Brevet FR2680338A1 — publié le 19930219

La présente invention a pour objet un dispositif qui permet d'ameliorer sensiblement la capacité de pi asti fi cation de machines à injecter les matières à haut poids moléculaire. Pour faire passer ces matières d'un état solide à l'état visqueux homogène, il faut les soumettre à un cisaillement, à un taux et une durée exactement contrôlés. Ce cisaillement doit apporter à la matière la quantité d'énergie nécessaire à cette transition. Une unité d'injection du type Rhéo-plast qu'utilise, à la place d'une vis, un piston tournant, suivant le Brevet français n" 7335821, ne pouvant pas faire varier l'épaisseur de la zone de cisaillement ne dispose pas d'une maîtrise suffisante du taux de cisaillement. L'unité d'injection pouvant assumer cette fonction est présentée sur le dessin n" 1 ci-joint. Un Rotor-Piston (1) peut se déplacer dans un Fourreau (2) longitudinalement, grâce à un Verin (3) et aussi tourner autour de son axe, grâce à un moteur (4). Le Fourreau (2) constitue une succession des alésages cylindriques A de diamètre Da et D de diamètre Di raccordés par des alésages B, C et E. Le Rotor-Piston de diamètre di, correspondant au diamètre Di, est caractérisé par le fait qu'il est prolongé par une conicité (5) de l'ordre de 10 % qui a la même valeur que la conicité C du Fourreau (2) et la longueur Lc. Ensuite, le Rotor-Piston se termine par une pointe d'une conicité (6) de même valeur que la conicité E du Fourreau (2). Le Verin (3) permet au Rotor-Piston (1) de coulisser d'une course de Lc + Li et d'être arrêté et positionné dans n'importe quelle position de sa course. Dans la position du Rotor-Piston (1), reculée, les parties coniques (5) et (C) coincident en créant une Fente e. Cette Fente e constitue la zone de cisaillement contrôlé. En avançant le Rotor-Piston (1), on réduit la Fente e, donc on augmente le taux de cisaillement. Ce taux de cisaillement dépend de la vitesse de rotation en fonction de la valeur de la Fente e. Le Piston annulaire (9) commandé par les Vérins (8) est destiné à comprimer la matière pulvérulante et la forcer à passer à travers la Fente e. La matière rapprochante de la Fente sera déjà préchauffée dans les zones A et B par le chauffage extérieur du Fourreau (2). Le rôlerde la zone de cisaillement contrôlé, est principalement d'apporter la quantité de l'énergieflnécessaire pour le passage de l'état solide à l'état visqueux. Dans les Unités d'injection construites à ce jour, suivant le Brevet mentionné plus haut, le Piston d'injection est cylindrique jusqu'à son extrémité. La zone de cisaillement intense est très courte, car elle est formée par l'arête vive du Piston et l'entrée du cylindre. En dehors de cet étranglement, le taux de cisaillement devient beaucoup plus faible, donc l'apport d'énergie par cisaillement est insignifiant en comparaison avec l'énergie dégagée dans l'étranglement. La nature de la matière à plastifier détermine le taux de cisaillement max. qu'elle peut supporter sans dommage pour ses propriétés physiques. D'autre part, un étranglement du passage est indispensable pour empêcher le transfert de la matière insuffisamment fondue. Ceci pose une limite à la vitesse permise de la rotation du piston, donc à la puissance pouvant être transmise à la matière par cisaillement. Dans le dispositif faisant l'objet de la présente intervention, existe une Fente (e), sur une longueur Lc, qui fait séjourner la matière sous le cisaillement intense, beaucoup plus longtemps. L'apport d'énergie dans cette Fente (e) étant plus grand, on peut augmenter le débit de piastification, sans dépasser le taux de cisaillement permis par la nature de la matière. Ce dispositif s'applique à des Unités d'injection aussi bien verticales que horizontales. REVENDICATIONS 1) Le dispositif destiné aux machines à injecter, qui sont dotées d'un Rotor-Piston et d'un Piston annulaire. Son objectif est d'améliorer la qualité de plastification des matières à haut ou très haut poids moléculaire afin de faciliter leur moulage par injection. Ce dispositif est caractérisé par le fait que le Rotor-Piston (1) possède à la suite de sa partie cylindrique (di), une partie conique (5) d'une faible conicité, de l'ordre de 10 % et d'une longueur (Lc). Le Fourreau (2) comporte un alésage conique (C) débouchant dans l'alésage cylindrique (D). Il est de la même conicité que la conicité (5) du Rotor-Piston (1) et de la même longueur (Lc). Dans la position Rotor-Piston (1) reculé, les deux conicités (5) et (C) créent une Fente (e) de la longueur (Lc) qui constitue, pendant la rotation, une Zone de Cisaillement Contrôlé. 2) Le dispositif suivant la Revendication 1, caractérisé par le fait que le Rotor-Piston (1) peut être positionné dans n'importe quelle position, dans les limites de la longueur Lc, dans le Fourreau (2). Ceci permet de réduire uniformément l'épaisseur de la Fente (e), donc régler à volonté le Taux de cisaillement dans toute la Zone de Cisaillement Contrôlé.