Brevet FR2554761A1 — publié le 19850517

La présente invention concerne le domaine technique de 1 injection des matières plastiques dans des moules délimitant au moins une empreinte correspondant à la forme devant être conférée à la pièce à réaliser. Le domaine technique concerné est, plus particulièrement, celui des pieces réalisées par injection de deux matières L'inJection d'une matière plastique dans l'empreinte d'un moule est, généralement, effectuée au moyen d'une unité d'in iecticn comprenant, le plus communement, une trémie de chargement de matière première et un canon en relation avec cette trémie et se terminant par une buse communiquant avec un conduit d'injection ménage dans le moule pour conduire la matière à l'empreinte. Le canon d'injection comprend, généralement, une vis, dite de plastification et d'injection, pouvant etre entraînée en rotation, en vue de produire l'homogénéisation et la plastification de la ratière première prélevée de la trémie. Cette vis peut aussi etre entraînée en déplacement axial, afin de provoquer, après la phase d'homogénéisation et de plastification, 1 'injection dans le mftale d'une dose de matière homogénéisée et plastifiée. Dans ce but, l'extrémité libre de la vis. est, le plus souvent, associée à un clapet permettant le transfert d'une dose de matière première plas piffée dans la chambre d'inJection. Il peut etre considéré que de tels moyens techniques donnent satisfaction pour l'obtention d'une pièce réalisée en une seule matière plastique. Cependant, la technique de réalisation de pièces en ma tiere plastique a connu, depuis quelques temps, des développements conduisant à l'obtention de pièces injectées à partir de deux ma tières plastiques au moins. Ceci est le cas des pièces réalisées dans la masse à partir de deux matières plastiques de natures différentes. Cette technique, pouvant être qualifiée d'injection bimatières, consiste à injecter dans le moule une première matière de bonnes caractéristiques mécaniques. Lorsque cette injection est effectuée, on procède, par le même conduit d'injection, à une seconde injection d'une matière qui se développe en mousse à coeur de la pre mière masse pour faire occuper, progressivement. à l'ensemble de la matière, tout le volume disponible. Cette technique permet d'obtenir des pièces de très bonnes caractéristiques mécaniques, en utilisant une plus faible masse de matières plastiques, puisqu'une partie du volume de la pièce est constituée par une matière alvéolaire. Cette technique permet, aussi, d'obtenir des pièces présentant de très bonnes caractéristiques d'isolation phonique ou thermique, en raison de la présence, au coeur de la pièce, d'une masse de matière alvéolaire. Cette technique permet, aussi, d'utiliser des moules réalisés en alliages légers et qui sont, par conséquent, d'un coût inférieur à celui des moules traditionnels en acier. En effet, la phase d'injection ne fait pas supporter au moule à proprement parler une forte pression d'injection comme dans les techniques habituelles qui nécessitent, de ce fait, des moules en acier traité. Pour qu'une telle technique puisse être pratiquement mise en oeuvre, il a été préconisé, jusqu a présent, de faire intervenir deux unités d'injection indépendantes, communiquant avec une buse de moule par l'intermédiaire d'un robinet de distribution pouvant être commandé pour mettre en relation, sélectivement, l'une des unités d'injection avec le moule. Cette technique n'est pas du tout satisfaisante, car le robinet de distribution sélective présente l'inconvénient de garder, intérieurement, lors de chaque changement d'unité, une masse de matière plastique provenant de l'unité précédemment branchée. Cette masse, soumise à des variations de température parfois importantes, peut être la cause d'une obturation du robinet ou d'une obturation de la buse de moule. En plus de ces inconvénients, il faut noter que la masse de matière, appartenant à la première phase d'injection, vient s'integrer à la masse de matière correspondant à la seconde injection et perturbe, de ce fait, la nature de cette dernière, ainsi que la liaison intime devant être, nécessairement, établie au sein de l'empreinte entre les deux matières de natures différentes, pour obtenir une bonne cohésion d'ensemble. Cet inconvénient est, souvent, responsable, dans le cas de réalisations de pièces de grandes dimensions et de fortes épaisseurs, de défauts d'homogénéité ou de cohésion dans la masse. Cesdéfauts se traduisent par des fentes, des criques, des retassures, le plus souvent incompatibles avec l'état de surface devant être présenté ou les qualités physiques devant être conférées à la -pièce réalisée. Ceci est aussi le cas des pièces réalisées devant présenter des caractéristiques esthétiques ou techniques localement différentes. A titre d'exemple, il est possible de citer les blocs de diffusion de lumière adaptés sur les feux de signalisation des vehicules automobiles et, notamment, ceux situés à l'arrière de tels véhicules. Dans cet exemple d'application, les blocs, réalisés sous une forme unitaire, doivent être aptes a fournir, avec des ampoules ou des lampes de mêmes caractéristiques, des signaux lumineux de couleurs blanche, rouge ou jaune, à partir dlampoules non colorées qu'ils recouvrent. Pour atteindre ce but, chaque bloc comporte des zones de matières au moins de couleurs différentes. Pour réaliser de telles pièces, il est nécessaire de procéder par injections successives de matières différentes dans des zones déterminées d'une même empreinte, afin d'obtenir une pièce unitaire répondant aux caractéristiques techniques souhaitées. Pour réaliser de telles pièces, on prévoit, généralement, de monter un moule sur un plateau tournant, de façon à pouvoir amener les zones différentes de la même empreinte successivement en regard de conduits d'injection en relation avec des unités délivrant toujours des matières plastiques différentes. De telles machines sont, évidemment, encombrantes et complexes et ne peuvent pas fournir des conditions -d1injection équivalentes pour toutes les matières, car les circuits de cheminement des matières en cours de transfert sont différents et de longueurs variables. La présente invention vise à remédier aux inconvénients ci-dessus, en proposant une nouvelle buse pour machine destinée a injecter des matières plastiques différentes, soit simultanément, soit successivement, selon le domaine d'application visé. Un objet de l'invention est de proposer une nouvelle buse, de conception particulièrement sim#ple, mais pouvant etre adaptée sur toutes les machines d'injection, quelles que soient les caractéristiques techniques ou technologiques des unités d > homogénéi- sation et de plastification mises en oeuvre. Un objet encore de l'invention est de proposer une nouvelle buse pour machine d'injection de matières plastiques différentes, supprimant toute charge résiduelle stagnant dans une partie au moins des canaux ou conduits de transfert, entre deux charges de matières plastiques différentes injectées. Un autre objet encore de l'invention est de proposer une buse pour machine d'injection qui fait intervenir une conception simple, permettant un montage et un démontage rapides par rapport aux unités d'injection avec lesquelles elle coopère ou par rapport au moule dans lequel elle assure le transfert des charges de matieres plastiques à injecter. Pour atteindre les buts ci-dessus, l'objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend - un corps métallique monté sur un support par deux systèmes de guidage de directions respectives croisées, comportant un nez d'appui présentant une portée plane glacée coopérant avec un siege complémentaire offert par un moule dtinjec- tion et sur lequel s'ouvre au moins un conduit d'injection menant à au moins une empreinte de moulage délimitée par le moule, délimitant au moins deux chambrages en re lation avec deux unités d'injection inde pendantes et débouchant à la surface de la portée glacée par les orifices de deux con duits de transfert, - un organe moteur agissant sur le corps pour presser la portée glacée du nez contre le siège selon l'une des directions de guidage, - et un organe moteur agissant sur le corps pour faire glisser la portée glacée du nez relative ment au siège selon la seconde direction de guidage. L'invention vise, également, à titre de produit industrial nouveau, un ensemble de transfert comprenant une buse, telle que décrite ci-dessus, et une buse de moule complémentaire adaptée sur le moule. Diverses autres caractéristiques ressortent de la des crlption faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui mon trent, à titre d'exempes non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. I est une coupe-élévation de l'objet de l'ínven- tion. La fig. 2 est une coupe-élévation partielle illustrant une variante de réalisation de l'objet de l'invention. Selon exemple de la fig. 1, la buse, conforme à l'invention, comprend un corps métallique I qui est monté, par un système de glissière 2, sur un support 3 faisant partie de la structure d'une machine d'injection de matière plastique , non représentée. Le corps I peut, ainsi, être sollicité en déplacement, dans l'un ou l'autre des sens de la flèche fl, par glissement guidé introduit par la glissère 2. Le déplacement, dans l'un ou l'autre sens de la flèche fl du corps 1, est assuré par un organe moteur 4, tel qu'un vérin du type à double effet, interposé entre le support 3 et le corps métallique 1. Le support 3 est monté, par l'intermédiaire d'une glis sière, qu'il forme en partie au moins, sur un banc 5 faisant partie de la structure ou du bâti de la machine d'injection. Le support 3 peut ainsi être sollicité en déplacement- guidé dans l'un ou l'autre sens de la flèche f2, de direction différente de la flèche fl. Dans le cas présent, les directions f1 et f2 sont orthogonales. Le déplacement, dans l'un ou l'autre des sens de la flèche f2 du support 3, est assuré par un organe moteur 6 d'un type approprié, interposé entre ce corps et le bord 5. Le corps de buse 1 comporte un nez 7 présentant une portée plane glacée 8 qui est destinée à coopérer avec un siège complémentaire 9 présenté par un moule d'injection 10. Dans l'exemple illustré, le moule 10 est schématisé par un demi-corps poinçon 11 et un demi-corps matrice 12 délimitant une empreinte d'injection 13, de type simple, Les demi-corps 11 et 12 sont, par exemple, associés à un corps intermédiaire 14 assumant une fonction d'éjection lors de l'ouverture des demi-corps 11 et 12 apres une phase d'injection de matière plastique dans l'empreinte 13. La portée 8 est prévue pour s'étendre parallèlement à l'une des directions de coulissement guidé du corps 1 et, en l'occurence, parallèlement à la direction de la flèche ~2. Le siège 9 présente, par ailleurs, une surface glacée de coopération avec la portée 8 s'étendant sur une mesure au moins égale à l'amplitude de déplacement selon la direction de la flèche f pouvant être conférée au corps 1 par le support 3, au moyen de l'alimentation de l'organe moteur 6. Dans l'exemple illustré, le siège 9 est, de préférence, constitué par la surface extérieure d'une buse de moule 15 montée sur le corps 12 par l'intermédiaire d'un plateau 16. La buse de moule 15 délimite un conduit d'injection 17 s'ouvrant à la surface du siège 9 et débouchant dans l'empreinte 13. Pour des raisons de démoulage ultérieur, le conduit d'injection 17 est, de préférence, tronconique divergent depuis le siège 9 vers l'empreinte 13. Le corps de buse 1 est, en outre, réalisé de manière à pouvoir etre placé en relation étanche permanente avec au moins deux unités d'injection A et B délivrant, chacune, une matière plastique de caractéristiques différentes. L'unité d'injection A peut, par exemple, être réservée à la fourniture d'une matière de nature compacte, telle qu'un mélange de polystyrène et butadiène. Au contraire, dans le cas d'application à la réalisation d'une pièce à base de deux matières différentes, l'unité B peut être réservée à l'injection d'une matière chargée d'un gaz porogène responsable de la transformation de ladite matière en mousse. La fig. 1 montre que le corps 1 de la buse de machine peut être conçu pour l'adaptation sur les fourreaux des canons d'injection 18a et 18b de deux unités d'injection. De préférence, les canons 18a et 18b sont disposés relativement selon un angle de convergence en direction du nez 7. Les moyens d'adaptation étanche entre le corps 1 et les canons 18a et 18b peuvent consister en des brides 19a-19b et 20a et 20b. Les unités d'injection A et B peuvent être, de tout type convenable, c'est-à-dire comportant une vis 22a ou 22b assumant uniquement une fonction d'injection seule ou une fonction combinée d'homogénéisation-injection. Dans ce dernier cas, bien que cela ne soit pas représenté aux dessins, la vis 22a-22b est alors équipée d'un clapet, ainsi que cela est connu dans la technique. Le corps 1 délimite deux chambrages 23a-23b ménagés selon les directions relatives des canons 18a et 18b, de manière à pouvoir être placés dans le prolongement des chambres de ces derniers. Ainsi, chaque chambrage 23 est à même de coopérer avec la vis 22a ou 22b qui lui correspond. Chaque chambrage 23 communique avec un conduit de transfert 24a, 24b s'ouvrant à la surface de la portée glacée 8 par un segment 25a, 25b tronconique, divergent en direction de ladite portée.L'écartement entre les orifices des segments 25a et 25b, pris parallèlement à la direction de déplacement selon la flèche f2, est sensiblement égal à l'amplitude de la course de l'organe moteur 6 qui est conçu, de façon à pouvoir occuper trois positions stables dans lesquelles il maintient le corps de buse 1 : - dans un premier état d'obturation des conduits de transfert 25a et 25b et du conduit d'injection 17, respectivement par le siège 9 et par la portée 8, - dans un état de communication entre le conduit de transfert 25a et le conduit d'injection 17, alors que le second conduit de trans fert 25b est obturé par le siege 9, - et dans un deuxième état de communication dans lequel le segment 25b est en coincidence avec le conduit d'injection 17, alors que, simultanément, le segment 25a est obturé par le siege 9. A cet effet, l'organe moteur 6 peut être constitue par un vérin hydraulique à double effet et à position point-mort intermédiaire stable. Chaque chambrage 23 est associé à des moyens de chauffage régulé, tels qu'un ou plusieurs crayons chauffants 23', pouvant être alimentés sélectivement. L'objet de l'invention décrit ci-dessus fonctionne de la façon suivante. La portée 8 du nez 7 est appliquée et pressée contre le siège complémentaire 9 par l'intermédiaire de l'organe moteur 4. La pression d'application est choisie pour maintenir, entre les deux surfaces glacées coopérantes, une étanchéité suffisante en fonction des pressions d'injection développées. La phase d'injection de la matière compacte, par exemple au moyen de l'unité A, est précédée par l'alimentation de l'organe moteur 6 chargé de déplacer le support 3 sur le banc 5 dans le sens pour lequel l'orifice du segment 25a est amené en coincidence avec l'orifice du conduit d'injection 17. Dans cet état, la phase d'in- jection peut alors se dérouler, de manière à introduire dans l'empreinte 13 une masse de matière plastique de caractéristiques déterminées en volume et en poids. Cette masse est de volume inferieur à celui de l'empreinte 13 qu'elle ne remplit pas. Lorsque cette phase est terminée, l'organe moteur 6 est de nouveau alimenté pour provoquer le glissement de la buse 1 dans le sens inverse, de manière à amener ltorifice du segment 25b en coincidence avec l'orifice du conduit d'injection 17. Il doit être noté que le glissement dans l'un ou autre sens de la flèche f de la buse 1 est rendu possible par une dispo sltion appropriée des unités d'injection, de manière que le corps 1 soit effectivement déplacé parallèlement au plan du siège 9. Le déplacement en sens inverse de la buse de machine permet d'obturer l'orifice du segment 25a et, par conséquent, de rermer le conduit 24a représentant le prolongement du chambrage 23a, luimeme en relation avec l'unité d'injection A et, simultarléz ment, de mettre en relation l'empreinte 13 avec l'unité B. La charge de matière plastique chargée de gaz porogène delivréepar l'unité B est introduite par le conduit 17 à coeur de la première dose injectée dans laquelle elle se développe en mousse. Ceci donne lieu à la formation, par la première matière, d'une enveloppe qui est progressivement amenée à occuper tout le volume du moule par le développemant de la seconde matière. L'enveloppe prend aussi contact avec et épouse les parois du moule contre lesquelles elle se refroidit en même temps que siétablit une liaison intime avec la charge de matière développée en mousse. Ainsi, au moyen de l'objet de l'invention, il devient possible de réaliser une injection de pièces en bi-matières en pre- voyant, simplement, d'équiper n unités d'injection avec une buse de machine pouvant être qualifiée de commune mais comportant un cham- brage et un conduit de transfert propres à chacune d'elles. Le montage de cette buse sur un système de guidage croisé permet d'amener, sélectivement, une unité d'injection en coincîdence avec le conduit diinjection 17 alors que, simultanément, les autres conduits de transfert sont obturés de façon étanche. Un autre objet de l'invention réside dans le fait que la buse d'injection selon l'invention est de réalisation simple et peut etre montée et adaptée rapidement en bout des canons d'injection de plusieurs unités d'injection. Par ailleurs, l'objec de l'invention fait intervenir, en tant que moyen de coopération avec le moule, un siège glacé 9 qui représente une partie technique d'usinage relativement aisé, compte tenu des machines-outils actuelles. Cette caractéristique est d'autant plus avantageuse si le stage 9 est présenté par une pièce indépendante rapportée pouvant être constituée par une buse de moule, telle que 15. Dans un tel cas, il est avantageux de réaliser cette buse de moule, de manière à lui faire comporter un canal 26, par exemple annulaire, réservé à la circulation d'un fluide chauffant, en vue surtout de maintenir à la température juste nécessaire pour la matière occupant le conduit de transfert 24 de l'unité placée en attente d'injection. Un autre avantage de l'objet de l'invention réside dans le fait que les conduits de transfert 24, prolongeant les chambrages 23, peuvent présenter un diamètre relativement grand et même supérieur, dans le plan de la portée glacée 8, à celui de l'orifice du conduit d'injection 17 dans le plan du siège 9. -Ainsi, il devient possible de faire intervenir une technique d'injection dite par veine chaude, c'est-à-dire comprenant des moyens de régulation en température du nez 7 aptes à maintenir à la périphérie des conduits de transfert 24 une peau ou une couche de matière, au moins en partie refroidie, représentant une couche isolante laissant subsister, dans la partie centrale, une veine chaude plastifiée. La fig. 2 montre une variante de réalisation selon laquelle la buse conforme à l'invention est utilisée pour assurer la réalisation, non pas d'une pièce en bi-matières, au sens de l'exemple précédent, mais la réalisation d'une pièce incorporant des parties constitutives devant être réalisées en matières différentes. Ceci est, par exemple, le cas des capuchons ou parois réflectrices de feux de signalisation, tels que ceux équipant les sources lumineuses postérieures d'un véhicule automobile. Dans un tel cas, le nez 7 de la buse, réalisé comme décrit ci-dessus, est destiné à être placé, par l'intermédiaire de l'organe moteur 6, dans une position telle que, simultanément, les orifices des segments 25a et 25b, par exemple au nombre de deux, communiquent avec les orifices de deux conduits dtinjection 27 et 28 ménagés dans la buse de moule 15 et débouchant au sein de deux empreintes différentes, non représentées. A cette fin, l1entr'axe des orifices des conduits 27 et 28, pris dans le plan du siège 9 et selon la direction de coulissement de la flèche f2, est égal à celui des orifices des conduits de transferts 24a-24b pris dans le plan de la portée 8. Dans la position illustrée par la fig. 2, les unités d'injections A et B peuvent être commandées en phase active en même temps, de manière à assurer, lors d'une même phase d'injection, l'injection de deux masses de matières plastifiées différentes à l'intérieur des empreintes qui sont ensuite retournées pour exécuter, par exemple, la partie complémentaire de chaque demi-pièce par l1injec- tion de la seconde matière. Lorsque la phase d'injection est terminée, la buse, conforme à 11 invention, est commandée par le moteur 6 en glissement relatif par rapport au siège 9, de façon à réaliser l'obturation simultanée des conduits 24a et 24b et 27 et 28. L'objet de l'invention permet ainsi de simplifier la structure des moules, ordinairement mis en oeuvre pour réaliser de telles pièces et comportant, notamment, une couronne ou un noyau mobile permettant de placer successivement les-différents conduits d'injection en colncidence avec les conduits de transfert de n unités d'injection. L'objet de l'invention peut, également, servir à l'équipement de n unités d'injection réservées chacune à une matière différente et mises en service, après changement de moule. Ainsi, il devient possible de supprimer, en cas de changement de matière injectée par une unité donnée, les opérations habituelles de vidage et purge qui demandent un temps important et conduisent à rebuter une quantité non négligeable de matière première. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS : 1 - Buse pour machine d'injection de matières plastiques du type comprenant un corps maintenu en application contre une portée complémentaire d'un moule, caractérisée en ce qu'elle comprend -- un corps métallique (1) monté sur un support (5) par deux systè- mes de guidage de directions respectives croisées, comportant un nez d'appui (7) présentant une portée plane glacée (8) coopérant avec un siège complémentaire (9) offert par un moule d'injection (10) et sur lequel s'ou vre au moins un conduit d'injection (17) menant à au moins une empreinte de moulage (13) délimitée par le moule, délimitant au moins deux chambrages (23a, 23b) en relation avec deux unités d'injec- tion (A, B) indépendantes et débouchant à la surface de la portée glacée par les orifices de deux conduits de transfert (24a, 24b), - un organe moteur (4) agissant sur le corps pour presser la portée glacée du nez contre le siège selon l'une des directions de guidage, - et un organe moteur (6) agissant sur le corps pour faire glisser la portée glacée du nez relativement au siège selon la seconde direction de guidage. 2 - Buse selon la revendication 1 caractérisée en ce que le corps (1) comporte au moins deux chambrages dont les orifices des conduits de transfert (24a, 24b) peuvent etre placés, au moyen de l'organe moteur (6) et du système de guidage correspondant, soit simultanément en obturation par le siège, soit individuellement en coincidence avec au moins le conduit d'injection 3 - Buse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps (1) comporte au moins deux chambrage. dont les orifices des conduits de transfert (24a, 24b) peuvent être places, au moyen de l'organe moteur (6) et du système de guidage correspondant, simul lavement, soit en obturation, soit en councidence avec les orifices de deux conduits d'injection du moule (27, 28) 4 - Buse selon l'une des revendication 1 à 3, caracte risée en ce que le ccrps (1) comporte des moyens de fixation étanche (19j en bout d'au moins deux canons (18a, 18b) de deux unités afin jettion ainsi placés en relation permanente avec les deux chambrages (23a-23b). 5 - Buse clou l'une des ra'jendications 1 à 4 caracté- risez en ce que le corps (l) comporte, entre les chambrages et la portée glacée, des conduits de transfert comprenant chacun un seg- ment tronconique (25a,- 25b) divergeant en direction de la portée 6 - se selon l'une des revendications 1 à 5, caractérise en ce que le corps (1) comporte des moyens de chauffage (259) propre a chaque chambrage. 7 - Ensemble de transfert unit d'injection-moule, com prenant une buse selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une buse de moule (15) rapportée sur le moule (10) et offrant le siège d'appui (9) complémentaire à la portée glacée (8). 8 ^ Ensemble de transfert selon la revendication 7, caractérisé en ce que la buse de moule (15) délimite un canal (26) entourant le conduit d'injection (17) et placée en relation avec un circuit de distribution d'un fluide chauffant. 9 - Ensemble de transfert selon la revendication 7 ou 8, caractérlsé en ce que la buse de moule comporte au moins deux conduits d'injection dont l'entr'axe des orifices pris, selon la direc- tion de coulissement de la buse de machine et dans le plan du siège, est égal à celui des orifices des. conduits de transfert dans le plan de la portée.