Brevet FR2490548A1 — publié le 19820326

La présente invention est relative à un dispositif de distribution pour moulage par extrusion et injection de matières plastiques. On sait que pour injecter une matière plastique dans un moule ou empreinte de formes complexes ou, simultanément, dans plusieurs empreintes à partir d'une même buse principale, on intercale entre cette dernière et la ou les empreintes, un dispositif qui comprend notamment - un orifice d'entrée pour la matière plastique fluide qui sort de la buse principale ou buse d'arrivée de matière plastique, - un réseau de canaux de distribution de la matière plastique vers des buses secondaires ou buses de sortie, - des orifices de sortie en regard desquels sont montées les buses secondaires destinées à injecter la matière dans des empreintes différentes ou en diverses zones d'une empreinte unique de forme relativement compliquée. Ces dispositifs intermédiaires placés entre la machine contenant la matière à l'état plastique ou fluide et les empreintes à remplir, permettent de remplir plusieurs empreintes à la fois. Toute- fois, les dispositifs connus à ce jour présentent plusieurs inconvénients s - la température est souvent très inégale dans les différents canaux de distribution, selon que ceux-ci sont placés au centre du dispositif ou près de sa périphérie, - la matière à injecter se refroidit dans lesdits canaux, lesquels sont longs, droits et souvent sinueux; par conséquent, la matière qui entre à l'état presque fluide (à la sortie de la buse principale) peut arriver à l'état pratiquement pâteux aux buses secondaires de sortie, - le remplissage des empreintes est souvent imparfait, en particulier les parties présentant des zones étroites et profondes sont difficilement atteintes par la matière plastique pâteuse, - quand les buses secondaires injectent dans une même empreinte, la matière plastique injectée est insuffisamment homogène et la pièce obtenue présente des tensions internes; de même, il est très difficile d'obtenir, par une injection de ce type, des pièces de très faible épaisseur. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en réalisant un dispositif de distribution pour le moulage par in section et extrusion de matières plastiques équipé d'un système qui permet de maintenir la matière plastique à une température uniforme et constante jusqu? aulx buses secondaires de remplissage de la ou des empreintes, tout en assurant la fluidité de ladite matière, ce qui améliore son écoulement dans la ou les empreintes. Un dispositif selon l'invention, pour la distribution de matières plastiques injectées comporte une buse principale dt rrivée de la matière, un réseau de canaux de distribution et d'écoulement de cette matière, tous ces canaux étant sécants et aboutissant à des buses secondaires pour le remplissage d'une ou plusieurs empreintes, et il est caractérisé en ce qu'il comporte un circuit magnétique massif en un matériau à très fort coefficient d'hystérésis et à fortes pertes par courant de Soucault, ce circuit étant soumis à l'action d'un circuit électrique inducteur alternatif. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le circuit magnétique.est élaboré dans une pièce massive d'un acier spécial et il comporte des logements susceptibles de recevoir des barres conductrices, par exemple, des barres en cuivre, pour réaliser le circuit électrique inducteur. Suivant une autre caractéristique d#dd invention, le circuit magnétique comporte tous les canaux de distribution de matière plastique, si bien que ceux-ci sont portés, sous lteffet des pertes par hystérésis et courants de Foucault, à une température uniforme et constante. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, 1' alimentation du circuit électrique alternatif inducteur est réalieéeà travers un transformateur dont le secondaire est connecté aux barres du cuivre du dispositif, tandis que le primaire comporte un système de régulation. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les barres de cuivre du circuit inducteur sont disposées dans plusieurs logements parallèles du circuit magnétique massif, pour former des bon- cles de courant entre lesquelles sont placés les canaux d'écoulement de la matière plastique à injectera - la matière plsatique est soumise à l'influence du champ magnétique alternatif. L'état électrostatique de la matière plastique soumise au champ magnétique intense imprime aux particules de cette matière un effort mécanique vibratoire qui facilite l'écoulement de ladite matière jus qu'aux empreintes (fluidité et homogénéité de la matière sont améliorées) Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. - - Fig. 1 est une vue générale éclatée, en perspective, d'un dispositif de distribution pour moulages des matières plastiques selon 1' invention. - Fig. 2 est une coupe suivant les flèches Il-Il (fig. 1) du dispositif après positionnement de ses pièces élémentaires. On a représenté sur le dessin un dispositif de distribution selon l'invention qui comprend s - une buse principale 1 pour l'arrivée de la matière plastique fluide depuis la machine à injection (non représentée) , - un demi-bloc supérieur (2), (3) dans lequel est aménagé par perçage le réseau de distribution , (4), (5), (6), les perçages des canaux étant fermés à chaque extrémité par des bouchons vissés (pour la clarté du dessin, on a représenté le demi-bloc (2), (3) coupé à miépaisseur) . - un demi-bloc inférieur 17 dans lequel sont fraisés des logements parallèles pour recevoir les barres en cuivre du circuit électrique. Ce bloc inférieur porte aussi des busettes secondaires 26 destinées au remplissage des empreintes. Les busettes secondaires 26 sont montées sur des perçages, tels que 12, 13, 14, 15, traversant le bloc inférieur 17 et mis en coinci- dence avec les mêmes perçages 8, 9, 10, 11, du bloc supérieur 2, 3 débouchant dans les canaux de distribution 4, 5, 6. Au passage du bloc supérieur 2, 3, au bloc inférieur 17, l' étanchéité est assurée par des bic8nes. Un vissage énergique assure l'assemblage des deux blocs dont le plan de joint devra être rectifié. La rectification des deux faces du plan de joint est destinée à réduire les fuites magnétiques. Le circuit électrique est constitué par un jeu de barres préfabriqué 20, 21, 22 constituant un bobinage monospire par noyau dans le cas d'exemple a "trois spires-trois noyaux". La spire centrale est obligatoirement connectée, à chacune des spires latérales, en sens inverse. En effet, il est important de considérer cet ensemble comme un circuit magnétique homogène à deux branches, une centrale 21 et deux demi-latérales 20, 22. Le noyau central devra avoir une section sen siblement égale à la somme des deux autres pour que la densité de flux magnétique soit uniforme dans les trois noyaux. En résumé, le jeu des barres considéré dans l'exemple constitue un montage série des trois boucles 20, 21, 22. Son entrée et sa sortie sont connectées au secondaire d'un transformateur tri-monophasé 23. L'avantage de l'utilisation d'un transformateur tri-monophasé 23 se situe dans le fait que la fréquence du courant de sortie secondaire est le triple de la fréquence d'alimentation. Le primaire de ce transformateur est connecté obligatoirement en étoile avec commutateur de neutre permettant une adaptation de puissance. Ce transformateur est raccordé au réseau par l'intermédiaire d'un coffret de protection et de régulation 24. La description ci-dessus se rapporte à l'exemple choisi mais n'est, en aucun cas, limitative. Le fonctionnement est le suivant La matière plastique arrive dans le dispositif de distribution 2, 3, 17 par la buse principale 1 pour être injectée en diverses zones d' une empreinte 16 grgce aux buses secondaires 2 & La matière suit le trajet illustré en fig. 1 par les flèches 27. Au cours de son trajet dans les canaux 4, 5, 6, cette matière tend à se refroidir, donc à devenir plus payeuse, ce qui génie et peut même bloquer son écoulement. Pour éviter cet inconvénient, on intègre au dispositif de distribution un système qui permet d'échauffer ledit dispositif (donc la matière qui sty écoule) . Cet échauffement est créé par les pertes par hystérésis et courants de Foucault dans le circuit magnétique 17 qu' on soumet à l'action d'un champ magnétique alternatif par lsintermé- diaire de boucles de courant alternatif. Ces boucles de courant électrique alternatif sont matérialisées par les barres de cuivre 20, 21 et 22 logées dans les logements 18 et 19 prévus dans le circuit magnétique. Par conséquent lorsqu'on connecte les barres 20 et 22 au secondaire du transformateur 23 (fig. 1), on réalise un champ magnétique alternatif à l'intérieur duquel sont logés tous les canaux de distribution 4, 5, 6, ainsi que les buses secondaires 12, 13 Les plaques isolantes prévues au montage sont destinées à l'isole- ment électrique du jeu de barres. L'écoulement et la fluidité des matières plastiques dans le dispositif de flistribution sont également améliorées par un autre phénomène Lorsque les barres de cuivre sont alimentées, elles provoquent, comme on l'a vu, une induction alternative, or, la matière plastique présente des propriétés électrostatiques, Si bien que lorsqu'elle se trouve soumise à l'induction alternative, chacune de ses particules subit une vibration importante qui, à la fois, augmente la fluidité de la matière plastique et facilite son écoulement le long des canaux de distribution. Bien entendu, la structure du dispositif de distribution et les connexions électro-magnétiques illustrées sur les dessins ne sont données qu'à titre indicatif. Dans le cas de la figure 2, deux buses 26 injectent dans la mdme empreinte 16. On pourrait évidemment avoir une injection multiple (e'est-à-dire une empreinte par buse de sortie 26). On peut également modifier le nombre et les dimensions des boucles du circuit inducteur alternatif 20, 21, 22. De plus, le coffret 24 (figure 1) comporte un ou des câblages de type connu pour réaliser à la fois la sécurité du dispositif et la régulation de l'échauffement, lequel est susceptible d'être ajusté à une valeur donné. Les principaux avantages de l'invention sont les suivants - la fluidité de la matière est augmentée, ce qui facilite le remplis sage correct de la ou des empreintes, - le refroidissement du moule est simplifié, tandis qu'on peut obtenir par ce type d'injection des pièces de grande surface frontale et de très faible épaisseur, - les pièces obtenues sont de meilleure qualité son notera, en particulier, que la répartition régulière de la température dans le dispositif de distribution améliore l'homogénéité de la matière et supprime pratiquement toutes les tensions internes qui apparaissent habituellement lors du démoulage, - les pièces obtenues sont plus denses et moins poreuses. Par ailleurs, on notera que ltensemble des pièces en matériau magnétique (pièces 2, 3, 17) est susceptible d'être protégé par un carter de protection ou des flasques périphériques 30 disposés entre une semelle de fixation supérieure 31 et ltempreinte 16 ou la plaque isolante 28 (fig. 2) REvENDICÂTI0I#S 1. Dispositif pour -1 a distribution de matières plastiques pour moulage, comportant une buse principale (i) d'arrivée de la matière, un réseau de canaux de distribution et d'écoulement (4, 5, 6) de cette matière vers au moins une buse secondaire (26) pour le remplissage d'une ou plusieurs empreintes (16) , caractérisé en ce qu'il comporte un circuit magnétique massif (2, 3, 17) en un matériau à fort coefficient ithystérésis et à fortes pertes par courants de FOUCÂULT, ce circuit étant excité par un circuit électrique inducteur (20, 21, 22, 23) 2.Dispositif suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que le circuit magnétique est élaboré en une pièce massive (17) d'un acier spécial dans laquelle on a prévu deslogements (18, 19) susceptibles de recevoir des barres conductrices,par exemple des barres en cuivre (20, 21, 22) qui, connectées aux sorties du secondaire d'un transformateur (23), réalisent des boucles de courant pour créer un champ magnétique alternatif 3.Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 , caractérisé en ce que le circuit magnétique massif (2, 3, 17) comporte tous les canaux de distribution (4, 5, 6) de la matière plastique, si bien que ces canaux (4, 5, 6) se trouvent à l'intérieur du champ magnétique qui les porte, sous l'effet des pertes par hystérésis et courants de FQUCAFLT, à une température plus élevée, uniforme et constante, le dispositif étant soumis à un échauffement 4. Dispositif suivant la revendication 2 , caractérisé par le montage en série d'un certain nombre de spires (barres de cuivre 20, 21, 22) logées dans des fraisages du bloc magnétique(17) pour constituer un circuit inducteur à forte intensité 5.Dispositif suivant la revendication 2 , caractérisé en ce que les enroulements du primaire du transformateur (23) sont reliés au secteur électrique (25) à travers un coffret (24) qui réalise à la fois la protection et la régulation du dispositif, tandis que les branchements sont susceptibles d'entre réglés pour réaliser un échauffement désiré 6.Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les canaux (4, 5, 6) pour la distribution de la matière plastique entre la buse principale (1) et les buses secondaires (26) sont tous communicants à proximité de l'orifice (7) qui reçoit la buse principale d'arrivée (1) de matière, tous ces canaux (4, 5, 6) étant soumis au champ magnétique inducteur alternatif, si bien que les particules de matière plastique qui possèdent des propriétés électrostatiques subissent, sous l'effet de ce champ alternatif, une vibration intense, ce qui. favorise l'homogénéité de la matière, facilite son écoulement le long des canaux et améliore la fluidité de ladite matière plastique. 7. Dispositif suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que le circuit magnétique massif est réalisé en deux parties : a) une partie massive inférieure (17) en acier spécial à perméabilité magnétique, coefficient d'hystérésis et pertes par courants de FOUCAULT élevés, des logements (18, 19) pour les conducteurs (20, 21, 22) du circuit électrique inducteur b) une partie supérieure (2, 3) qui comporte les canaux de distribution (4, 5, 6) et un orifice (7) susceptible de recevoir la buse principale d'arrivée (i) pour la matière plastique 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6 , caractérisé en ce que le circuit magnétique pour l'échauffement et la vibration de la matière plastique est intercalé entre la face frontale d'une ou plusieurs empreintes (16) et la buse principale (1) de machine à injecter 9.Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que le circuit magnétique chauffant et vibrant est séparé de la plaque frontale (ou supérieure) de la ou des empreintes (16) à remplir par une plaque ou analogue (28) en matière isolante électriquement, tandis que le bloc (2, 3) contenant les canaux de distribution (4, 5, 6),et le circuit magnétique massif (17) sont logés dans un carter de protection ou entre des flasques latéraux (30), ce carter ou ces flasques étant disposés entre le bloc supérieur (2, 3) comportant les canaux de distribution (4, 5, 6)( qui peut etre muni d'une semelle de fixation (31) ) et la périphérie de la ou des empreintes (16) à remplir 10. Dispositif suivant la revendication 5 , caractérisé en ce que les enroulements primaires du transformateur (23) sont montés en étoile avec le point neutre muni dtun commutateur (ou analogue) permettant l'adaptation de la puissance demandée par le dispositif suivant le nombre d'empreintes (16) et le volume de matière à transformer