduction d'air par l'entrée 66, le plongeur 34 est déplacé vers le bas, comme on le voit à la Fiaure 4, fermant ainsi l'entrée 42. La matière colorante est expulsée par llou- 'enture 52 dans la partie dépouillée 47 dans la paroi latérale du plongeur et, lorsque le plongeur se déplace vers le bas en fermant l'entrée 42 susmentionnée, on Terra que la partie en dépouille 47 communique a tec la sortie 44.Chaque fois que se produit une course 'ers le bas du plongeur, une quantité prédéterminée de matière colorante est délivrée par la conduite 74 au tube 22, cette matiè- re colorante étant pulvérisée vers le haut par les encoches 26,comme décrit ci-aant. On remarquera que la pompe à éjecteur a une vis 38 d'ajustement de la course pour ajuster avec précision la auantité de colorant délivrée pendant chaque course. De ce fait, l'application de matière colorante peit être prédéterminée avec précision en contrôlant le nombre de courses et la longueur de la course du plongeur 34 pendant chaque cvcle. Grâce à la dispersion du colorant uniquement sur les paillettes de matière plastique, et sa distribution relativement uni forme pendant le remplissage du cylindre 14, on obtient une coloration uni forme de la matière plastique injectée dans un moule avec seulement environ la moitié de la quantité de colorant requise a Tec les systèmes connus d'injection de colorant. Le système de l'invention peut évidemment être adapté pour un usage axec une installation d'extrusion de matière plastique de façon à injecter un colorant dans la matière plastique bru te traitée avec cette installation. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit, qui n'a été choisi qu'à titre d'exemple. REVENDICATIONS 1. Appareil pour traiter une matière plastique, possédant un cylindre, une vis à l'intérieur du cylindre et une trémie montée au-dessus du cvlindre et communiquant avec lui, pour retenir une charge de la matière plastique à traiter, sous- trime de paillettes, caractérisé par un moyen de dispersion d'une matière liquide, s'étendant dans la trémie en un endroit situé à courte distance au-dessus du cylindre, suffisante pour que la vis soit séparée du moyen de dispersion par les paillettes, pour éviter que la matière liquide chassée par le moyen de dispersion ne tombe sur la vis, par un moyen d'alimentation poutsant être mis sous pression pour retenir une provision de la matière liquide sous pression, et par un moyen communiquant a tec le moyen d'alimentation et le moyen de dispersion pour fournir une quantité prédéterminée de la matière liquide provenant du moyen d'alimentation au moyen de dispersion, à des interallles prédéterminés. 2. Appareil pour traiter une matière plastique possédant un cylindre, une vis à l'intérieur du cylindre et une trémie montée au-dessus du cylindre et communiquant avec lui, pour retenir une provision de la matière plastique à traiter, sous trme de paillettes, caractérisé par un moven de dispersion d'une matière liquide,- s'étendant dans la trémie à une courte distance au-dessus du cylindre, suffisante pour que la vis soit séparée de ladite matière par les paillettes, pour éviter que la matière liquide chassée par le moyen de dispersion ne tombe sur la vis, par un moyen d'alimentation pouvant être mis sous pression, pour retenir une provision de la matière liquide sous pression, et par un moyen à pompe communiquant avec le moven d'alimentation et le moyen de dispersion pour fournir une quantité prédéterminée de la matière liquide au moyen de dispersion à des interralles prédétermiflés,cette pompe ayant un cylindre avec une entrée communiquant avec le moyen d'alimentation et une sortie communiquant avec le moyen de dispersion, un piston pouvant glisser dans le cylindre, d'une première position fermant la sortie à une seconde position fermant l'entrée, et un moyen faisant communiquer l'extrémité d'entrée du cylindre avec la sortie pour le passage d'une matière liquide à travers lui pendant le déplacement du piston de la première position à la seconde. 3. Appareil pour traiter une matière plastique avant un cylindre, une vis dans le cylindre et une trémie montée au-dessus du cylindre et communiquant a ec lui, pour retenir une provision de matière plastique à traiter, sous forme de paillettes, caractérisé par un moyen de dispersion d'une matière liquide s'étendant dans la trémie dans une position située S courte distance au-dessus du cylindre, suffisante pour que la vis soit séparée du moyen de dispersion par les paillettes, pour éviter que la matière liquide chassée par le moyen de dispersion ne tombe sur la vis, par un moyen d'alimentation pouvant être mis sous pression, pour retenir une provision de la matière liquide, et par un moyen à pompe pour pomper une quantité prédéterminée de la matière liquide du moyen d'alimentation au moyen de dispersion, à des intervalles prédéterminés, ce moyen à pompe ayant un cylindre fermé à une extrémité, une entrée communiquant avec le moyen d'alimentationgprès de,mais à une certaine distance de l'extrémité, et une sortie communiquant avec le moyen de dispersion, plus écartée de ladite extrémité crue ladite entrée, un piston pouvant glisser dans le cylindre d'une position dans laquelle une extrémité du piston btte contre ladite extrémité du cylindre, le piston fermant alors l'entrée, ti une position dans laquelle le piston ::terme la sortie, ce piston étant dépouillé à sa périphérie sur une distance prédéterminée, en un endroit de la périphérie éloigné de ladite extrémité pour communiquer avec la sortie pendant une partie prédéterminée de la course du piston, ce piston étant réalésé à partir de ladite extrémité et ayant une ouverture s'étendant entre le réalésage et la partie périphérique en dépouille, la partie en dépouille étant positionnée de façon à commencer à communiquer avec la lumière de sortie,pendant le mouvement du piston vers ladite extrémité du cylindre, immédiatement lors du passage dudit piston sur l'entrée, ce qui fait que le mouvement ultérieur du piston xers ladite extrémité du cvlindre chassera par la sortie la matière licruide qui se trouve à l'intérieur du cylindre. 4. Appareil pour mouler par injection une matière plastique, ayant un cylindre et un plongeur du type à vis dans le cv lìndre, pour injecter la matière plastique dans les moules de cet appareil par la poussée du plongeur, le cylindre étant rempli pendant le retrait par rotation du plongeur, et une trémie montée audessus du cylindre et communiquant avec lui pour retenir une pro vision de la matière plastique à mouler, sous forme de paillettes, caractérisé par un tube de dispersion d'une matière liquide s'é tendant dans la trémie dans une position à courte distance au-des sus du cylindre, s iffisante pour que le plongeur soit séparé du tube par les paillettes pour empêcher la matière liquide chassée hors du tube de tomber sur le plongeur, par un moyen d'alimentation pouvant être mis sous pression, pour retenir une provision de la matière liquide sous pression, et par un moyen à pompe pour pomper une quantité prédéterminée de la matière liquide dans le tube pendant chaque course de retrait du plongeur, ce moven à pompe ayant un cylindre fermé à une extrémité, une entrée proche, mais écartée de ladite extrémité, et une sortie plus écartée que ltentree de ladite extrémité, un piston pouvant alisser dans le cvlindre d'une position avec une extrémité du piston butant sur ladite extrémité du cylindre, dans laquelle position le piston ferme l'entrée, à une position dans laquelle le piston ferme la sortie, le piston étant dépouillé le long de sa périphérie sur une distance prédéterminée en un endroit de la périphérie éloigné de-sa dite extrémité, pour communiquer avec la sortie pendant une partie prédéterminée de sa course, le piston étant réalésé à partir de ladite extrémité et ayant une ouverture s'étendant à partir du réalésage jusqu'S la partie périphérique en dépouille, la partie en dépouille étant placée de façon à commencer à communiquer avec la lumière de sortie pendant le mouvement du piston vers ladite extrémité du cvlindre immédiatement lors du passage du piston devant l'entrée, ce qui fait qu'un mouvement ultérieur du piston vers ladite extrémité du cylindre chassera par la sortie la matière liquide se trouvant à l'intérieur du cylindre. 5. L'appareil de la revendication 4, dans lequel le mov- en d'alimentation pou vent être mis sous pression comprend un réservoir scellé pour la matière liquide, une conduite reliant l'entrée du cylindre au fond du réservoir, une source d'air sous pression, et un moyen reliant la source d'air à la partie supérieure du ré servir, ce qui fait que la matière liquide qui s'y trouve est constamment chassée vers l'entrée du cylindre. 6. L'appareil de la revendication 4, comprenant un moven d'entraînement pour le piston de la pompe, pour produire un nombre prédéterminé de courses de celui-ci à des intervalles prédéterminés pendant le retrait par rotation du plongeur.