Brevet FR2629751A1 — publié le 19891013

La présente invention concerne le domaine des unités d'injection pour presses destinées à mouler des pièces en matière plastique. La présente invention concerne plus précisément une unité d'injection pour presse du type connu en soi comprenant un canon d'injection définissant un canal interne et pourvu, d'une part, à une première extrémité, d'un orifice d'alimentation principal par lequel le produit à mouler est introduit dans le canal et, d'autre part, à une seconde extrémié, d'une buse de sortie, et un piston mobile en translation à l'intérieur du canal, pour injecter le produit sous pression, dans un moule, à travers la buse de sortie lorsque le piston est déplacé à translation vers celle-ci. La présente invention a maintenant pour but de proposer une unité d'injection autorisant l'injection, dans un moule, de matière plastique, notamment de polyesters, pourvue de charges de fibres dites longues de l'ordre de 5 à 7 cm minimum, sans risque important de brisure des fibres. Les fibres peuvent être formées à base de verre, carbone ou équivalent. La présente invention a pour but de permettre le moulage d'éléments de grande dimension essentiellement rigides tels que carters de machines à laver, lavabos, baignoires, coques de bateaux, etc... Les nombreuses unités d'injection jusqu'ici proposées du type indiqué ci-dessus, ne donnent pas satisfaction à cet égard. On constate en effet que si des fibres longues sont ajoutées à la matière plastique introduite dans le canon par l'orifice d'alimentation, ces fibres sont pour la plupart brisées en sortie du canon et ne peuvent donc jouer leur rôle de renforcement dans l'élément moulé. Après de nombreux essais et études les Demandeurs ont déterminé que les contraintes appliquées sur les fibres longues incorporées à la matière plastique#, pouvaient être très notablement réduites et que par conséquent les fibres pouvaient être conservées intactes, en utilisant un canon dont le canal interne possède sur toute sa longueur, une section droite généralement rectangulaire à côtés inégaux, au lieu de canons à canal interne cylindrique classiquement utilisés jusqu'ici. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels - la figure 1 représente une vue schématique en coupe longitudinale axiale verticale d'une unité d'injection conforme à la présente invention, la figure 2 représente une vue schématique en coupe longitudinale axiale horizontale de la même unité d'injection, - les figures 3, 4 et 5 représentent trois vues en coupe transversale de la même unité d'injection selon des plans de coupe référencés III-III, IV-IV et V-V sur la figure 1, répartis sur la longueur de l'unité d'injection, et - les figures 6, 7 et 8 représentent trois vues en coupe transversale d'une unité d'injection conforme à une variante de réalisation de la présente invention selon des plans de coupe similaires à ceux des figures 3, 4 et 5. On aperçoit sur les figures annexées, une unité d'injection qui comprend un canon d'injection 10. L'axe du canon est référencé 12. Le canon d'injection 10 possède un canal interne traversant 30 centré sur l'axe 12. Le canon 10 est pourvu à une première extrémité 14, d'un orifice latéral d'alimentation 16. La seconde extrémité 18 du canon est conformée en buse axiale destinée à reposer contre un moule, au plan joint, pour assurer l'injection de matière plastique dans ce moule. Selon l'invention, comme cela apparaît notamment sur les figures 3, 4 et 5, le canal interne du canon possède sur toute sa longueur, une section droite généralement rectangulaire à côtés inégaux. Sur les figures 3, 4 et 5 la grande dimension de la section droite du canal 30 est référencée L tandis que la petite dimension de cette section est référencée li, 12, 13 respectivement. On notera à l'examen comparatif des figures 3, 4 et 5 que plus précisément la grande dimension L de la section droite du canal 30 reste identique sur toute la longueur du canon, alors que la petite dimension lî, 12, 13 se réduit le long du canon, de la première extrémité 14 comprenant l'orifice latéral d'alimentation 16 vers la seconde extrémité 18 formant la buse de sortie. Plus précisément encore, le canal interne 30 est subdivisé longitudinalement en trois parties : une partie arrière 32 adjacente à l'orifice d'alimentation 16, une partie avant 34 adjacente à la buse de sortie 18 et une partie intermédiaire 36 comprise entre la partie arrière 32 et la partie avant 34. La partie arrière 32 du canal 30 possède une section droite constante généralement rectangulaire à côtés inégaux référencés L x li sur la figure 3. La partie intermédiaire 36 possède une section droite généralement rectangulaire à côtés inégaux dont les grands côtés L conservent une dimension sensiblement constante et égale à la partie arrière 32 alors que les petits côtés décroissent à partir d'une dimension 11 égale aux petits côtés de la partie arrière 32, en direction de la partie avant 34. La valeur moyenne de la petite dimension du canal 30 au niveau de la partie intermédiaire 36 est référencée 12 ; elle correspond au plan de coupe de la figure 4. La partie avant 34 possède une section droite constante généralement rectangulaire à côtés inégaux référencés L x 13 sur la figure 5. La grande dimenstion L du canal 30 au niveau de la partie avant 34 reste constante et égale à celle des parties arrière 32 et intermédiaire 36. La petite dimension 13 du canal 30 au niveau de la partie avant 34 reste constante et égale à la plus petite dimension de la partie intermédiaire 36 du canal. L'orifice latéral d'alimentation 16 débouche dans la partie arrière 32 du canal. Un piston d'injection 40 est (refroidi par un fluide circulant dans des canaux 1engagé libre de translation selon l'axe 12 du canon dans la partie arrière du canal. Le piston 40 possède une section généralement rectangulaire complémentaire de la section de la partie arrière 32 du canal 30. La course du piston 40 dans le canal 30 est telle que dans sa position la plus arrière, le bord libre avant 42 du piston soit placé entre l'orifice d'alimentation latéral 16 et le bord libre arrière du canon 10 pour dégager l'orifice d'alimentation 16, alors que dans sa position la plus avant le bord libre avant 42 du piston soit placé en avant de l'orifice latéral d'alimentation afin de recouvrir entièrement celui-ci. Le piston 40 est entraîné à déplacement par des moyens classiques non représentés sur les figures annexées. La partie arrière 32 du canal possède de préférence une longueur axiale de l'ordre du double de la course du piston 40. Le canon 10 est équipé de colliers chauffants externes 50, 52, 54 schématiquement représentés sur la figure 1, placés en regard des parties avant 34 et intermédiaire 36 du canal. Pour permettre une bonne plastification de la matière dans la partie intermédiaire 36 et la partie avant 34 du canal, la petite dimension 13 du canal 30 au niveau de la buse de sortie est au plus égale à 4 mm. De préférence, cette dimension 13 est comprise entre 3 et 4 mm. Le canon 10 est pourvu au niveau de sa première extrémité 14 adjacente à l'orifice d'alimentation 16 de canaux internes 60 assurant une circulation de fluide de refroidissement. De préférence, un capteur de pression 70 est porté par la paroi du canon 10 pour déboucher dans le canal 30 à proximité de la buse de sortie. Ce capteur de pression 70 permet de contrôler la pression appliquée sur la matière contenue dans le canal 30. Dans le cadre de la présente invention, l'information de pression délivrée par le capteur 70 n'est pas prise en compte lors de la phase de remplissage du canal 30 et d'injection dans le moule, mais sert à contrôler la pression maintenue sur la matière injectée dans le moule plein. Selon un mode de réalisation avantageux illustré sur les figures annexées, un conduit auxiliaire 80 placé sur l'extérieur du canon 10 débouche dans l'orifice d'alimentation latéral 16. De plus, une trémie 82 débouche dans le conduit auxiliaire. Un piston auxiliaire 84 est placé mobile à translation dans le conduit auxiliaire 80. Ce dernier est avantageusement incliné selon un angle compris entre 30 et 90 , de préférence environ 45C par rapport à l'axe 12 du canon. Le conduit auxiliaire 80 possède une section droite interne dont la grande dimension coincide sensiblement avec celle L du canal interne 30 du canon. Par ailleurs, un système de brassage, non représenté sur les figures pour simplifier l'illustration, peut être place dans la trémie 82. Le système de brassage a pour but de faciliter la descente de la matière dans le canal auxiliaire 80 malgré la présence de fibres longues dans la matière plastique. Le canon 10 peut être réalisé par assemblage de deux coquilles symétriques dont le plan de joint coïncide par exemple avec le plan de coupe vertical de la figure 1 ou le plan de coupe horizontal de la figure 2, ou encore par usinage par électroérosion. La valeur de la grande dimension L du canal 30 n'est pas limitée. Elle peut être avantageusement au moins égale à 25 fois la petite dimension 13 pour permettre l'injection d'éléments de dimension importante, tels que carter de machine à laver, baignoires ou autres. Le volume maxi injectable sera celui de la# partie intermédiaire 36. Plusieurs unités d'injection pourront être utilisées simultanément pour l'injection au plan joint de pièces de grandes dimensions comme une baignoire ou un capôt moteur automobile. Le volume de la partie 34 avant sera égal ou supérieur à la partie intermédiaire 36. Le volume de la partie arrière 32, depouis la partie intermédiaire 36 jusqu'à l'orifice d'alimentation 16 côté base aura une valeur au moins deux fois supérieure à la partie intermédiaire 36. De préférence, comme illustré sur les figures 6, 7 et 8 la section extérieure-du canon 10 est circulaire. Cette disposition facilite un chauffage homogène du canon à l'aide des colliers 50, 52, 54. Par ailleurs de -préférence les angles du canal interne 30 sont arrondis comme illustré sur les figures 6, 7 et 8 et non pas vifs. Le fonctionnement de l'unité d'injection est le suivant. La matière contenue dans la trémie 82 s'écoule dans le canal auxiliaire 80. Le piston auxiliaire 84 lors de ses mouvements de va-et-vient (commandés par des moyens classiques non représentés)pousse la matière dans le canal 30 et assure le remplissage de celui-ci. Le remplissage du canal 30 peut être opéré par un aller et retour unique du piston auxiliaire 84 ou une pluralité d'allers et retours si nécessaire. Après remplissage du canal 30, l'injection de matière dans un moule placé en regard de la buse 18 est assurée par déplacement du piston 40 en direction de cette buse de sortie. Le déplacement du piston 40 est opéré selon une courbe de vitesse préétablie. Le capteur 70 permet de contrôler la pression appliquée sur la matière contenue dans le moule plein. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. La forme rectangulaire du canal 30 permet un chauffage homogène de la matière plastique, y compris lors de l'injection de masse importante. On rappelle que si la petite dimension 13 du canal 30, au niveau de la buse de sortie est avantageusement inférieure à 4mm, la grande dimension L du canal n'est pas limitée. REVENDICATIONS 1. Unité d'injection pour presse du type comprenant un canon d'injection (10) définissant un canal interne (30) et pourvu, d'une part, à une première extrémité, d'un orifice d'alimentation principal (16) par lequel le produit à mouler est introduit dans le canal et, d'autre part, à une seconde extrémié, d'une buse de sortie (18), et un piston mobile (40) en translation à l'intérieur du canal, pour injecter le produit sous pression, dans un moule, à travers la buse de sortie lorsque le piston (40) est déplacé à translation vers celle-ci, caractérisée par le fait que le canal interne (30) du canon (10) possède, sur toute sa longueur, une section droite généralement rectangulaire à côtés inégaux. 2. Unité d'injection selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le canal interne (30) du canon (10) possède une section droite généralement rectangulaire à côtés inégaux, dont les grands côtés conservent une dimension (L) sensiblement constante sur toute la longueur du canon, alors que les petits côtés (11, 12, 13) se réduisent le long du canon, de l'orifice d'alimentation (16) vers la buse de sortie (18). 3. Unité d'injection selon l'une des revendications I à 2, caractérisée par le fait qu'au niveau de la buse de sortie (18) la section du canal interne (30) a des petits côtés (13) compris entre 3 et 4 mm. 4. Unité d'injection selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'un capteur de pression (70) débouche dans le canal interne (30) du canon à proximité de la buse de sortie (18). 5. Unité d'injection selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que l'orifice d'alimentation (16) est ménagé latéralement dans le canon d'injection (10) et par le fait qu'une trémie (82) est superposée à l'orifice d'alimentation (16). 6. Unité d'injection selon la revendication 5, caractérisée par le fait qu'un conduit auxiliaire (80) débouche dans l'orifice d'alimentation (16) et par le fait que la trémie (82) débouche dans le conduit auxiliaire (80). 7. Unité d'injection selon la revendication 6, caractérisée par le fait qu'un piston auxiliaire (84) est placé mobile à translation dans le conduit auxiliaire (80). 8. Unité d'injection selon l'une des revendications 6 et 7 caractérisée par le fait que le conduit auxiliaire (80) est incliné d'environ 30 à 900 par rapport à l'axe du canon (10). 9. Unité d'injection selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée par le fait que le conduit auxiliaire (80) possède une section droite interne généralement rectangulaire. 10. Unité d'injection selon la revendication 9, caractérisée par le fait que le conduit auxiliaire (80) possède une section droite interne généralement rectangulaire dont les grands côtés ont une dimension qui coïncide sensiblement avec celle (L) des grands côtés du canal interne (30) du canon (10). Il. Unité d'injection selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisée par le fait qu'un système de brassage est placé dans la trémie (82). 12. Unité d'injection selon l'une des revendications 1 à Il, caractérisée par le fait que le canon (10) présente une section droite extérieure circulaire. 13. Unité d'injection selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée par le fait que le-canon (10) est réalisé par assemblage de deux coquilles symétriques. 14. Unité d'injection selon l'une des revendications I à 12, caractérisée par le fait que le canon (10) est réalisé par électroérosion. 15. Unité d'injection selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisée par le fait que les grands côtés (L) de la section droite du canal (30) ménagé dans le canon (10) ont une dimension supérieure à au moins 25 fois les petits côtés. 16. Unité d'injection selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisée par le fait que le canal interne (30) du canon (10) comprend une partie arrière (32), adjacente à l'orifice d'alimentation (16), une partie avant (34) adjacente à la buse de sortie (18), et une partie intermédiaire comprise entre la partie avant (34) et la partie arrière (32), dans laquelle la partie arrière (32) possède une section droite généralement rectangulaire constante à côtés inégaux, la partie intermédiaire (36) possède une section droite généralement rectangulaire à côtés inégaux dont les grands côtés conservent une dimension sensiblement constante et égale à la partie arrière (32) alors que les petits côtés décroissent à partir d'une dimension (11)égale aux petits côtés de la partie arrière (32), en direction de la partie avant (34), et la partie avant (34) possède une section droite généralement rectangulaire constante à côtés inégaux, dont les grands côtés conservent une dimension (L) sensiblement constante et égale aux parties arrière (32) et intermédiaire (36), alors que les petits côtés ont une dimension (13)égale à la plus petite dimension des petits côtés de la partie intermédiaire (36).