Brevet FR2552706A1 — publié le 19850405

"Elément chauffant électrique avec canal interne pour l'écoulement de matière plastique en fusion" La présente invention concerne un élément chauffant électrique avec canal interne pour l'écoulement de matière plastique en fusion, et avec résistance chauffante centrale allongée dont l'extrémite avant, pourvue d'ouvertures de sortie, est liée à une enveloppe extérieure. On connaît un élément chauffant électrique de ce 10 type (voir brevet allemand 2 824 971 et brevet français correspondant 2 427 901), destiné à une extrudeuse ou machine d'injection de matières plastiques, dans lequel la résistance chauffante est reliée à l'enveloppe extérieure, dans la région de sa pointe, par des languettes qui délimitent une ou plusieurs ouvertures de sortie pour la masse de matière plastique en fusion s'écoulant dans le canal de section annulaire Entre la pointe et la tige de la résistance chauffante, il est prévu une partie présentant une surface importante mouillée par la masse de 20 matière plastique vers sa zone d'échappement par les ouvertures de sortie, la section maximale de cette partie, de surface importante, étant égale ou supérieure à la section de la tige de la résistance chauffante. Le canal interne permettant le passage de la masse 25 de matière plastique en fusion est délimité, dans la réalisation connue ici évoquée, par la résistance chauffante centrale et par l'enveloppe extérieure Ainsi la section totale de l'élément chauffant se compose des sections respectives de la résistance chauffante, du canal annu30 laire et de l'enveloppe extérieure. On connaît en outre un élément chauffant électrique qui est plongé dans un canal appartenant à un outillage d'injection, servant à l'amenée de matière en fusion (voir brevet US 3 520 026) Cet élément chauffant com35 porte un noyau central métallique, dont l'extrémité éloignée du raccordement électrique est reliée à une enveloppe extérieure en métal, une couche isolante étant disposée entre le noyau métallique et l'enveloppe extérieure en dehors de la zone de liaison de ces parties. Le noyau métallique est réalisé en cuivre ou similaire, et il possède une faible résistance électrique, 5 tandis que l'enveloppe extérieure est fabriquée en un métal à résistance électrique élevée L'enveloppe extérieure est donc le siège d'une chute de tension importante. Le noyau métallique présente par ailleurs une grande section, ce qui rend la section totale de l'élément chauffant 10 relativement importante. L'invention a pour but de fournir un élément chauffant électrique du type indiqué plus haut qui présente des dimensionstransversales réduites et qui permet l'obtention, dans le canal interne, de faibles résistances à 15 l'écoulement et d'un écoulement quasiment laminaire de la matière plastique en fusion. A cet effet, dans l'élément chauffant électrique selon l'invention, la résistance chauffante est constituée par un tube métallique formant un canal pour l'écoulement 20 de la matière plastique fondue et comportant les ouvertures de sortie à son extrémité avant, au niveau d'une pointe, l'enveloppe extérieure est réalisée en un matériau à faible résistivité électrique et possède elle-même une faible résistance électrique, et une couche isolante 25 est intercalée entre l'enveloppe extérieure et le tube métallique. La couche isolante prévue entre l'enveloppe extérieure et le tube métallique a, avantageusement, une épaisseur comprise entre 0,1 et 0,5 mm Cette couche iso30 lante est réalisable en céramique. Le tube formant le canal interne, réalisé en un métal à haute résistivité électrique, présente sur toute sa longueur une section constante, excepté au niveau de son extrémité avant, pourvue d'ouvertures de sortie, qui 35 est conformée en pointe. En raison de son encastrement dans un manchon en matériau isolant et dans une enveloppe extérieure métalli- que, le tube métallique constituant la résistance chauffante ne dissipe pratiquement aucune chaleur vers l'extérieur Ainsi, le conducteur électrique en forme de tube peut fonctionner convenablement en ne consommant que des 5 puissances électriques très faibles Il en résulte qu'au niveau de la pointe, o le tube métallique est soudé à l'enveloppe extérieure également en métal, la matière plastique en fusion ne subit pas de contraintes thermiques excessives Le conducteur électrique chauffant en 10 forme de tube est alimenté avec la quantité d'énergie électrique juste suffisante au vu des conditions auxquelles doit satisfaire la matière plastique au niveau de la pointe et des ouvertures de sortie. De toute façon, 1 'invention sera mieux comprise à 15 l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de cet élément chauffant électrique avec canal interne pour l'écoulement de matière plastique en fusion: Figure 1 est une vue en coupe verticale d'un élément chauffant électrique conforme à la présente invention; Figures 2 à 4 sont des schémas montrant les phases successives de la fabrication d'un tel élément chauffant, 25 et plus particulièrement la liaison par soudure entre le tube métallique constituant le conducteur chauffant et l'enveloppe extérieure. L'élément chauffant électrique, représenté au dessin, comporte en tant que conducteur électrique chauffant 30 un tube métallique ( 1), réalisé en un matériau à haute résistivité électrique, par exemple un acier au chromenickel Ce tube métallique ( 1) délimite un canal interne ( 2) pour l'écoulement d'une matière plastique en fusion, qui est admise dans le canal ( 2) par un orifice d'entrée 35 ( 3). Le canal ( 2) présente, sur toute sa longueur, une section constante; il se rétrécit en cône à son extrémité avant,conformée en pointe, o sont ménagées des ouvertures ( 4) au travers desquelles la matière plastique en fusion s'écoule et, traversant aussi des ouvertures de sortie ( 5) de l'élément chauffant, parvient dans une cham5 bre avant ( 6), d'o elle s'échappe par une ouverture de buse ( 7). Le tube métallique ( 1) est entouré d'une enveloppe extérieure ( 8), à laquelle il est soudé dans la région de sa pointe, et une couche isolante ( 9) est prévue entre le 10 tube métallique ( 1) et l'enveloppe extérieure ( 8) Cette couche isolante ( 9) se prolonge au-dessus de l'enveloppe extérieure ( 8) et elle forme aussi une couche intermédiaire entre le tube métallique ( 1) et une partie d'enveloppe postérieure ( 10) en métal, laquelle est soudée au tube métallique ( 1) à son extrémité arrière ( 11 l) La partie d'enveloppe postérieure ( 10) permet l'arrivée du courant électrique au tube métallique ( 1), par l'intermédiaire d'une bague de raccordement ( 12) et d'un contact à fiche ( 13) La bague de raccordement ( 12) est montée, 20 entre deux rondelles isolantes ( 14 et 15), à l'intérieur d'une partie supérieure de boîtier ( 16) qui est assemblée, par une liaison à vis, à une partie inférieure de boîtier ( 17) dans laquelle est ménagée l'ouverture de buse ( 7) La rondelle isolante inférieure ( 15) repose sur une bride supérieure ( 18) de l'enveloppe extérieure ( 8) Cette enveloppe extérieure est réalisée en un matériau à faible résistivité électrique, de manière à posséder elle-même une faible résistance électrique, et elle peut être fabriquée par exemple en acier de construction ou en une autre variété d'acier La couche isolante ( 9) présente une épaisseur comprise entre 0,1 et 0,5 mm Cette couche isolante peut être constituée par de la céramique massive. Dans la forme de-réalisation représentée, le tube métallique ( 1) est conformé en pointe à son extrémité 35 avant, o il comporte des ouvertures ( 4) L'enveloppe extérieure ( 8) est pourvue de deux saillies ( 19) pliées de manière à former ensemble une pointe et à délimiter des ouvertures latérales de sortie ( 5) Comme le montrent les figures 2 à 4, le tube métallique ( 1) est introduit à l'intérieur de l'enveloppe extérieure ( 8) de telle manière que les saillies ( 19) soient décalées angulaire5 ment de 90 par rapport aux ouvertures ( 4) Après introduction complète du tube métallique ( 1) dans l'enveloppe extérieure ( 8), les saillies ( 19) sont liées par des soudures ( 20) avec la pointe du tube métallique. L'enveloppe extérieure ( 8) de l'élément chauffant 10 est appliquée contre la paroi interne de la partie inférieure de boîtier ( 17), laquelle est rétrécie à son extrémité inférieure libre de manière à former la chambre avant ( 6) pourvue de l'ouverture de buse ( 7). REVENDICATIONS 1. Elément chauffant électrique avec canal interne pour l'écoulement de matière plastique en fusion et avec résistance chauffante centrale allongée dont l'extrémité avant, pourvue d'ouvertures de sortie, est liée à une enveloppe extérieure ( 8), caractérisé en ce que la résistance chauffante est constituée par un tube métallique ( 1) formant un canal ( 2) pour l'écoulement de la matière plastique fondue et comportant les ouvertures de sortie 10 ( 4) à son extrémité avant, au niveau d'une pointe, en ce que l'enveloppe extérieure ( 8) est réalisée en un matériau à faible résistivité électrique et possède ellemême une faible résistance électrique, et en ce qu'une couche isolante ( 9) est intercalée entre l'enveloppe exté15 rieure ( 8) et le tube métallique ( 1). 2. Elément chauffant électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube métallique ( 1) est conformé en pointe à son extrémité avant, o il présente les ouvertures de sortie ( 4), et en ce que des sail20 lies pliées ( 19) de l'enveloppe extérieure ( 8), décalées angulairement de 90 par rapport aux ouvertures de sortie ( 4), sont soudées à la pointe du tube métallique ( 1). 3. Elément chauffant électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche isolante 25 ( 9) prévue entre l'enveloppe extérieure ( 8) et le tube métallique ( 1) a une épaisseur comprise entre 0,1 et 0,5 mm. 4. Elément chauffant électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le 30 tube métallique ( 1) est réalisé en acier au chrome-nickel et en ce que l'enveloppe extérieure ( 8) est réalisée en acier de construction ou en une autre variété d'acier. 5. Elément chauffant électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la 35 couche isolante ( 9) se prolonge audelà de l'enveloppe extérieure ( 8) et forme aussi une couche intermédiaire entre le tube métallique ( 1) et une partie d'enveloppe postérieure ( 10) reliée par une extrémité ( 11) au tube métallique. 6. Elément chauffant électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure ( 8) est appliquée contre la paroi interne d'une partie inférieure de boîtier ( 17), laquelle est rétrécie à son extrémité libre de manière à former une chambre avant ( 6) pourvue d'une ouverture de buse ( 7).