Brevet FR2697464A1 — publié le 19940506

Unité d'injection pour machines à mouler par injection L'invention concerne une unité d'injection pour ma- chines à mouler par injection pour la fabrication d'objets en matière plastique, comprenant un élément de filière, un système d'amenée de matière, un système de piston-cylindre disposé entre l'élément de filière et le système d'amenée de matière, un élément de fermeture disposé entre le cylindre et le système d'amenée de matière, et un dispositif pour appliquer l'élément de filière contre le bord de l'orifice d'entrée d'injection d'un moule à injection. Avec une telle unité, des matières plastiques chargées et non chargées aussi bien que que des liants fortement chargés pour le traitement de métaux pulvérisés et de céra- miques ainsi que des barbotines doivent être traités, sans formation de bulles, d'après le principe dit "first fn-first out" La matière est alors transportée, sans inversion de la direction d'écoulement, par le système de piston-cylindre. Un dispositif du genre précité est décrit dans DE-A-4 207 286 La matière liquide ou plastifiée à injecter est amenée ici dans un cylindre incliné de 45 par rapport à l'axe d'injection et respectivement à l'axe de la vis transporteuse Un clapet antiretour à l'entrée du cylindre empêche lors du coup d'injection un retour dans le cylindre de la vis La matière amenée dans le cylindre est injectée à l'aide d'un piston, par la filière d'injection, dans la cavité du moule La déviation de la matière amenée par la vis dans le cylindre se fait suivant une cardioïde favorable sur le plan de la technique des fluides Bien que ce dispositif permette déjà d'obtenir de bons résultats pour des poids d'injection allant jusqu'à 0,2 g, il présente néanmoins quelques inconvénients. Ainsi, le clapet antiretour représente, notamment dans le cas du traitement de matières peu visqueuses, un point faible étant donné que le mouvement de fermeture dudit clapet antiretour déclenché par le mouvement d'injection n'assure qu'une étanchéité insuffisante. De plus, le dispositif bien connu présente des sections de passage défavorables Etant donné que le piston d'in- jection est entouré suivant une section de cardioïde, il se produit lors de l'injection un cisaillement inutile de la matière par le piston Par ailleurs, la construction de ce dispositif est compliquée et coûteuse. L'invention a donc pour objet de réaliser une unité d'injection du genre précité de façon à assurer un écoulement de matière régulier, de l'arrivée de la matière jusqu'à la filière en passant par le cylindre, et une réalisation simple de l'unité. Selon l'invention, l'élément de filière et le piston guidé dans le cylindre forment un ensemble, le canal d'écoulement étant aligné avec un alésage axial dans le piston qui se prolonge jusqu'à l'intérieur du cylindre, et le cylindre peut être déplacé, piston arrêté, dans le sens de l'axe longitudinal du piston. Avantageusement, le canal d'écoulement dans le piston s'élargit en forme d'entonnoir en direction de l'intérieur du cylindre; le cylindre peut être déplacé au moyen d'un vérin; et un élément de fermeture supplémentaire est disposé dans l'alésage, dans la région de la transition entre ledit alésage et le canal d'écoulement. Si le dispositif selon l'invention est utilisé pour l'injection de barbotine, il se compose uniquement du système de cylindre-piston avec élément d'arrêt, le dispositif d'amenée de matière étant constitué d'un entonnoir auquel est raccordé un tuyau flexible. Lors de l'injection, seul le cylindre est déplacé comme masse accélérée Du fait de la traversée rectiligne de toutes les sections du cylindre, on obtient un écoulement régulier de la matière et on évite le risque de dépôts de matière susceptibles de gêner le mouvement d'injection De plus, l'étanchement du piston par rapport au cylindre mobile est sans problème en raison des faibles températures de traitement et des faibles pressions d'injection. Pour le traitement de matières thermoplastiques, l'unité selon l'invention est utilisée en combinaison avec une unité de plastification à vis C'est précisément pour des applications qui exigent une très haute précision de dosage que la solution selon l'invention offre des avantages décisifs Avec une conformation adéquate du canal du piston, le réglage du processus d'injection peut être considérablement amélioré pour des pressions d'injection élevées et des longs parcours de dosage Des imprécisions de dosage dues au comportement de fermeture et survenant lors de l'utilisation du clapet anti-retour bien connu peuvent être fortement réduites par l'utilisation d'une soupape d'arrêt à boulet ou d'une fermeture à pivot pouvant être actionnée par l'extérieur ou d'un système de fermeture comparable. Dans ce mode de réalisation, il est certes nécessaire, lors du processus d'injection, de déplacer aussi l'unité de vis en plus du cylindre Mais il est également concevable de prévoir entre le cylindre de vis et l'entrée du cy- lindre un chemin de glissement de sorte qu'il suffit égale- ment, lors de l'injection, de déplacer le cylindre comme masse accélérée. Dans tous les cas précités, le cylindre est déplacé à l'aide de vérins Mais il va de soi qu'il est possible de faire appel à n'importe quel autre système d'entraînement. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure représente, schématiquement, une unité d'injection globalement désignée par 1 Elle se compose d'un élément de filière 2 qui fait partie intégrante d'un piston 3 lequel plonge dans un cylindre 4 Toutefois, la filière 2 peut également être conformée en insertion de filière cylindrique qui est fixée dans un évidement adéquat ménagé dans la face frontale du piston L'étanchéité entre le piston 3 et la paroi intérieure du cylindre est assurée par des segments de piston non représentés. Dans le fond 5 du cylindre opposé au piston 3 est prévu un alésage 6 qui communique par l'intermédiaire de l'in- térieur du cylindre avec un système d'amenée de matière 7, dans le cas présent avec une vis de plastification 8, lequel est monté de manière tournante dans un cylindre de vis 9 La communication réalisée par l'alésage 6 peut être obturée par un élément de fermeture 10, dans le cas présent par une fermeture à pivot (représentée dans le sens du passage direct). L'orifice 11 de la filière s'élargit de manière conique dans la région 12 en direction du cylindre 4 pour former ensuite, jusqu'à proximité immédiate de l'extrémité du piston 3, un alésage cylindrique 13 lequel s'élargit en forme d'entonnoir dans la région 14 et jusqu'à la face frontale 15 du piston Dans la région de l'alésage cylindrique 13 est disposé un élément de fermeture supplémentaire 16, ici à nouveau une fermeture à pivot Cet élément est représenté dans la position de fermeture. Le piston 3 porte, à proximité de l'élément de filière 2, une bride annulaire (ou un élément de culasse) 17 qui sert d'une part de point d'attaque pour les tiges de piston 18 de plusieurs vérins 19 disposés parallèlement par rapport au système de piston-cylindre et dont les têtes de cylindre 20 sont fixées sur la paroi extérieure du cylindre 4. Lors de la mise en pression, les vérins 19 tirent le cylindre 4 sur le piston 3 jusqu'à ce que le fond 5 du cy- lindre se trouve immédiatement devant l'embouchure en forme de trompette de l'alésage 13 du piston. Par ailleurs, la bride annulaire 17 sert d'élément d'appui pour des vérins 21 supplémentaires dont les tiges de piston 22 traversent la bride annulaire 17 et agissent sur une plaque de filière 23 au travers de l'ouverture 24 de laquelle, lors de l'injection, l'élément de filière 2 est tiré et maintenu par les vérins 21 dans la zone du point d'injection non représentée du moule à remplir. L'unité d'injection fonctionne de la manière suivante A l'état initial, l'élément de fermeture 10 est fermé tandis que l'élément de fermeture 16 est ouvert Le cylindre 4 est poussé sur le piston 3 jusque dans la position de fin de course Ensuite, l'élément de fermeture 16 est fermé et l'élément de fermeture 10 est ouvert La vis 8 amène de la matière plastique au travers de l'alésage 6 dans le cylindre 4, ce qui a pour effet que, dans le cas d 7 'une amenée continue, le cylindre 4 est repoussé en arrière Lorsque le niveau de remplissage désiré est atteint, l'élément de fermeture 10 est à nouveau fermé. L'unité piston-cylindre-filière est approchée du moule à remplir au moyen des vérins 21 Puis, l'élément de fermeture 16 s'ouvre et le cylindre 4 est déplacé à l'aide des vérins 19 en direction de la bride annulaire 17 La masse de matière plastique est alors expulsée de l'intérieur du cylindre Dans l'exemple de réalisation représenté, la vis 8 et le cylindre de vis 9 participent au mouvement du cylindre 4 Mais il est également possible de prévoir entre le cylindre de vis 9 et le cylindre 4 un chemin de glissement, de sorte que seul le cylindre 4 doit être déplacé lors du coup d'injection. Lorsqu'il s'agit de traiter des barbotines, c'est-à- dire des agrégats minéraux en suspension, on renonce à l'utilisation de l'unité à vis 7 L'amenée des-matières se fait alors par l'intermédiaire d'un entonnoir auquel est raccordé un tuyau et qui débouche dans le cylindre 4 Dans ce mode de réalisation aussi, seul est déplacé le cylindre 4. -7 2697464 REVEND ICAT IONS 1 Unité d'injection pour machines à mouler par injection pour la fabrication d'objets en matière plastique, comprenant un élément de filière, un système d'amenée de matière, un système de piston-cylindre disposé entre l'élément de filière et le système d'amenée de matière, un élément de fermeture disposé entre le cylindre et le système d'amenée de matière, et un dispositif pour appliquer l'élément de filière contre le bord de l'orifice d'entrée d'injection d'un moule à injection, caractérisée en ce que l'élément de filière ( 2) et le piston ( 3) guidé dans le cylindre ( 4) forment un ensemble, le canal d'écoulement ( 11) étant aligné avec un alésage axial ( 13) dans le piston ( 3) qui se prolonge jusqu'à l'intérieur du cylindre, et que le cylindre ( 4) peut être déplacé, piston ( 3) arrêté, dans le sens de l'axe longitudinal du piston. 2 Unité d'injection selon la revendication 1, caractérisée en ce que le canal d'écoulement ( 11) dans le piston ( 3) s'élargit en forme d'entonnoir en direction de l'intérieur du cylindre. 3 Unité d'injection selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le cylindre ( 4) peut être déplacé au moyen de vérins ( 19). 4 Unité d'injection selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'un élément de fermeture supplémentaire ( 16) est disposé dans l'alésage ( 13), dans la région de la transition entre ledit alésage ( 13) et le canal d'écoulement ( 11). Unité d'injection selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les éléments de fermeture ( 10,16) sont des soupapes d'arrêt à boulet. 6 Unité d'injection selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les éléments de fermeture ( 10,16) peuvent être actionnés par l'extérieur et conformés par exemple en fermetures à pivot. 7 Unité d'injection selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le système d'amenée de matière est une vis de plastification ( 8). 8 Unité d'injection selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le système d'amenée de matière est constitué d'un entonnoir et d'un tuyau flexible qui relie l'entonnoir au cylindre ( 4). 9 Unité d'injection selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'un chemin de glissement pour la matière à injecter est prévu entre le cylindre ( 4) et le cylindre de vis ( 9).