Brevet FR2532583A1 — publié le 19840309

: 2532583 La présente invention se rapporte à un dispositif d'injection et de chauffage à cartouche pour un distributeur d'injection à chenaux de cou- lée chauds, qui est spécialement conçu pour produire de multiples micro- moules. Il est généralement connu que dans les distributeurs d'injection à chenaux de coulée chauds, la matière plastique devant être injectée dans le moule est maintenue fluide par des cartouches chauffantes pendant qu'elle traverse les divers chenaux de coulée pour gagner la buse d'injection par laquelle elle est injectée dans-la cavité du-moule A l'intérieur des-che- o 10 naux de coulée de la buse d'injection, les dispositions sont prises pour des injecteurs conçus pour délivrer la matière plastique à la buse d'injec- tion, laquelle est pourvue, intérieurement, de cartouches chauffantes La chaleur produite par la cartouche chauffante est transmise à l'injecteur- et par celui-ci à la matière plastique environnante qui est ainsi maintenue à l'état fluide Toutefois, ce mode de réalisation ne va pas sans inconvénients: c'est ainsi que la dispersion de la chaleur entre la cartouche chauffante et l'injecteur est telle que, pour obtenir suffisamment de chaleur à l'ex- térieur de ce dernier afin de maintenir la matière plastique fluide, une cartouche chauffante relativement puissante est nécessaire, ce qui implique une consommation d'énergie relativement élevée. A cela s'ajoute que les dimensions des injecteurs pourvus intérieure- ment de cartouches chauffantes sont relativement importantes de sorte que quand il s'agit de moules multiples, une limite est imposée à la réduction de l'espacement entre les chenaux de l'injection De ce fait, les moules - sont relativement volumineux-et exigent l'utilisation de presses mécaniques relativement puissantes Le but de la présente invention est de fournir un dispositif d'in- jection et de chauffage à cartouche pour un distributeur d'injection à chenaux de coulée chauds conçu pour remédier aux inconvénients précédents. Pour atteindre ces buts, la présente invention apporte un dispo- sitif d'injection à cartouche chauffante pour un distributeur d'injection à chenaux de coulée chauds, qui est caractérisé en ce qu'il comprend une seule partie principale formant une eniveloppe extérieure à la fois pour le dis- positif d'injection et de chauffage et pour le fil résistant logé à l'in- térieur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui sera donnée ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue latérale d'un dispositif d'injection et de chauffage conforme à la présente invention les figures 2, 3 et 4 sont des vues latérales en coupe illus- trant les étapes successives de la production du dispositif de la figure 1; la figure 5 représente une légère modification du dispositif d'injection et de chauffage de la figure i la figure 6 est une vue en plan d'un distributeur d'injection à chenaux de coulée chauds comportant un certain nombre de dispositifs d'injection et de chauffage du type de celui de la figure 1; la figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 6; et la figure 8 est une vue en coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7. En se référant aux figures 1 et 4, on voit un dispositif d'injec- tion et de chauffage 1 conforme à la présente invention, qui comprend une pièce extérieure cylindrique 2 en métal, de préférence en un métal inoxy- dable, tel que l'acier inoxydalle, et qui forme un bottier extérieur à la fois pour le dispositif d'injection et de chauffage 1 et pour un fil résis- tant interne 3 enroulé en hélice et réalisé de préférence en nickelchrome. L'extrémité inférieure 4 du fil 3 traverse un trou axial percé dans l'extrémité conique 5 de l'enveloppe 2 et est soudée à l'extrémité pointue 6 du dispositif L'extrémité supérieure 7 du fil 3 est enroulée en cercle et est soudée à l'extrémité inférieure 8 de la tige 10 qui se dres- e se au sommet de l'enveloppe 2, le sommet de cette tige étant fileté. Dans la surface extérieure de l'enveloppe 2 est usinée une rainure verticale 12, tandis que son sommet, dont le diamètre est agrandi, présente deux gorges 13 espacées et perpendiculaires à l'axe de l'enveloppe 2. On va décrire maintenant la manière dont le dispositif de chauf- fage et d'injection 1 est fait en se référant aux figures 2 et 3. L'enveloppe cylindrique 2 (figure 2) présente au sommet, un trou 15 qui communique, à sa base, avec un autre trou peu profond dans lequel est enfilée et soudée l'extrémité inférieure 4 du fil 3, lequel est enroulé en hélice autour de la tige 10, et est logé à l'intérieur du trou 15. Après cela, on remplit le trou 15 (figure 3) avec une poudre isolante 17, de préférence avec de l'oxyde de magnésium, et on soumet l'en- veloppe 2 a un usinage, de préférence à un étirage, afin de'diminuer son diamètre (figure 4) Par cette opération, la matière isolante 17 est com- primée et l'épaisseur de la paroi du corps 2 est réduite à quelque milli- mètres (de préférence entre 3 et 5 millimètres), c'est-à-dire que son épaisseur reste suffisante pour permettre d'usiner ultérieurement la rainure verticale 12, pour former le centre et la base de l'enveloppe 2, avec un diamètre plus petit que celui du sommet, et pour produire les gorges 13 dans ladite partie supérieure, ainsi que l'extrémité inférieure conique 5 avec la pointe 6. Sur les figures 6 à-8, ia référence 20 désigne un distributeur d'injection à chenaux de coulée chauds comprenant un certain nombre de dis- positifs d'injection chauffants Ledit dispositif d'injection 20 a une structure classique et se présente sous la forme d'un parallélépipède com- portant un certain nombre de chanaux de coulée d'alimentation en matière plastique liquide, notamment,un chenal de coulée d'entrée vertical 22 qui communique, à sa base, avec un chenal de coulée horizontal 23 dont partent perpendiculairement et horizontalement, de part et d'autre, des paires de chenaux de coulée horizontaux 24, â 5, chaque paire communiquant avec les chenaux de coulée horizontaux et perpendiculaires correspondants 26 et 27. De chaque côté des chenaux de coulée 26 et-27 s'inclinent quatre chenaux de coulée 29 qui débouchent dans des chambres verticales cylindriques 30 dont chacune contient un dispositif d'injection et de chauffage 1 Au sommet, chacune des chambres 30 communique avec une chambre coaxiale de plus petit diamètre 31 qui, de son côté, communique au sommet avec le trou 32 - Chaque dispositif d'injection et de chauffage 1 est logé au centre d'une chambre 30 avec sa rainure verticale 12 en face du chenal de coulée 29, tandis que son sommet, comportant les gorges 13, est poussé à l'intérieur de la chambre 31 de manière à reposer contre la lèvre circu laire supérieure 34 de ladite chambre 31. La tige 10 sort du sommet à travers le trou 32 et est connectée à une barre de distribution 38 faite d'une matière conductrice, de pré- férence en cuivre Les quatre tiges 10 des dispositifs d'injection et de chauffage 1 situées du même côté des chenaux de coulée 26 et 27 sont connectées par la même barre de distribution 38, qui sont ainsi quatre au total Chaque barre de distribution 38 est percée de quatre trous, un pourchacune des tiges 10 qui sont fixées par des paires d'écrous 40 vissés sur ces tiges, un au-dessus et l'autre au-dessous de la barre 38 Les extrémités des quatre barres de distribution 38 situées du même c 6 té sont reliées en- semble par une barre de distribution perpendiculaire 41, au moyen de vis 42 et d'écrous 43 La section 45 de l'une des barres de distribution 38 est calculée pour qu'elle puisse être connectée à une borne électrique (non représentée, mais comprenant de préférence un écrou et une vis) afin d'ali- menter les dispositifs d'injection et de chauffage 1 en électricité. Les parties inférieures des enveloppes 2 des dispositifs d'in- jection et de chauffage 1 sont logées respectivement dans une chambre de plus grand diamètre 50 ménagée à l'intérieur d'un moule 51, ladite chambre ayant une extrémité conique 53 pour l'extrémité conique 5 de l'enveloppe 2, ladite-extrémité se terminant par une buse 55 qui communique avec la cavité de moulage 56 formée à l'intérieur d'un contre- moule 57 qui détermine la forme de la pièce qui sera,moulée Deux cartouches chauffantes connues 60 sont logées, de la manière habituelle, à l'intérieur de la partie princi- pale du distributeur d'injection 20, au-dessus et parallèlement aux chenaux de coulée 26 et 27. Le fonctionnement du dispositif d'injection et de chauffage 1 qui fait l'objet de la présente invention ne demande que peu d'explications. Quand la section 45 de la barre de distribution 38 est reliée à la borne positive et la masse du distributeur d'injection 20 à la borne négative d'une source électrique, l'énergie thermique engendrée par le fil résistant 3 est transmise à l'enveloppe 2 et de là, à la matière plastique arrivant des chenaux de coulée 29, de sorte que cette matière plastique est main- tenue fluide dans les chambres 30 et 50, directement au-dessus des buses d'injection 55 et de la cavité de moule 56 La rainure 12 facilite l'écoule- ment de la matière plastique vers la buse 55. Le dispositif d'injection et de chauffage 1 qui fait l'objet de la présente invention offre de nombreux avantages Premièrement, il assure une transmission efficace de l'énergie thermique du fil résistant 3 à la matière plastique contenue dans l'enveloppe 2, assurant ainsi une faible consommation d'énergie Deuxièmement, le fait que le dispositif d'injec- tion et de chauffage 1 comprend une enveloppe 2 d'une pièce qui sert d'enveloppe à la fois au dispositif d'injection et de chauffage 1 et au fil résistant 3, on obtient un dispositif extrêmement compact et de dimen- sions réduites qui, de son côté, permet de rapprocher étroitement les buses et les cavités de moulage 56, ce qui est particulièrement avantageux quand il s'agit de micromoules 51 à cavités multiples 56 Dans ces condi- tiens, il devient possible de produire des moules 51 extrêmement compacts qui n'exigent qu'une faible pression de serrage et qui peuvent être utili- sés sur des machines ayant des capacités d'injection très faibles -Le fait que l'enveloppe 2 du dispositif d'injection et de chauffage 1 n'a qu'une épaisseur de quelques millimètres permet d'exécuter toutes les opé- rations d'usinage nécessaires sans avoir recours à des pièces extérieures supplémentaireso Le fait que l'alimentation en électricité s'effectue au moyen d'un seul câble connecté à l'une des barres distributrices 38 produit un système électrique extrêmement simple, fiable, s r et robuste en évitant la nécessité d'un câble d'alimentation séparé pour chaque élémentchauf fant Tous les techniciens avertis comprendront aisément que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispôsitif décrit ci-dessus, lequel n'a que le caractère d'un exemple&nullement limitatif,sans sortir pour autant du cadre de l'invention. C'est ainsi par exemple, (figure 5), que le dispositif d'injec- tion et de chauffage 1 pourrait être associé à un thermocouple 6 00 de type connu placé le long ou à l'intérieur de l'enveloppe 2 et simplement fixé dans la partie supérieure de ladite enveloppe 2 afin d'indiquer que la température nécessaire est atteinte -En variante, ledit thermocouple 60 pourrait n'être prévu que dans quelques uns des dispositifs d'injection et de chauffage 1 d'un distributeuir d'injection 20 pour commander l'alimen- tation en électricit&: REVENDICATIONS 1 Dispositif d'injection et de chauffage à cartouche ( 1) pour un distributeur d'injection à chenaux de coulée chauds ( 20), caractérisé en ce qu'il comprend une seule partie principale ( 2) formant une enveloppe exté- rieure à la fois pour le dispositif d'injection et de chauffage ( 1) et pour un fil résistant ( 3) logé à l'intérieur. 2 Dispositif d'injection et de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi de l'enveloppe unique ( 2) a une épaisseur de 3 à 5 millimètres. 3 Dispositif d'injection et de chauffage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'enveloppe unique ( 2) a une forme essentiel- lement cylindrique. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que l'enveloppe ( 2) a été étirée pour réduire son diamètre. Dispositif d'injection et de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe unique ( 2) est-en métal. 6 Dispositif d'injection et de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface extérieure de l'enveloppe ( 2) est usinée. 7 Dispositif d'injection et de chauffage selon la revendication 6, caractérisé en ce que la surface extérieure de l'enveloppe ( 2) présente une rainure ( 12) facilitant l'écoulement de la matière plastique vers l'extrémité pointue ( 6) du dispositif d'injection ( 1). 8 Dispositif d'injection et de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une des extrémités ( 7) du fil résitant ( 3) est connectée intérieurement à une tige filetée ( 10) s'élevant au-dessus de l'une des extrémités de l'enveloppe ( 2). 9 Dispositif d'injection et de chauffage selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'autre extrémité ( 4) du fil résistant ( 3) est connectée intérieurement à l'enveloppe ( 2). Dispositif d'injection et de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un thermo- couple ( 60) relié à l'enveloppe ( 2). 11.Distributeur d'injection à chenaux de coulée chauds, caracté- risé en ce qu'ii comprend un certain nombre de dispositifs d'injection et de chauffage ( 1) conformes à l'une quelconque des revendications précédentes. 12 Distributeur selon la revendication-11 et l'une des revendica- Itions 8 ou 9, caractérisé en ce que les tiges filetées ( 10) des dispositifs d'injection et de chauffage ( 1)-sont reliées ensemble par des moyens élec- triques ( 38, 41), et en ce que ces derniers sont connectés à un seul câble d'alimentation électrique. 13 Distributeur selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesmoyens de connexion électriquesocomprennent un certain nombre de barres de distribution ( 38, 41) reliées les unes aux autres et aux tiges filetées ( 10). 14 Distributeur selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que des cavités ( 31) sont prévues à l'intérieur des surfaces usinées correspondantes pour positionner les dispositifs d'injec- tion et de chauffage ( 1)