Brevet FR2425930A1 — publié le 19791214

La présente invention a pour objet une buse d'injection du type employé pour injecter des matières plastiques dans des moules du type a canaux chauds. Dans ce type de moules, les canaux d'alimentation des empreintes ne sont pas aménagés, comme dans ces dernières, dans un corps refroidi mais, au contraire, dans une platine d'alimentation réchauffée afin qu'il ne se forme pas, au moment du démoulage des bavures de matière qui représentent un gaspillage de matière première et qui demandent un travail de séparation, mais la matière plastique qui occupe les canaux d'alimentation reste å l'état liquide, prête pour l'injection suivante. Le passage entre les canaux d'alimentation chauds et les empreintes du moule, froides, s'effectue au moyen de buses spéciales qui prolongent les canaux d'alimentation dans le corps refroidi du moule, jusqu'aux empreintes, ce qui fait que la matière plastique doit rester à l'état liquide. Dans ce but, les buses d'injection sont isolées thermiquement mais néanmoins, ceci donne lieu à un refroidissement de sorte que la matière plastique doit initi?lement être réchauffée au dessus de la température d'injection, ce qui risque de la détériorer ; en outre, au début des opérations, après une période d'arrêt, les buses se. trouvent remplies de matière première solidifiée ce qui provoque de graves difficultés lors du démarrage de la production. On peut tenter de réchauffer les buses au-moyen d'une résistance axiale autour de laquelle on fait circuler la matière plastique dans un canal de section annulaire, mais-de telles résistances sont coûteuses, se détériorent fréquemment et ne sont pas en outre en état de maintenir une température uniforme de la matière plastique qui se trouve tout autour, ce qui provoque un refroidissement au centre mais un refroidissement à la périphérie. L'un des buts de la présente invention est de remédier aux inconvénients des buses d'injections connues en réalisant une buse d'injection qui, à la fois, est de construction simple, robuste et économique tout en assurant de la meilleure manière possible le maintien de la matière. plastique à la température correcte d'injection jusqu'au voisinage immédiat des empreintes du moule, buse qui ne comporte aucun organe susceptible de se détériorer ou d'un fonctionnement peu fiable et qui ne pose pas de problèmes lors du démarrage de la production après un temps d'arrêt. La buse d'injection selon l'invention est caractérisée par le fait qu'elle comprend une partie intérieure s'étendant d'une base de raccordement à une platine d'alimentation à un point d'in- jection dans une empreinte du moule, un canal d'injection s'éten- dant longitudinalement dans la partie intérieure de la buse ; autour de cette partie intérieure, sur une partie importante de sa longueur, un élément chauffant tubulaire ; et une chemise exté rieur s'étendant de la base de raccordement jusqu'à une zone de cette partie intérieure voisine du point d'injection, enfermant cet élément chauffant tubulaire. De préférence, l'élément chauffant tubulaire est constitué par un enroulement de résistance électrique à tension extrêmement basse. de sorte qu'il n'est sujet à aucune détérioration, même après une longue période de fonctionnement. Une forme de réalisation de la buse d'injection conforme à l'invention va maintenant être décrite, à titre d'exemple non limitatif, et est représentée schématiquement en coupe diamétrale à une échelle très agrandie à la figure unique jointe. Sur cette figure, le repère 1 indique une section d'une platine réchauffée d'alimentation normale où sont aménagés les canaux d'alimentation dont on a représenté une extrémité 2. Le repère 3 indique le corps refroidi du moule dont la surface 4 appartient à l'une des empreintes en creux où l'on doit effectuer l'injection. Ces éléments ne présentent pas de particularités spéciales en comparaison de ceux ordinairement utilisés, excepté le fait que dans ceux-ci le réchauffage et, le refroidissement, respectivement peuvent être rationnellement aménagés jusqu'au voisinage immédiat des buses d'injection ce qui garantit ainsi un meilleur fonctionnement étant donné que l'on ne doit pas avoir, grâce à l'invention, ce compromis préjudiciable à cet égard, découlant d'une infériorité de la buse. La buse conforme à l'invention comprend une première partie constituée par une base 5, portant contre la platine chaude d'alimentation 1, et par une tige 6, qui stetend jusqu'au point d'injection, ces organes étant traversés par un canal d'injection 7 qui prolonge le canal d'alimentation 2.Dans la forme représentée qui est du type destiné à ne pas laisser de trace du point d'insection, la tige 6,se termine par une pointe-8, affleurant à la surface 4, du moule 3, dans un trou d'injedtion 9 et le canal d'injection 7 aboutit à un passage 10 dévié latéralement par rapport à la pointe 8, on doit cependant comprendre que l'invention est également applicable à des buses plus simples où le canal d'injection 7 se poursuit simplement jusqu'à l'extrémité de la tige 6, affleurant ou dépassant à/ou de la surface 4 du moule. La buse comprend également une chemise 11, qui entoure, à une certaine distance la tige 6, et qui s'étend de la base 5, jusqu'à l'extrémité de la tige 6. Cette-chemise 11 et la cavité du moule 3, pour l'incorporation de la buse d'injection sont façan- nées de telle façon qui une zone 12, d'accouplement droit, fasse suite un vide 13, lequel après une première injection, se remplit de matière plastique solidifiée ce qui-contribue à l'isolement thermique et à l'étanchéité vers l'extérieur des fortes pressions d'injection. La base de la chemise 11, et la base 5 de la buse, sont comme dans les formes de buses connues fixées par des boulons entre le moule 3 et la plaque d'alimentation 1. La première partie du moule, comprenant la base 5 et la tige 6, est réalisée dans un métal à haute conductibilité thermique, comme par exemple un alliage de cuivre approprié, au contraire, la chemise 11 est construite dans un#métal ayant la plus basse conductibilité possible, comme par exemple un acier spécial au chrome. Ce choix des matériaux contrihue à maintenir une température uniforme de la matière plastique qui, en service, se trouve à l'état fondu dans le canal dtinåection 7. La tige 6 est entourée par un petit tubel4 en matériau isolant électrique mais possédant une conductibilité thermique relativement bonne, comme par exemple un type de stéatite approprié. Surale petit tube 14, est enroulé en hélice un gros fil de résistance 15, dont une extrémité 16 sort de la chemise 11, près de la base 5, traverse un isolateur 18, pour être ensuite reliée à une source d'alimentation à basse tension, tandis que 11 extrémité opposée 17 de la résistance 15 est reliée, brasée# par exemple, à la chemise Il et va ainsi à la masse pour le retour de l'alimentation électrique. La résistance 15, enroulée autour du tube 14, constitue un élément chauffant tubulaire qui entoure la tige 6 et son canal d'injection 7, jusqu'au voisinage immédiat du point d'injection, assurant le maintien de la matière plastique en fusion à la température correcte d'injection, indépendamment des déperditions de chaleur inévitables vers le corps froid du moule, pertes que la résistance 15 compense directement. Ces pertes sont également limitées par le vide 13, la faible conductibilité thermique de la chemise 11, et en outre par un tube isolant 19 incorporé entre la résistance 15, et la chemise 11. Les isolateurs 18 et 19 peuvent, par exemple, être construits en alumine. La construction décrite peut être très compacte et se prête aussi pour les buses d'injection de petites dimensions par exemple, le diamètre extérieur de la chemise Il peut être de ltor- dre de 20 ma. Dans ces dimensions, le fil de résistance 15, peut avoir, par exemple, un diamètre de 1 mm environ, ce qui lui communique une robustesse extrême et l'alimentation électrique, effectuée sous une tension de quelques volts, peut être réglée a une puissance de l'ordre de 80 Watts. Comme on lta dit, le corps 3 du moule peut être efficaeement refroidi près de la buse d'injection et uniquement au voisinage immédiat du trou d'injection 9 qui s avère être moins froid à cause de sa section réduite et du voisinage de la matière plastique en fusion, de sorte que la solidification des corps injectés se fait régulièrement et rapidement et peut assurer une productivite élevée. En outre, le faible diamètre de la buse permet dans de nombreux cas d'adopter des moules comportant un nombre d'empreintes particulièrement élevé. Comme on peut le voir, la matière plastique est maintenue a une température de fusion correcte jusqu'au voisinage immé- diat du point dlinuectlon sans qu'il ne se produise d'échauffement excessif de la plsque-dT2llmentation de sorte que l'on assure ainsi les meilleures conditions de travail normal , a la mise en route, la résistance 15 fait fondre la matière plastique solidifiée dans le canai d'injection 7, et par suite l'injection se fait régulièrement, dès le premier coup. Afin d'accélérer ce réchauffage initial, la résistance 15 peut éventuellement être alimentée sous une tension plus élevée pendant une courte période initiale. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui a été décrit et représenté à titre d'exemple, on pourra y apporter de nombreuses modifications de détails, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O-N S 10 - Buse pour l'injection de matières plastiques dans des moules du type à canaux chauds, caractérisée par le fait qu' elle comprend une partie intérieure s'étendant d'une base de raccordement à une platine d'alimentation à un point d'injection dans une empreinte du moule ; un canal d'injection s-'étendant longitudinalement dans la partie intérieure de la buse, autour de cette partie intérieure, sur une partie importante de sa longueur, un élément chauffant tubulaire, et une chemise extérieure, s'étendant de la base de raccordement jusqu a une zone de cette partie intérieure voisine du point d'injection enfermant cet élément chauffant tubulaire. 20 - Buse d'injection conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément chauffant tubulaire est constitué par un enroulement hélicoidal de fil électriquement résistif sur un petit tube isolant électrique. 30 - Buse d'injection conforme à la revendication 2, caractérisée en ce que ce fil résistif de section relativement grande et dimensionnée pour une alimentation à très basse tension traverse ladite chemise, passe dans un isolateur voisin de la base de raccordement pour être connecté à une source d'alimentation électrique et est relié à l'autre extrémité à ladite chemise par un retour à la masse de l'alimentation. 40 - Buse d'injection conforme à la revendication 1, caractérisée en ce qu'un tube isolant thermique est incorporé entre cet élément chauffant et la chemise enveloppante. - Buse dtinåection conforme à la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite chemise et la cavité correspondante usinée dans le moule, pour son introduction, sont diène sionnées de manière à présenter une zone d'accouplement droit suivie d'un vide destiné à être rempli de matière plastique. 60 - Buse d'injection conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la partie intérieure est construite dans un métal présentant une conductibilité thermique élevée (comme par exemple un alliage de cuivre), la chemise étant construite dans un métal ayant une conductibilité relativement hasse (comme par exemple un acier spécial au chromej et le tube isolant supportant la résistance électrique est construit dans un matériau isolant électrique mais possédant une conductibi lité thermique relativement élevée (comme par exemple une stéatite appropriée).