Brevet FR2342149A1 — publié le 19770923

La présente invention est relative aux embouts et aux clapets montés sur les vis des machines d'injection de matière plastique et, plus particulièrement, sur les vis conçues pour assumer une fonction de transfert et de plastification de la matière à injecter, ainsi qu'une fonction de piston lors de la phase d'injection de ladite matière. Pour réaliser les fonctions ci-dessus, les solutions techniques actuellement proposées font intervenir la mise en oeuvre de plusieurs pièces combinées placées en bout de la vis d'une machine d'injection. Ces pièces comprennent un embout porté par la vis, un singe de clapet présenté par ladite vis et un clapet de type annulaire enfilé libre de coulisser sur Embout. Pour résoudre le problème technique posé par le montage de ces trois pièces constitutives, on prévoit généralement de monter le siège de clapet sur la vis par l'intermédiaire d'un assemblage à filetage et taraudage et de délimiter ce clapet de manière sensiblement tubulaire de façon qu'il puisse accepter le passage et le montage de l'embout de vis à travers lui-même sur la vis proprement dit.L'embout de vis est monte le plus souvent par filetage, soit directement dans la vis proprement dit, soit éventuellement dans le siège de clapet. L'ensemble frontal ainsi constitué doit tenir compte du diamètre maximal de la vis porteuse et, par conséquent, les diamètres utiles des segments filetés sont generalement de faibles dimensions.En outre, les assemblages par filetage ainsi réalisés sont soumis, au cours des phases actives, à des Xlevations de température relativement importantes, de sorte qu'ils subissent, d'une part, des oxydations et, d'Entre part, des dilatations ayant pour résultat une infiltration de la matière plastique travaillée entre les filets complémentaires des assemblages à vis. Pour ces différentes raisons, Embout de vis est difficilement démontable par rapport à la vis, ce qui pose des problèmes souvent délicats à ré- soudre lorsqu'il s'agit de changer le clapet, soit pour usure, soit pour adaptation au travail à effectuer. Outre cet inconvénient, il y a lieu de noter que les tentatives de démontage se soldent souvent par une rupture de Embout de vis étant donné les faibles sections d'assemblages présentées Par ailleurs, dans les montage du type ci-dessus, il est évidemment nécessaire de permettre le passage de la matière plastifiée entre Embout de vis et le clapet lors d'une opération de dosage. A cette fin, l'embout pré sente généralement des cannelures ou des rainures axiales qui sont pratiquées dans la tete de l'embout limitant avec le siège la liberté de coulissement axial du clapet. Une telle construction présente un inconvénient important, car lors du refroidissement, la matière occupant les cannelures se solidifie et solidarise l'embout de vis et le clapet.Cette liaison provoque parfois et même fréquemment, lors d'une mise en service ultérieure, une rupture de l'embout si le chauffage préalable n'a pas permis de ramollir suffisamment la matière occupant les cannelures. La présente invention vise à remédier aux inconvénients ci-dessus en créant un nouvel embout de vis à clapet tout particulièrement conçu pour qu'il soit possible de réaliser, rapidement et sans outillage, le montage ou le démontage du clapet par rapport à l'embout de vis, sans procéder au démontage de ce dernier par rapport à la vis. L'objet de l'invention est par ailleurs réalisé de manière à supprimer totalement les risques de rupture de l'embout en cas de mise en fonctionnement avant que la température de ramollissement de la matière plastique n'ait été atteinte au niveau dudit embout. Conformément à l'invention, l'embout à clapet pour vis de machines d'injection de matière plastique est caractérisé en ce qu'il forme une portée tronconique annulaire dont la petite base est orientée, à l'opposé de la vis, un corps cylindrique axial de plus faible diamètre que ladite vis prolongeant la petite base de la portée tronconique et une tete excentrée par rapport au corps et dont la section droite transversale est légèrement inférieure à la section intérieure d'un clapet, en forme de baguesenfilé libre sur ladite tete pour etre disposé autour du corps de l'embout entre la portée tronconique et la partie excentrée de la tete, lesquelles constituent des butées limitant le déplacement axial relatif du clapet monté à coulissement doux à 15intérieur du fourreau de la vis. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description ci-dessous 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 perspective partielle d'une vis de machine d'injection de matière plastique comportant un embout de vis à clapet conforme à l'invention. La fig. 2 est une coupe transversale prise selon la ligne Il-Il de la fig. 1. La fig. 3 est une coupe-élévation longitudinale montrant l'une des caractéristiques de l'objet de l'invention. La fig. 4 est une coupe -élévation analogue à la fig. 1, mais illustrant l'objet de l'invention dans une autre position caractéristique de fonctionnement. La fig. 1 montre une vis 1 de mélange et de plastification de matière plastique d'une machine d'injection. D'une façon connue, la vis 1 est disposée à l'intérieur d'un fourreau 2 dont la paroi intérieure 3 constitue un cylindre avec lequel coopère une nervure hélicoîdale 4 formée par la vis 1. Le fourreau 2 est associé à une buse 5 comportant un nez 6 traversé par un canal de transfert 7 qui débouche à l'intérieur d'un logement 8 sensiblement tronconique destiné à délimiter avec le cylindre 3 une capacité de dosage 9. Selon l'invention, la vis 1 est munie d'un embout 10 qui est monté dans la vis 1 par l'intermédiaire d'un prolongement fileté 11 s'étendant axialement à partir d'un épaulement de butée et de centrage 12. A l'opposé du prolongement 11, l'épaulement 12 forme une portée d'appui tronconique annulaire 13 dont la petite base est prolongée par un corps cylindrique axial 14 s'étendant en direction de la capacité de dosage 9. Le corps cylindrique 14 est lui-meme prolongé par une tete 15 présentant, en section longitudinale, un profil sensiblement identique à celui du logement 8 de la buse 5. La tete 15 est par ailleurs réalisée de manière à présenter, en section droite transver sale, une forme circulaire qui est toutefois excentrée par rapport à l'axe longitudinal du corps 14, de manière à comporter un point de tangence avec l'une des génératrices de ce dernier. La tete 15 forme ainsi, selon un plan diamétralement opposé à ce point de tangence, une saillie excentrée 16 (fig. 1 et 2) dont l'étendue est très légèrement inférieure au rayon du cylindre 3 dans lequel elle est disposée. La saillie 16 est raccordée au corps 14 et, à l'opposé du point de tangence avec ce dernier, par une portée d'appui 17 en forme de section de couronne centréesur l'axe longitudinal du corps 14. La portée 17, du type tronconique, est orientée à l'opposé de la portée annulaire 13. Le diamètre de la tete 15, dans sa partie circulaire comprise entre le point de tangence et la saillie excentrée 16, est choisi légèrement inférieur au diamètre intérieur d'un clapet 18, en forme de bague, qui peut ainsi etre enfilé librement sur l'embout 10, comme cela ressort de la fig. 3, lorsque la vis 1 fait saillie en partie au-delà du fourreau 3. La longueur axiale du clapet 18 est inférieure à la distance axiale séparant les portées 13 et 17 qui présentent des inclinaisons correspondant respectivement à celles de deux sièges 19 et 20 réalisés dans les faces transversales annulaires opposées du clapet 18. L'embout de vis, conforme à l'invention, permet de procéder facilement et sans outillage au montage ou au démontage du clapet 18 en fonction du travail à effectuer ou du degré d'usure dudit clapet. En effet, il suffit de démonter la buse 5 puis de soumettre ensuite la vis 1 à un déplacement axial dans le sens de la flèche fl, de manière à dégager totalement l'embout 10. Il est alors possible d'enfiler sur la tete 15 un clapet 18 dont les caractéristiques sont choisies en fonction du travail d'injection à accomplir.Le clapet 18 est enfilé pour être placé au droit du corps 14, c'est-à-dire pour etre disposé sensiblement entre les portées 13 et 17 afin de pouvoir etre monté et centré ensuite à l'intérieur du cylindre 3 lors du coulissement de la vis dans le sens contraire à celui de la flèche il. Une opération inverse permet, bien entendu, de démonter le clapet 18 sans qu'il soit nécessaire de désolidariser l'embout 10 par rapport à la vis 1, comme cela est actuellement nécessaire avec les solutions techniques connues à ce jour. Outre la facilité de montage et de démontage, l'objet de l'invention permet, par conséquent, de supprimer totalement les risques de détérioration ou de rupture qui interviennent fréquemment au droit des prolongements filetés d'assemblage entre les embouts et les vis de conception traditionnelle. La conception de l'objet de l'invention offre par ailleurs un autre avantage par rapport aux embouts de vis connus à ce jour. En effet, au cours d'une phase de dosage, la vis 1 est entravée en rotation tout en étant freinée en recul axial. La rotation de la vis 1 a donc pour effet de réaliser un transfert de matière vers la capacité de dosage 9 tout en soumettant cette matière à une pression relative qui a pour effet d'appliquer le clapet 18 sur la portée 17. Dans cette position représentée à la fig. 4, le siège 19 est éloigné de # portée 13 et délimite un passage annulaire conduisant à une chambre annulaire de transfert 21 délimitée entre la face intérieure du clapet 18 et la surface périphérique extérieure du corps 14.La matière poussée par la nervure 4 est, par conséquent, transférée, sans rencontrer d'obstacle, en direction de la capacité de dosage 9 qu'elle remplit et fait croftre en volume au fur et à mesure du recul freiné de la vis. Au cours de cette phase de fonctionnement, le contact de surface entre la tete 15 et le clapet 18 est limité à la surface de la portée 17, ce qui permet de diminuer l'usure du siège 20 par rapport aux constructions actuelles. Un avantage supplémentaire de l'objet de l'invention réside dans le fait que le mode de construction adopté pour l'embout 10 permet de remplacer les rainures ou cannelures axiales normalement prévues dans les tetes d'embouts traditionnels par un couloir et une chambre annulaire 21, de sorte qu'il n'existe pratiquement aucune zone de rétention ou de moindre circulation pendant la phase de transfert.Cette construction permet également de supprimer les liaisons radiales s 'établis - sant entre l'embout 10 et le clapet 18 par la matière refroidie et, par cons4quent, d'éviter tout risque de rupture de l'embout en cas de mise en route avant que la température optimale ait atteint la matière séjournant en bout du fourreau 2. Un troisième avantage de l'objet de l'invention découle de la position excentrée de la saillie 16 de la tete 15. En effet, cette dernière, qui assure seule le blocage axial du clapet 18, a pour effet de découwir une grande partie de la section droite transversale dudit clapet au droit du siège 20 qui est ainsi directement exposé à la réaction de la matière plastique occupant la capacité de dosage 9. De la sorte, lorsqu'après une phase de dosage, la vis 1 est déplacée dans le sens de la flèche f1 lors d'une phase d'injection, la pression appliquée à la matière par la tete 15 est immédiatement répercutée sur la section apparente du siège 20. Le clapet 18 est alors déplacé axialement par rapport à ltembout 10 et le siège 19 vient prendre appui sur la portée 13 et fermer le passage entre le cylindre 3 et la chambre annulaire de transfert 21 (fig. 1).Cette fermeture automatique et rapide du clapet 18, dès le début de la phase d'injection, permet, par conséquent, de supprimer le transfert inverse de la matière précédemment admise et, par suite, de disposer entièrement de la masse préalablement dosée pour réaliser ltinjection. Il devient ainsi possible d'avoir recours à un dosage précis pour réaliser des pièces injectées à grande cadence et à volume exact sans faire intervenir des procédés de compensation réduisant la cadence d'injection. Outre les avantages mentionnés ci-dessus, il y a lieu de noter que l'ob- jet de l'invention peut etre fabriqué à un prix de revient très sensiblement inférieur à celui des dispositifs actuellement proposés et quxil supprime, d'une façon importante, les trais d'entretien, de réparation et de maintien en service d'une installation d'injection. L'objet de l'invention trouve une application préférée dans la réalisation de pièces à parois minces pouvant etre injectées à grande cadence. Dans ce qui précède, on précise que l'embout 10 est constitué par une pièce indépendante qui est montée sur la vis 1 par un prolongement fileté ll Il peut aussi etre prévu de réaliser l'embout 10 directement par usinage en bout de la vis 1, étant donné que le montage ou le démontage du clapet 18 peut etre aisément effectué. L'invention n'est pas limitée à ltexemple de réalisation décrit et représenté car diverses modifications peuvent y astre apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Embout à clapet pour vis de machines dtinjection de matière plastique du type dans lesquelles la vis, logée dans un fourreau, assume également une fonction de piston d'injection et comprend un clapet, en forme de bague, monté mobile axialement entre deux portées d'appui, caractérisé en ce qu'il forme une portée tronconique annulaire dont la petite base est orientée, à l'opposé de la vis, un corps cylindrique axial de plus faible diamètre que ladite vis prolongeant la petite base de la portée tronconique et une tete excentrée par rapport au corps et dont la section droite transversale est légèrement inférieure à la section intérieure d'un clapet en forme de bague enfilé libre sur ladite tete pour etre disposé autour du corps de l'embout entre la portée tronconique et la partie excentrée de la tete, lesquelles constituent des butées limitant le déplacement axial relatif du clapet monté à coulissement doux à l'intérieur du fourreau de la vis. 2 - Embouti clapet selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une tete excentrée présentant, en section droite transversale, un point de tangence avec l'une au moins des génératrices du corps de l'embout et formant, de façon diamétralement opposée audit point de tangence, une partie excentrée d'une mesure radiale telle que la section diamétrale de ladite section de la tete soit légèrement inférieure au diamètre interne du clapet en forme de bague. 3 - Embout à clapet selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que la tete excentrée présente localement, en section droite transversale, une forme circulaire. 4 - Embout à clapet selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte une tete délimitant une partie excentrée raccordée au corps cylindrique par une portée d'appui, sensiblement en forme de section de portée tronconique située entre le corps cylindrique et la vis. 5 - Embout selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une tete délimitant une partie excentrée par rapport à l'axe du corps de l'embout d'une mesure radiale inférieure au rayon interne du fourreau.