Brevet FR2327049A1 — publié le 19770506

La présente invention concerne une vis de plastification pour presses a1 injection de matieres plastiques et munie à une extrémité d'une tête de "laminage" capable de laminer ur courant de matière plastifiée. Une presse d'injection de matières plastiques comprend notamment une vis de plastification dont le rible est de faire circuler la matière à plastifier le long d'un conduit ou cylindre à température élevée, pour rendre cette matière parfaitement liquide de façon qu'elle puisse être injectée dans des moules. En particulier, cette vis est constituée par un long arbre cylindrique de la surface extérieure duquel dépasse une pièce profilée hélicoldale dont l'arête est disposée à une faible distance de la paroi intérieure d'une enveloppe à peu près cylindrique contenant cette vis. Cette enveloppe cylindrique est entourée extérieurement d'appareils destinés à la chauffer à la température nécessaire, par exemple d'éléments chauffants électriques. L'enveloppe contenant la vis est pourvue à une extrémité d'un dispositif d'introduction de la matière à plastifier qui est, en général, sous forme de granulés La matière à plastifier est introduite dans la chambre entre la paroi du cylindre et la partie de l'arbre se trouvant entre les spires de la pièce profilée hélicoidale en saillie. Quand la vis est mise en rotation autour de son axe par un moteur extérieur relié à un arbre dont est munie cette vis, la matière à plastifier avance axialement en utilisant le même principe que dans les transporteurs à vis d'Archimède. De ce point de vue, l'intervalle entre le cylindre et l'arête extérieure de la pièce profilée hélicoidale est tel qu'il ne permet aucun suintement de matière, laquelle est par conséquent obligée de se déplacer vers l'avant. Cet intervalle est en général de quelques dixièmes de millimètre. Pendant son avance, ladite matière glisse au contact de la paroi du cylindre, qui est maintenue à une température élevée, et elle devient plastique dès qu'elle s'échauffe, c 'est-à-dire que son état physique passe d'un solide granulaire à une pâte plastique. Cette matière passe, en fait, partiellement de l'état granulaire à l'état plastique dans une première portion du cylindre et de la vis, c'est-à-dire qu'un mélange d'une matière complètement plastifiée et de granulés avec un noyau encore solide est produit. A l'extrémité de cette portion, le volume occupé par la matière est moindre que le volume initial de la même masse de matière à l'état granulaire. Etant donné que le débit massique le long de la vis est constant, le débit volumique diminue. Lorsqu'il est avantageux de faite avancer la matière à une vitesse constante, l'aire de la section transversale de son passage est diminuée en augmentant le diamètre de l'arbre de la vis dans les compartiments situés entre les spires saillantes de la pièce profilée en hélice ou en réduisant le pas de cette hélice. La plastification de la matière est réalisée par la fusion complète des granulés résiduels dans la portion restante de la vis avant son écoulement dans une chambre de recueil. La vitesse de production de la matière plastifiée est mesurée par son débit massique. Pour augmenter cette vitesse de production, il faut augmenter, soit les dimensions de cette vis, soit sa vitesse de rotation. Dans ce second cas, un accroissement de la vitesse de rotation augmente la vitesse de transport de la matière et cette matière reste ainsi moins longtemps dans le cylindre de chauffage. Par conséquent, pour des longueurs identiques de la vis, de la matière granulaire non fondue reste dans la vis à l'extrémité de son parcours au-delà d'une certaine vitesse de rotation et perturbe l'opération d'injection ultérieure. La vitesse de rotation de la vis et la vitesse de production correspondante de la matière plastifiée sont relativement basses dans le but de garantir l'absence de granulés non fondus, ce qui limite le débit de l'ensemble de production. La présente invention a pour objet une tête de laminage à fixer à la partie terminale d'une vis de plastification pour produire un laminage ou une réduction de la section de la matière, avec le remélangeage qui en est la conséquence, de façon à éliminer les granulés résiduels non fondus par une action mécanique et à augmenter la productivité pour des vis de dimensions identiques. Cet objet est atteint par une vis de plastification avec une tête de laminage, du type consistant en un arbre muni d'une pièce profilée saillante hélicoidale introduite, avec un petit intervalle entre eux, dans un cylindre avec parois chauffées cet arbre tournant à l'intérieur dudit cylindre, dans laquelle ledit arbre comporte, â une extrémité, une tête contenue dans la paroi intérieure dudit cylindre, formant ainsi, entre la tête et la paroi intérieure du cylindre, des chambres de section transversale relativement grande, séparées par des passages réduits de section transversale plus petite. Les figures du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une coupe transversale passant par l'axe représentant la vis selon l'invention montée dans le cylindre de chauffage, pourvue d'un dispositif d'alimentation en matière, ce dernier étant représenté schématiquement. La figure 2 est une vue de l'extrémité de la vis, dans la portion comprenant la tête de laminage selon l'in invention En référence à la figure 1, un cylindre 1 entoure un arbre 2 sur lequel se trouve une pièce profilée saillante 3 en forme d'hélice continue, dont l'arête périphérique est en face de la paroi intérieure du cylindre 1, avec un petit intervalle entre elles. Une trémie 4 suivie d'un conduit vertical 5 représente schématiquement le dispositif d'alimentation en matière granulaire. L'arbre 2 se prolonge vers l'arrière sous la forme d'une portion cylindrique comprenant une tige rainée 6 couplée à un manchon rainé 7 auquel est relié un dispositif à moteur (non représenté) le faisant tourner. Le cylindre 1 est entouré sur toute sa longueur d'une enveloppe cylindrique 8 dans laquelle un dispositif 9 de chauffage électrique du type à résistance est placé au contact de la surface extérieure du cylindre 1. L'arbre 2 comporte une tête de laminage 10 et à son extrémité opposée, la tige rainée 6. En référence à la figure 2, la tête de laminage 10 est constituée par une première portion 11 cylindrique à l'extrémité de laquelle la pièce profilée hélicordale 3 est interrompue et une seconde portion 12 cylindrique terminale. La tête 10 a, entre ces deux portions, une forme de révolution autour d'un axe, avec des troncs de cne 13, 14, 15, 16, 17 et 18 qui convergent par paire et qui comportent, entre leurs grandes bases, des colliers cylindriques 19, 20 et 21 de diamètre inférieur à celui du cylindre idéal enveloppant l'arête extérieure de la pièce profilée hélicoidale 3. Des chambres annulaires 22, 23 et 24 de section transversale relativement importante sont créées de cette manière entre la paroi intérieure du cylindre 1 (figure 1) et la tête 10 et sont interrompues par des passages de section transversale moindres 25, 26 et 27. L'intervalle entre les bords des colliers 19, 20 et 21 et la paroi intérieure du cylindre 1 est à peu près de l'ordre de 5 à 10 % du diamètre intérieur du cylindre 1 et, dans le cas d'une vis normale, l'intervalle entre l'arête extérieure de la pièce profilée hélicoldale 3 et la paroi intérieure du cylindre 1 a une valeur maximale de quelques dixièmes de millimètre. Le fonctionnement de la tête de laminage est le suivant. La matière qui a été plastifiée mais qui contient encore en général dans sa masse une certaine quantité de granulés non encore entièrement fondus est poussée vers l'avant par la rotation de la vis et atteint la région à l'avant du premier collier 19. Elle est alors laminée", c ' est-à-dire qu'elle est obligée de traverser le passage de section transversale réduite 25 à une vitesse accrue. Pendant ce passage, les granulés non fondus sont déformés mécaniquement et mis en contact plus intime avec la matière plastifiée qui les entoure, facilitant ainsi leur fusion complète. L'introduction soudaine dans la chambre annulaire 23 de section transversale plus importante complète le laminage, c'està-dire produit une décélération avec un nouveau mélangeage, qui facilite l'homogénéisation de la matière plastifiée. La fusion des granulés résiduels et lthomogénéisation de la matière sont reprises et complétées par un passage à travers les parties aval de section réduite 26 et 27 et par l'introduction dans les chambres annulaires 22 et 24. L'avantage du montage de la tête de laminage sur des vis de plastification est, par conséquent, sa capacité d'améliorer la dissolution des granulés dans la masse plastifiée par cet effet de laminage mécanique, ce qui donne la possibilité d'utiliser de plus grandes vitesses de production pour des vis de mêmes dimensions tout en conservant un rendement de la plastification identique à celui obtenu avec la vis sans tête de laminage, mais seulement avec une avance plus lente de la matière dans le cylindre de chauffage. Le nombre de passages de section réduite contenus dans la tête de laminage selon l'invention et la forme et la disposition des pièces peuvent évidemment être modifiés sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1.- Vis de plastification du type constitué par un arbre muni d'une pièce profilée saillante hélicoïdale introduite, avec un petit intervalle entre eux, dans un cylindre a parois chauffées, cet arbre tournant à l'intérieur de ce cylindre, caractérise e en ce que ledit arbre comporte à une extrémité une tête contenue l'intérieur de la paroi intérieure dudit cylindre, formant ainsi entre cette tête et la paroi intérieure dudit cylindre des chambres de section transversale relativement grande, séparées par des passages de section transversale réduite. 2.- Vis selon la revendication 1, caractérisée en ce que ce cylindre présente une surface intérieure cylindrique à l'emplacement de ladite tête, et en ce que ladite tête possède une surface de révolution ondulée. 3.- Vis selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ladite tête est constituée par des paires d'éléments en forme de troncs de clone, les grandes bases de chaque paire étant l'une en face de l'autre et leurs axes de symétrie coïncidant avec l'axe de la vis. 4.- Vis selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'une portion cylindrique est comprise entre lesdites grandes bases des éléments en forme de tronc de cne. 5. Vis selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que le pourtour extérieur desdites grandes bases des éléments en forme de tronc de cane est une circonférence de diamètre inférieur à celui de la paroi intérieure du cylindre. 6.- Vis selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'ensemble de cette tête et de cette vis est d'une seule pièce.