Brevet FR2486862A1 — publié le 19820122

_1_ La présente invention concerne dessystèmes de moulage par injection à obturateur et plus particulièrement un joint d'étanchéité perfectionné de buse s'étendant à tra- vers l'espace d'air à partir de la pièce coulée constituant le dispositif de chauffage pour former l'entrée d'injection. Comme cela est représenté dans le brevet déposé aux Etats-Unis d'Amérique sous le n0 4 043 740, il est connu de prévoir un joint d'étan- chéité de buse, qui est logé dans la partieformant buse, de la pièce coulée constituant le dispositif de chauffage et qui s'étend à travers l'espace d'air pour venir en abou- tement sur la plaque à empreinte autour de l'entrée d'injec- tion. Bien que ceci empêche l'échappement de la masse en fusion sous pression dans l'espace d'air et augmente le transfert thermique en direction de la zone de l'entrée d'injection, il subsiste certains problèmes qui ne sont pas résolus lorsque l'on utilise certains matériaux pour certaines applications. Normalement, le pointeau de la valve n'est pas fermé pendant un intervalle de temps de 3 à 4 secondes après que l'empreinte a été remplie, de manière à permettre un retrait. Cependant, pendant cet intervalle de temps, une couche ou un film mince de la masse en fusion se solidifie à l'intérieur de l'entrée d'injection et, lorsque le pointeau de la valve est fermé, une pression considérable est appliquée à ce matériau solidifié. Ceci provoque la cristallisation de certains matériaux tels que les polyesterslorsque la pression est appliquée. Pendant le cycle suivant, lorsque le pointeau de la valve est ouvertce matériau cristallin traverse l'entrée d'injection et pénètre dans l'empreinte, ce qui produit des soufflures dans le produit moulé. Ceci est particulièrement nuisible lors du moulage de préformes en polyesters thermo- plastiques au téréphtalate de polyéthylène qui doivent être moulés par soufflage sous la forme de bouteilles -2- étant donné que le matériau cristallin, qui est formé,est laiteux et ne peut être soufflé. Un autre problème subsistant avec le système précédent est qu'une bulle peut se former sur le produit lorsque le moule est ouvert et que le produit est écarté de l'entrée d'injection. Bien qu'il soit connu de prévoir des pièces coulées constituant le dispositif de chauffage ou des buses chauffées extérieurement qui s'étendent directement en direction de l'empreinte à travers une ouverture de l'entrée d'injection située dans la plaque à empreinte, cet agencement a pour inconvénient de provoquer une perte de chaleur excessive par l'intermédiaire du contact direct existant entre la plaque à empreinte refroidie et la buse chauffée, qui doit être réalisée en un matériau relativement conducteur. Afin de résoudre ces problèmes, il est nécessaire de prévoir le transfert de la chaleur directement dans la zone de l'entrée d'injection située au voisinage de l'empreinte. Cependantceci doit être effectué sans réduire le refroidissement efficace des parties voisines de la plaque à empreinte. Comme on le notera, plus la chaleur qui est transférée par conduction à ladite zone est importante, plus le refroidissement devient efficace. Sinon, le produit ne durcira pas d'une façon suffisamment rapide pour fournir un fonctionnement efficace du système. C'est pourquoi un objet de la présente invention est de résoudre au moins partiellement ces inconvénients en fournissant un joint d'étanchéité de buse, qui soit un composant séparé de la pièce coulée constituant le dispositif de chauffage et qui s'étende à l'intérieur de la plaque à empreinte pour former l'entrée d'injec- tion. A cette fin, conformément à l'un de ses aspects, la présente invention fournit un système de moulage par injection à obturateur comportant une pièce coulée constituant le dispositif de chauffagechauffée, logée dans une plaque à empreinte refroidie et qui -3possède une partie formant buse qui est séparée de la plaque à empreinte par un espace d'air, une entrée d'injection traversant la plaque à empreinte et aboutis- sant à une empreinte, un passage pour la masse en fusion, s'étendant à travers la pièce coulée constituant le dispositif de chauffage pour le transfert de la masse en fusion sous pression depuis une machine de moulage en direction de l'entrée d'injection, un pointeau allongé de valve destiné à avoir un mouvement de va-et-vient dans un perçage ménagé dans la pièce coulée constituant le dispositif de chauffage entre des positions ouverte et fermée, le pointeau de la valve possédant une extrémi- té entraînée et une extrémité en forme de pointe, et un mécanisme d'actionnement du pointeau de la valve, le perfectionnement consistant en ce qu'un joint d'étanchéi- té creux de buse, possédant un perçage central, s'étend à travers l'espace d'air situé entre la pièce coulée constituant le dispositif de chauffage et la plaque à empreinte, ledit perçage étant coaxial avec le perçage de la pièce coulée constituant le dispositif de chauf- fage et l'entrée d'injection, le joint d'étanchéité et de buse possédant une première extrémité introduite dans la partie -formant la buse de la pièce coulée consti- tuant le dispositif de chauffage, et une seconde extrémi- té qui s'étend à l'intérieur d'une ouverture de l'entrée d'injection, traversant la plaque à empreinte, grâce à quoi la seconde extrémité du joint d'étanchéité de buse constitue l'entrée d'injection qui reçoit l'extrémité en pointe du pointeau de valve dans la position fermée. D'autres objets et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante consi- dérée en liaison avec les dessins annexés, sur lesquels: La figure 1 est une vue en coupe d'un système de moulage par injection à obturateur, conformément à une forme de réalisation préférée de l'invention -4- la figure 2 est une vueen coupe partielled'un joint d'étanchéité de buse de l'art antérieur. J la figure 3 est une vue en coupe à plus grande échelle du joint d'étanchéité de buse représenté sur la figure 1; et la figure 4 est une vue similaire montrant un joint d'étanchéité de buse, conformément à une autre forme de réalisation de l'invention. On se réfère tout d'abord à la figure 1, qui- 1.0 montre un système de moulage par injection à obturateur possédant un passage 10 pour la masse en fusion,à travers lequel la masse en fusion sous pression s'écoule depuis une machine de moulage 12' pour pénétrer dans une emprein- te 14 d'une plaque à empreinte 16. Le passage '10' pour 1.5 la masse en fusion s'étend à travers une plaque arrière 18' d'une pièce coulée 20 constituant le dispositif de chauffage, à partir duquel la masse en fusion s'écoule à travers une entrée d'injection 22 constituée par le joint d'étanchéité de buse '24 et l'empreinte.14. Le passage O-. pour la masse en fusion s'étend également à travers un joint d'étanchéité 26 en forme de manchon, qui est logé dans la pièce coulée 20 constituant le dispositif de chauffage et vient en butée contre la plaque arrière 18. La pièce coulée Z0 constituant le dispositif de chauffage est chauffée par un organe de chauffage électrique 28 qui est coulé en elle et possède une partie 30 formant buse qui est montée de façon fixe dans la plaque à empreinte 16 au moyen d'un manchon isolant 32 La plaque à empreinte 16 est refroidie par des organes de refroidissement '34 et un espace d'air 36 est prévu de manière à isoler la plaque à empreinte 16- refroidie par rapport à la pièce coulée 20,,constituant le dispositif de chauf- fagse, chauffée. Un pointeau de valve 38 est disposé dans un perçage 40- de forme générale cylindrique situé dans -5 - la pièce coulée 20 constituant le dispositif de chauf- fage. Il possède une extrémité pointue 42 entraînée et une extrémité en pointe 44 qui est conformée de manière à être logée dans l'entrée d'injection 22 formée par le joint d'étanchéité de buse 24. Le méca- nisme d'actionnement du pointeau de valve comporte un piston 46 à commande pneumatique et un bras oscillant 48 qui pivote sur une rotule 50. fixée à l'extrémité d'une partie 52. formant tourillon de la plaque arrière 18, comme cela est visible, et, après avoir traversé le joint d'étanchéité en forme de manchon 26, le pas- sage 10 pour la masse-en fusion rejoint le perçage cylindrique 40 présent dans la pièce coulée 20 constituant le dispositif de chauffage, et la masse en fusion s'écoule ensuite autour du pointeau de valve 38., tout en étant chauffée depuis l'extérieur. Comme cela est visible de façon plus nette sur la figure 3, le joint d'étanchéité de buse 24 est creux et possède une première extrémité -54 qui est logée de façon fixe dans un renfoncement cylindrique 56 situé dans la partie.30 > constituant la buse, de la pièce coulée 20, tandis que le perçage intérieur '58 du joint d'étanchéité de buse *24 est aligné avec le perçage cylindrique 40 de la pièce coulée 20. consti- tuant le dispositif de chauffage. Le joint d'étanchéité 24 comporte également une seconde extrémité conique.60 qui prend fermement appui dans une ouverture adaptée 62 de l'entrée d'injection qui s'étend à travers la plaque à empreinte 16 An direction de l'empreinte 14. Le joint d'étanchéité de la buse 24 est constitué en alliage de titane et est dimensionné de telle manière qu'il se dilate et soitamené en contact de butée avec la plaque à empreinte 16, lorsqu'il est chauffé à la température de fonctionnement. Ceci empêche l'échappement de la masse fondue sous pression dans l'espace d'air 36 tout en évitant un contact direct entre la pièce coulée 20, -6- constituant le dispositif de chauffage, chauffée et la plaque à empreinte refroidie 16. Dans cette forme de réalisation, la surface d'extrémité 64 est plate et sensiblement alignée avec la paroi 66 de l'emprein- te dans les conditions de fonctionnement. Le perçage intérieur 58 du joint d'étanchéité de buse 24 est rétréci avec une forme conique de manière à former l'entrée d'injection 22., et la surface extérieure 68 de l'extrémité de pointe 44 du pointeau de valve 38 est rétrécie avec une forme conique similaire de manière à être logée dans l'entrée d'injection 22, dans la position fermée, avec sa surface d'extrémité 70 égale- ment sensiblement alignée avec la paroi 66 de l'empreinte. En cours d'utilisation, le pointeau de valve 38 fonctionne d'une manière classique en ouvrant et fermant l'entrée d'injection 22. La pression de l'air actionne le piston 46 qui fait pivoter le bras oscillant- 48 de manière à amener le pointeau de valve 38. dans la position fermée, l'extrémité en pointe 44; de ce pointeau étant logée dans l'entrée d'injection 22.. Lorsque la pression de l'air est relâchée et que la pres- sion de la masse en fusion est réappliquée après éjection, la pression de la masse en fusion déplace le pointeau de valve 38 dans la position ouverte. Dans cette posi- tion, la masse en fusion chaude sous pression provenant de la machine de moulage 12 s'écoule à travers le pas- sage 10 et à travers l'entrée d'injection 22 et pénètre dans l'empreinte 14. Après maintien de la pression pendant quelques secondes de manière à permet- tre le "compactage" et afin d'empêcher un retrait, la valve est alors fermée, le produit est refroidi de manière à être éjecté et le processus se répète. La figure 2 représente un joint d'étanchéité de buse antérieur du type décrit dans le brevet déposé aux Etats-Unis d'Amérique sous - 7- le n0 4 043 740, mentionné précédemment, ce joint d'étanchéité de buse vient en aboutement contre la plaque à empreinte autour de l'entrée d'injection, qui ne délivre pas une chaleur suffisante pour éviter l formation d'une. pelJicule ou une couche de masse en-fusicn 72 sur la surface intérieure de l'entrée d'injection dans la plaque à empreinte, dans certaines applications. Lorsque le pointeau de valve se ferme, comme représenté, cette couche de masse en fusion 72 est mise sous pression, ce qui entraîne sa cristallisation avec les conséquences nuisibles indiquées précédemment. Selon la présente invention, on évite ce phénomène en prolon- geant le joint d'étanchéité de buse 24 à l'intérieur d'une ouverture 62 de l'entrée d'injection, dans la plaque à empreinte 16 ce qui a pour effet que l'entrée d'injection 22' est ménagée dans le joint d'étanchéité 24 et non pas dans la plaque à empreinte 16. Le joint d'étanchéité de buse 24. est constitué en un matériau mauvais conducteur qui,selon le type de matériau qui est moulé,conduit unechaleur suffisante en direction de la zone de l'entrée d'injection sans provoquer une perte de chaleur excessive à travers le joint d'étanchéité de buse 24 en direction de la pla- que à empreinte 16. La plaque à empreinte 16 conserve par conséquent l'efficacité de son refroidissement qui devient même plus important pour permettre un fonction- nement réussi du système, ce qui résulte du fait de prévoir un transfert thermique directement autour de l'entrée d'injection. En se référant maintenant à la figure 4, on y voit partiellement représenté un système de moulage par injection à obturateur possédant un joint d'étanchéité de buse conforme à une autre forme de réalisation de l'invention. Etant donné que bon nombre des caractéris- tiques de cette forme de réalisation sont identiques à celles de la première forme de réalisation, les carac- téristiques communes aux deux formes de réalisation sont -8- décrites et illustrées en utilisant les mêmes chiffres de référence. Dans cette forme de réalisationla surface d'extrémité 70' de l'extrémité en pointe 44. du pointeau de valve 38 est arrondie et la surface d'extrémité 64 du joint d'étanchéité de buse 24 est incurvée intérieurement vers le haut de manière à laisser subsister un espace 74 qui est rempli par la masse en fusion lorsque le pointeau de valve 38 se f erme. Bien que cette disposition crée une trace à l'entrée d'injection, on peut l'utiliser'pour le moulage de produits pour lesquels ceci n'a pas d'importance comme par exemple lors de la réalisation de préformes devant être moulées par souf- flage, sous la forme de bouteilles. Le fonctionnement de cette forme de réalisation de l'invention est es- sentiellement identique à celui décrit ci-dessus et il n'est pas nécessaire de le répéter. Bien que la description de la présente invention ait été faite en rapport avec deux formes de réalisation particulières, elle ne doit pas être interprétée dans un sens limitatif. Des variantes et modifications apparaîtront aux spécialistes de cette technique. En particulierle joint d'étanchéité de buse 24 pourrait avoir d'autres formes et pourrait être constitué par d'autres matériaux tout en formant encore l'entrée d'injection et tout en fournissant encore les caractéristiques de transfert thermique nécessaires. 248686È -9- REVENDICATIONS 1. Système de moulage par injection à obtura- teur comportant une pièce coulée (20), constituant un dispositif de chauffage, chauffée, logée dans une plaque à empreinte (16) refroidie et comportant une partie formant buse (30) qui est séparée de la plaque à emprein- te (16) par un espace d'air, une entrée d'injection (22) traversant la plaque à empreinte (16) et aboutissant à une empreinte (14), un passage (10) pour la masse en fusion s'étendant à travers la pièce coulée (20) consti- tuant le dispositif de chauffage pour transférer la masse en fusion sous pression depuis une machine de moulage vers l'entrée d'injection (22), un pointeau de valve (38) allongé destiné à avoir un mouvement de va-etvient dans un perçage (40) situé dans la pièce moulée constituant le dispositif de chauffage, entre des positions ouverte et fermée, le pointeau devalve (38) comportant une extré- mité entraînée (42) et une extrémité en pointe (44), et un mécanisme (46, 48) d'entraînement du pointeau de valve (38), caractérisé en ce qu'il comporte un joint d'étanchéité creux de buse (24) possédant un perçage central (58) s'étendant à travers l'espace d'air compris entre la pièce coulée (20) constituant le dispositif de chauffage et la plaque à empreinte (16),ledit perçage (58) étant coaxial au perçage (40) de la pièce coulée consti- tuant le dispositif de chauffage et à l'entrée d'injection (22), et que le joint d'étanchéité de buse (24) possède une première extrémité (54) logée dans la partieformant buse, de la pièce coulée (20) constituant le dispositif de chauffage et une seconde extrémité (60) qui s'étend à l'intérieur d'une ouverture (62) de l'entrée d'injection (22), ménagée à travers la plaque à empreinte (16),grâce à quoi la seconde extrémité (60) du joint d'étanchéité de buse (24) constitue l'entrée d'injection (22) qui reçoit l'extrémité en pointe (44) du pointeau de valve (38)dans la position fermée. -1.0- 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde extrémité (60) du joint d'étanchéité de buse (24) s'étend à travers l'ouverture (62) de l'entrée d'injection,ménagée dans la plaque à empreinte (16), sensiblement jusqu'à l'empreinte (14). 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité de buse (24) est consti- tué par un alliage de titane.