Brevet FR2689052A1 — publié le 19931001

DISPOSITIF DE REGULATION DE DEBIT POUR UNE MACHINE D'INJECTION DE MATIERE PLASTIQUE Arrière-plan de l'invention L'invention concerne des machines d'injection de matière plastique, et plus particulièrement un dispositif de régulation de débit pour empêcher la matière plastique de s'écouler directement dans la cavité d'accumulation d'une machine d'injection de matière plastique et diriger par contre cette matière plastique vers la paroi de la cavité d'accumulation, déterminant ainsi un effet de récurage et réduisant l'accumulation de la matière plastique sur la paroi de la cavité d'accumulation. On connaît dans ce domaine des machines d'injection de matière plastique à alimentation centrale dans lesquelles la matière plastique est autorisée à s'écouler par une cavité centrale d'un piston d'injection dans la cavité d'accumulation, avant le refoulement de la matière plastique par le piston d'injection à travers une buse d'injection et dans un dispositif de moulage Dans ces dispositifs, la matière plastique s'écoule directement dans la cavité d'accumulation. Le problème posé par l'écoulement direct de la matière plastique depuis la cavité centrale du piston d'injection vers la portion centrale de la cavité d'accumulation est qu'il en résulte un écoulement irrégulier En outre, quand la matière plastique s'écoule directement dans la portion centrale de la cavité d'accumulation, elle laisse subsister une certaine proportion de la surface de chaque côté de l'interface chambre centrale/cavité d'accumulation o la matière plastique ne s'écoule pas Ces régions sont connues habituellement sous le nom de "coins morts" o la matière plastique stagnante peut s'accumuler et avoir un effet sur le processus d'injection de la matière plastique Lorsque l'accumulation a atteint un certain degré, la cavité d'accumulation doit être nettoyée pour éliminer cette matière plastique durcie, ce qui demande de la main-d'oeuvre et du temps et se traduit par un coût élevé à mesure que le temps s'écoule Il est donc souhaitable de réaliser un écoulement continu plus régulier pendant le processus, et de réduire la main-d'oeuvre et le temps nécessaires à l'élimination de la matière plastique qui s'est accumulée. Les difficultés des systèmes d'injection de matière plastique de l'art antérieur sont sensiblement éliminées par la présente invention. Résumé de l'invention Donc un but de la présente invention est de fournir des moyens pour réduire l'accumulation de matière plastique dans la cavité d'accumulation d'une machine d'injection de matière plastique. Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif de régulation de débit qui se traduit par un écoulement continu plus régulier de la matière plastique dans la cavité d'accumulation d'une machine d'injection de matière plastique. Un autre but encore de la présente invention est de fournir un dispositif de régulation de débit pour empêcher la matière plastique de s'écouler directement dans la cavité d'accumulation d'une machine d'injection de matière plastique. Un autre but encore de la présente invention est de fournir un dispositif de régulation de débit pour diriger la matière plastique vers la paroi de la cavité d'accumulation, réduisant ainsi la quantité de matière plastique s'accumulant sur la paroi de la cavité d'accumulation. Un autre but encore de la présente invention est de fournir un dispositif de régulation de débit pour la cavité d'accumulation qui exige moins de J nettoyage, demandant du temps et beaucoup de main- d'oeuvre, que l'art antérieur. Ces buts et autres de l'invention apparaîtront clairement en référence à la description qui suit et y aux dessins annexés. La présente invention concerne un dispositif de régulation de débit pour empêcher la matière plastique de s'écouler directement depuis la chambre centrale d'un piston d'injection ou autres moyens de fourniture de matière plastique vers la cavité d'accumulation d'une machine d'injection de matière plastique et diriger par contre la matière plastique vers les parois de la cavité d'accumulation, déterminant ainsi un effet de récurage et réduisant l'accumulation de la matière plastique sur les parois de la cavité d'accumulation. Le dispositif de régulation de débit comprend un élément de soupape qui comporte une ouverture centrale pour y recevoir la matière plastique, cette ouverture centrale étant située à proximité de et en alignement avec la chambre centrale des moyens de fourniture de matière plastique Deux passages de dérivation au moins dans l'élément de soupape s'étendent depuis l'ouverture centrale vers des ouvertures externes débouchant sur le bord extérieur de l'élément de soupape, le bord extérieur de l'élément de soupape étant concentrique et proche de la paroi de la cavité d'accumulation En conséquence, pendant l'accumulation, la matière plastique est dirigée par l'ouverture centrale et les passages de dérivation vers le bord extérieur de l'élément de soupape La matière plastique s'écoule ensuite dans la cavité d'accumulation le long de sa paroi et non directement dans la portion centrale de la cavité d'accumulation, comme dans l'art antérieur. De préférence, les ouvertures externes débouchent dans une gorge circonférentielle constituée sur le bord externe de l'élément de soupape, cette gorge circonférentielle permettant l'écoulement de la matière plastique entre le bord externe de l'élément de soupape et la paroi de la cavité d'accumulation. Selon l'invention, l'élément de soupape comprend en outre une portion de tête de forme sensiblement conique proche de la gorge circonférentielle, la portion de tête de forme conique étant prévue pour se disposer dans un siège de forme correspondante d'un capuchon d'extrémité situé entre la cavité d'accumulation et une buse d'injection. Par ailleurs, l'élément de soupape peut comprendre en outre au moins deux canalisations situées sur la tête de forme conique et proches de la gorge circonférentielle, permettant l'écoulement de la matière plastique depuis la gorge circonférentielle SE vers la cavité d'accumulation. De préférence, ces canalisations sont espacées linéairement les unes des autres et décalées par rapport aux ouvertures externes des passages de dérivation le long de la gorge circonférentielle. Avantageusement, l'élément de soupape comprend quatre passages de dérivation comprenant des ouvertures externes qui sont positionnées tous les 90 ' le long du bord externe de l'élément de soupape de même que quatre canalisations, chacune de ces canalisations étant située entre deux ouvertures externes consécutives des passages de dérivation. Brève description des dessins Sur les dessins: la figure 1 est une vue en élévation de la machine d'injection de matière plastique montrant un piston d'injection qui est dégagé d'un cylindre d'injection et montrant en particulier le dispositif de régulation de débit de la présente invention; la figure 2 est une vue en élévation de la machine d'injection de matière plastique de la figure 1, le piston d'injection étant reçu dans le cylindre d'injection; D; la figure 3 est une vue agrandie d'un détail du dispositif de régulation de débit, montré partiellement en coupe; la figure 4 est une vue en élévation latérale de l'élément de soupape de l'invention; la figure 5 est une vue en coupe de l'élément de soupape montré à la figure 4; la figure 6 est une vue en bout de l'élément de soupape montré à la figure 4, partiellement en coupe; la figure 7 est une vue en élévation latérale du dispositif de régulation de débit de la figure 3, montrant en particulier l'écoulement de la matière plastique à travers ce dernier; et la figure 8 est une vue en perspective de l'élément de soupape qui est montré rattaché au piston d'injection. Description détaillée de l'invention Sur les figures est représentée une machine d'injection de matière plastique désignée de façon générale en 10, dans laquelle un dispositif de régulation de débit désigné dans son ensemble en 12 empêche la matière plastique de s'écouler directement dans la cavité d'accumulation 14 sensiblement cylindrique d'un cylindre d'injection 16 et dirige par contre cette matière plastique vers la paroi 18 de la cavité d'accumulation 14 pendant l'injection, déterminant ainsi un effet de récurage et réduisant l'accumulation de matière plastique sur la paroi 18 de la cavité d'accumulation 14. La machine d'injection de matière plastique 10 est supportée par un châssis principal allongé 20 Un dispositif à buse 22 est monté sur un capuchon d'extrémité 24 sur ce qui sera appelé dans ce qui suit l'extrémité avant du cylindre d'injection 16 qui est supporté sur l'extrémité avant d'un chariot 26 Un ensemble à piston d'injection 28 se déplace de façon coulissante le long du chariot 26 et est reçu télescopiquement dans la cavité d'accumulation 14 du cylindre d'injection 16 L'ensemble à piston d'injection 28 est montré dégagé de la cavité d'accumulation 14 à la figure 1 et est montré reçu complètement à l'intérieur de la cavité d'accumulation 14 à la figure 2 La matière plastique est envoyée dans une chambre centrale 30 de l'ensemble à piston d'injection 28 par un dispositif à vis 32. Pendant l'accumulation, la matière plastique est envoyée dans la cavité d'accumulation 14 en passant à travers l'ensemble à piston d'injection 28 qui est positionné au début comme montré à la figure 2 A mesure que la matière plastique s'accumule dans la cavité d'accumulation 14, l'ensemble à piston d'injection 28 est repoussé vers l'arrière en direction de la position qui est juste à l'avant de celle qui est montrée à la figure 1 L'ensemble à piston d'injection 28 est alors poussé vers l'avant pendant l'injection pour déplacer la matière plastique qui s'est accumulée dans la cavité d'accumulation 14 en la faisant passer par le dispositif à buse 22 pour parvenir dans un dispositif de moulage (non montré). Le dispositif de régulation de débit 12 est situé à l'extrémité avant de l'ensemble à piston d'injection 28 et comprend un élément de soupape 34 comportant une portion de tête conique 36, une portion centrale sensiblement cylindrique 38 et une portion de queue filetée 40 destinée à sa fixation à l'extrémité avant de l'ensemble à piston d'injection 28 La forme conique de la portion de tête 36 est prévue pour se disposer à l'intérieur d'un siège 42 de forme correspondante du capuchon d'extrémité 24 pour déplacer la quantité maximale de matière plastique dans la cavité d'accumulation 14. La portion de queue filetée 40 de l'élément de soupape 34 comprend une ouverture centrale 44 qui est centrale 30 de l'ensemble à piston d'injection 28. L'ouverture centrale 44 est sensiblement cylindrique et s'étend depuis la chambre centrale 30 jusqu'à la portion centrale sensiblement cylindrique 38 de l'élément de soupape 34 Dans l'ouverture centrale 44 est monté un élément sphérique 46 qui, pendant l'injection, est sollicité par la contre-pression provenant de la cavité d'accumulation dans un siège à bille 46 situé contre la chambre centrale 30 de l'ensemble à piston d'injection 28 pour bloquer l'écoulement de la matière plastique pendant l'injection L'élément en forme de bille 46 peut être dégagé du siège à bille 48 par la matière plastique pendant l'accumulation, permettant ainsi l'écoulement J 5 de la matière plastique depuis la chambre centrale 30 de l'ensemble à piston d'injection 28 vers l'ouverture centrale 44 de l'élément de soupape 34 en passant autour de l'élément en forme de bille 46 Une butée de bille 50 limite le mouvement de l'élément en forme de bille 46 dans la direction l'éloignant du siège à bille 48. L'ouverture centrale 44 s'étend dans une portion centrale sensiblement cylindrique 38 de l'élément de soupape 34 o elle se subdivise en quatre passages de dérivation 52 dont chacun s'étend vers l'avant sous un certain angle depuis l'ouverture centrale 44 vers une ouverture extérieure 54 débouchant dans le bord externe 56 de l'élément de soupape 34 Le bord externe 56 de l'élément de soupape 34 est concentrique et proche de la paroi 18 de la cavité d'accumulation 14 Une gorge circonférentielle 58 est constituée autour de la portion centrale sensiblement cylindrique 38 de l'élément de soupape 34 à proximité de la portion de tête conique 36 de l'élément de soupape 34 C'est dans la gorge circonférentielle 38 que débouchent les ouvertures externes 54 des passages de dérivation 52 Une ouverture externe 54 d'un passage -/ de dérivation 52 est disposée tous les 90 le long de la gorge circonférentielle 58. La portion de tête conique 36 de l'élément de soupape 34 comprend également quatre canalisations 60 proches de la gorge circonférentielle 58 et espacées linéairement tout en étant décalées par rapport aux ouvertures externes 54 des passages de dérivation 52 le long de la gorge circonférentielle 58 Une canalisation est située entre deux ouvertures externes consécutives 54 des passages de dérivation 52. Donc, comme montré à la figure 7, pendant l'accumulation de la matière plastique, cette matière plastique est refoulée par le dispositif à vis 32 dans la chambre centrale 30 de l'ensemble à piston d'injection 28 et vers le dispositif de régulation de débit 12 La matière plastique dégage la bille 46 du siège 48 et s'écoule autour de la bille 46 pour parvenir dans l'ouverture centrale 44 de la portion de queue filetée 40 de l'élément de soupape 34 La matière plastique s'écoule alors par les quatre passages de dérivation 52 jusqu'aux ouvertures externes 54 En ce point, la matière plastique s'écoule depuis chacune des ouvertures externes 54 dans la gorge circonférentielle 58 jusqu'à ce qu'elle atteigne une région de plus faible résistance et parvienne dans la canalisation la plus proche 60 Finalement, la matière plastique s'écoule par les canalisations 60 qui sont proches de la paroi 18 de la cavité d'accumulation 14 et dans la cavité d'accumulation 14 en vue d'être ensuite injectée par le dispositif à buse 22 dans le dispositif de moulage (non montré). Donc, comme la matière plastique pénètre dans la cavité d'accumulation 14 au niveau de la paroi 18 de la cavité, un écoulement régulier et continu sur la portion de tête conique 36 de l'élément de soupape 34 élimine tous points morts o la matière plastique pourrait s'accumuler et se durcir prématurément. 9 2689052 La description qui précède explique et illustre simplement l'invention, mais sans caractère limitatif, et l'homme de l'art disposant de cette description sera à même d'apporter des modifications et des variantes sans s'écarter du champ d'application de l'invention. Par exemple, on peut envisager d'utiliser toute combinaison de passages de dérivation 52 et de canalisations 60 pour diriger la matière plastique vers la paroi 18 de la cavité d'accumulation 14. REVENDI CATIONS 1 Dispositif de régulation de débit ( 12) pour empêcher une matière plastique de s'écouler directement dans la cavité d'accumulation ( 14) d'une machine d'injection de matière plastique ( 10) et diriger par contre ladite matière plastique vers la paroi ( 18) de ladite cavité d'accumulation, déterminant ainsi un effet de récurage et réduisant l'accumulation de la matière plastique sur la paroi de la cavité d'accumulation, ledit dispositif de régulation de débit comprenant: (a) des moyens ( 28) pour envoyer la matière plastique vers l'accumulateur, les moyens de fourniture de matière plastique comprenant une chambre centrale ( 30 > à l'intérieur, destinée à l'écoulement de la matière plastique qui la traverse; (b) un élément de soupape ( 34) situé entre les moyens de fourniture de matière plastique ( 28) et la cavité d'accumulation, l'élément de soupape empêchant la matière plastique de s'écouler directement desdits moyens de fourniture de matière plastique dans la cavité d'accumulation; (c) une ouverture centrale ( 44) dans l'élément de soupape pour y recevoir la matière plastique, ladite ouverture centrale étant située proche de et en alignement avec la chambre centrale ( 30) des moyens de fourniture de matière plastique; et (d) au moins deux passages de dérivation ( 52) s'étendant depuis l'ouverture centrale ( 44) vers des ouvertures externes ( 54) débouchant sur le bord externe ( 56) de l'élément de soupape ( 34), ledit bord externe de l'élément de soupape étant concentrique et proche de la paroi ( 18) de la cavité d'accumulation ( 14), lesdits passages de dérivation permettant l'écoulement de la matière plastique depuis l'ouverture centrale ( 44) jusqu'audit bord externe ( 56) de l'élément de soupape ( 34). 2 Dispositif de régulation de débit selon la revendication 1, comprenant en outre un élément en forme de bille ( 46) qui, pendant l'injection, est sollicité vers une position située contre la chambre centrale ( 30) des moyens de fourniture de matière plastique ( 28) pour bloquer l'écoulement de cette matière plastique provenant desdits moyens de fourniture de matière plastique, l'élément en forme de bille qui est mobile, pendant l'accumulation, vers une position dégagée de son siège ( 48) s'éloignant de la chambre centrale desdits moyens de fourniture de matière plastique, ledit élément en forme de bille, quand il est dans sa position dégagée de son siège, permettant l'écoulement de la matière plastique depuis les moyens de fourniture de matière plastique ( 28), autour de l'élément en forme de bille ( 46) et vers l'ouverture centrale ( 44) de l'élément de soupape ( 34). 3 Dispositif de régulation de débit selon la revendication 1, dans lequel les ouvertures externes ( 54) débouchent dans une gorge circonférentielle ( 38) constituée sur le bord externe de l'élément de soupape ( 34), ladite gorge circonférentielle permettant l'écoulement de la matière plastique entre le bord externe de l'élément de soupape et la paroi ( 18) de la cavité d'accumulation ( 14). 4 Dispositif de régulation de débit selon la revendication 3, dans lequel l'élément de soupape ( 34) comprend en outre une portion de tête ( 36) de forme sensiblement conique proche de la gorge circonférentielle ( 38), la portion de tête de forme conique étant prévue pour se disposer dans un siège ( 42) de forme correspondante d'un capuchon d'extrémité ( 24), ce capuchon d'extrémité étant situé entre la cavité d'accumulation et une buse d'injection ( 22). 5 Dispositif de régulation de débit selon la revendication 4, dans lequel ledit élément de soupape comprend en outre au moins deux canalisations ( 60) il situées sur ladite tête de forme conique et proches de la gorge circonférentielle, permettant l'écoulement de la matière plastique depuis la gorge circonférentielle vers la cavité d'accumulation. 6 Dispositif de régulation de débit selon la revendication 5, dans lequel les canalisations ( 60) sont espacées linéairement les unes des autres et décalées par rapport aux ouvertures externes ( 54) des passages de dérivation ( 52) le long de la gorge circonférentielle ( 38). 7 Dispositif de régulation de débit selon la revendication 5, dans lequel ledit élément de soupape comprend quatre passages de dérivation comprenant des ouvertures externes qui sont positionnées tous les 90 le long du bord externe de l'élément de soupape. 8 Dispositif de régulation de débit selon la revendication 7, dans lequel ledit élément de soupape comprend quatre canalisations, chacune de ces canalisations étant située entre deux ouvertures externes consécutives des passages de dérivation. 9 Dispositif de régulation de débit pour empêcher une matière plastique de s'écouler directement d'une chambre centrale de moyens de fourniture de matière plastique vers la cavité d'accumulation d'une machine d'injection de matière plastique et pour diriger par contre ladite matière plastique vers la paroi de la cavité d'accumulation, déterminant ainsi un effet de récurage et réduisant l'accumulation de ladite matière plastique sur la paroi de la cavité d'accumulation, le dispositif de régulation de débit comprenant (a) un élément de soupape ( 34) comportant une portion de tête ( 36) de forme sensiblement conique, une portion centrale ( 30) de forme sensiblement cylindrique et une portion de queue ( 40), ledit élément de soupape étant situé entre les moyens de fourniture de matière plastique ( 28) et la cavité d'accumulation ( 14); (b) une ouverture centrale ( 14) dans la portion de queue de l'élément de soupape pour y recevoir la matière plastique, ladite ouverture centrale étant située à proximité de et en alignement avec la chambre centrale ( 30) desdits moyens de fourniture de matière plastique; (c) au moins deux passages de dérivation ( 52) dans la portion centrale de l'élément de soupape, lesdits passages de dérivation s'étendant depuis l'ouverture centrale de la portion de queue de l'élément de soupape vers des ouvertures externes ( 54) débouchant dans une gorge circonférentielle constituée sur un bord externe ( 56) de l'élément de soupape, ledit bord externe de l'élément de soupape étant concentrique et proche de ladite paroi de la cavité d'accumulation; et (d) au moins deux canalisations ( 60) situées sur la portion de tête de forme conique de l'élément de soupape et proches de la gorge circonférentielle de la portion centrale de l'élément de soupape. Dispositif de régulation de débit selon la revendication 9, comprenant en outre un élément en forme de bille ( 46) qui, pendant l'injection, est sollicité vers une position située contre la chambre centrale ( 30) des moyens de fourniture de matière plastique ( 28) pour bloquer l'écoulement de cette matière plastique provenant desdits moyens de fourniture de matière plastique, l'élément en forme de bille qui est mobile, pendant l'accumulation, vers une position dégagée de son siège ( 48) s'éloignant de la chambre centrale desdits moyens de fourniture de matière plastique, ledit élément en forme de bille, quand il est dans sa position dégagée de son siège, permettant l'écoulement de la matière plastique depuis les moyens de fourniture de matière plastique ( 28), autour de l'élément en forme de bille ( 46) et vers l'ouverture centrale ( 44) de la portion de queue ( 40) de élément de soupape ( 34). 11 Dispositif de régulation de débit selon la revendication 9, dans lequel les canalisations ( 60) sont espacées linéairement les unes des autres et décalées par rapport aux ouvertures externes ( 54) des passages de dérivation ( 52) le long de la gorge circonférentielle ( 38). 12 Dispositif de régulation de débit selon la 1.0 revendication 9, dans lequel ledit élément de soupape comprend quatre passages de dérivation comprenant des ouvertures externes qui sont positionnées tous les 90 le long de la gorge circonférentielle. 13 Dispositif de régulation de débit selon la revendication 12, dans lequel ledit élément de soupape comprend quatre canalisations, chacune de ces canalisations étant située entre deux ouvertures externes consécutives des passages de dérivation.