Brevet FR2693676A1 — publié le 19940121

"Buse d'injection modulaire à chauffage intégré" La présente invention a pour objet une buse d'injection de forme générale tubulaire munie d'un moyen de chauffage régulé pour, à partir d'une presse d'injection, guider, maintenir à température, et injecter un matériau thermoplastique chauffe dans un moule. La technique du moulage de thermoplastique par injection est aujourd'hui bien connue, elle fait appel à une presse d'injection munie d'une buse d'injection pour injecter le thermoplastique dans un moule ayant la forme de la pièce désirée. Les buses d'injection connues sont de forme générale tubulaire, cylindrique avec une extrémité conique du côte du moule, la partie cylindrique est gé- néralement entourée d'un collier chauffant au moyen de résistances électriques ; la régulation de température de la buse d'injection, laquelle est nécessaire pour maintenir le thermoplastique à la température adéquate, est généralement obtenue au moyen d'un thermocouple installé à proximité de la résistance, par exemple entre le collier et le diamètre extérieur de la buse d'injection dans sa partie cylindrique.Ce mode de réalisation connu d'une buse d'injection présente plusieurs inconvénients : le collier de résistance est directement exposé aux projections de polymère lors des purges ou des fuites accidentelles, la disposition du collier autour de la buse provoque une déperdition calorifique dans l'air ambiant qui peut être de l'ordre de 50 %, la régulation de température est assez aléatoire puisque le thermocouple n'est pas installé tout à fait à proximité du thermoplastique ; le collier de résistance est relativement encombrant et cela rend quelque fois difficile le positionnement et le chauffage de la buse d'injection lorsque celle-ci doit pénétrer dans un outillage de moulage un peu complexe. La présente invention a pour but de supprimer ces inconvénients. Selon la présente invention, une buse d'injection du genre précédemment défini est particulièrement remarquable en ce que le moyen de chauffage est intégré au sein de la paroi tubulaire de la buse à injection. Ainsi, en chauffant la paroi de l'intérieur, donc à proximité de la matière thermoplastique à chauffer, les déperditions d'énergie calorifique sont considérablement diminuées et il est alors possible d'utiliser une puissance de chauffage électrique inférieure tout en conservant un chauffage efficace ; bien entendu, le diamètre extérieur du tube va légèrement augmenter mais du fait de la suppression du collier chauffant l'encombrement global sera diminué. Avantageusement, une buse d'injection conforme à l'invention est particulièrement remarquable en ce qu'elle est constituée de plusieurs éléments modulaires, chacun de forme générale tubulaire, dont notamment un corps de chauffe tubulaire, le moyen de chauffage étant logé dans la paroi du corps de chauffe tubulaire. Dans un tel cas, à chaque extrémité du corps de chauffe tubulaire sont prévus des moyens de fixa tion pour y fixer respectivement de manière montable/démontable un nez de buse et un raccord adaptateur, tous deux de forme tubulaire et de petite dimension par rapport au corps de chauffage tubulaire. Ainsi, la partie la plus massive de la buse d'injection, à savoir le corps de chauffe tubulaire, est chauffée et sa température est facilement transmise aux éléments moins massifs à savoir le nez de buse et le raccord adaptateur ; il est clair que ce mode de réalisation modulaire permet que plusieurs modèles de raccords d'adaptateur sont prévus pour adapter la buse d'injection aux différents types de presses d'injection et aussi que plusieurs modèles de nez de buse sont prévus pour adapter la buse d'injection, et sa portée en "buse collée't, aux différents types de moules. Ainsi, un seul corps de chauffe tubulaire peut être utilisé pour plusieurs outillages de moulage et/ou plusieurs presses d'injection ; de ce fait, une buse d'injection conforme à l'invention est un investissement facilement amortissable ; de plus, le nettoyage de chaque élément modulaire est relativement aisé, notamment le nettoyage du corps de chauffe tubulaire qui peut s'effectuer sans chauffage d'appoint, du genre bec à gaz, puisqu'il n'est pas séparé de son propre moyen de chauffage lors du nettoyage. Dans un mode de réalisation préféré, les moyens de fixation du nez de buse et du raccord adaptateur sur le corps de chauffe tubulaire sont prévus avec une surface de contact suffisamment importante pour assurer l'homogénéité de la température dans les trois éléments modulaires. Dans ce cas, avantageusement, les moyens de fixation sont des filetages, la partie alésée filetée intérieurement étant prévue sur le corps de chauffe tubulaire. Ainsi, le nez de buse et le raccord adaptateur sont facilement interchangeables pour s'adapter aux différentes conditions de moulage ; évidemment, dans le but d'assurer une bonne étanchéité et d'éviter que le matériau thermoplastique ne vienne se glisser dans les filets, la face d'appui du système de serrage sera de préférence celle située au fond de l'alésage. Parmi les moyens de chauffage, que l'on trouve dans le commerce, à loger au sein de la paroi tubulaire de la buse d'injection, on choisira de préférence une pluralité de crayons chauffants logés longitudinalement, et avec une répartition annulaire uniforme, dans la paroi. La présente invention sera bien comprise au vu de la description d'un exemple de réalisation illustré par les dessins annexés. Un corps de chauffe est vu en coupe longitudinale sur la figure la et vu en bout à la figure lb. Un nez de buse est représenté en vue latérale sur la figure 2a et en vue en bout sur la figure 2b. Un raccord adaptateur est représenté en vue latérale sur la figure 3. La figure 4 représente une vue latérale d'une buse d'injection conforme à l'invention. La figure 4 est donc une vue d'ensemble de l'extérieur d'une buse d'injection modulaire 4 comportant un corps de chauffe 1, un nez de buse 2, et un raccord adaptateur 3 ; ces trois éléments de forme générale tubulaire sont assemblés avec des moyens de fixation, ici des filetages, et dans le corps de chauffe 1 sont logés des moyens de chauffage connectés à une source d'alimentation électrique au moyen des connexions 50 ; chacun des trois éléments tubulaires est globalement cylindrique mais il comporte des plats pour faciliter le montage et le démontage. La figure la représente le corps de chauffe 1 selon une coupe longitudinale et la figure lb représente le même corps de chauffe 1 vu en bout ; le corps de chauffe 1 est de forme générale cylindrique avec un élément conique du côté des moyens de fixation 12 prévus pour le nez de buse 2, alors que l'autre extrémité comporte une collerette 15 munie de plats 16 et un moyen de fixation 13 pour y fixer le raccord adaptateur 3 ; les moyens de fixation 12, 13 sont ici des alésages filetés intérieurement ; l'intérieur 19 du corps de chauffe tubulaire a un diamètre qui se rétrécit progressivement dans le sens du passage du matériau thermoplastique ; dans la paroi du corps de chauffe tubulaire 1 est prévue une pluralité de logements 11, au nombre de trois disposés annulairement de façon régulière dans le cas de figure, prévus pour y loger dans chacun un crayon chauffant ; chaque logement est ici constitué d'un trou borgne qui débouche du côté du raccord adaptateur ; d'autres modes de réalisation sont évidemment envisageables dans la mesure où la chaleur dégagée par l'élément chauffant se répartit équitablement dans tout le corps de chauffe 1. La figure 2a représente un nez de buse 2 en vue latérale, et la figure 2b représente le même nez de buse 2 vu en bout ; le nez de buse 2 est de forme générale cylindrique avec une collerette 25 munie de plats 26, et avec un moyen de fixation 21, ici un embout fileté, agencé pour se fixer sur le moyen de fixation correspondant 12 du corps de chauffe 1 ; le trou 29 qui traverse axialement et longitudinalement le nez de buse 2 a un diamètre qui se rétrécit progressivement dans le sens du passage du matériau thermoplastique ; comme on peut le constater, le nez de buse 2 est une pièce relativement petite par rapport au corps de chauffage 1, les deux figures étant sensiblement à la même échelle. La figure 3 représente un raccord adaptateur 3 de forme tubulaire généralement cylindrique comportant une collerette 35 avec des plats pour le serrage, un moyen de fixation 31 pour être fixé sur le corps de chauffe 1 et un moyen de fixation 32 pour être fixé sur la presse d'injection ; les deux moyens de fixation 31, 32 sont ici des embouts filetés, l'embout 31 étant évidemment agencé pour se visser dans le filetage 13 du corps de chauffe 1 ; le raccord adaptateur 3 est traversé de part en part par un alésage 39 qui constitue le passage pour le matériau thermoplastique. L'assemblage des trois éléments modulaires, à savoir le corps de chauffe 1, le raccord adaptateur 3 et le nez de buse 2, ne présente pas de difficulté il est évidemment préférable de prévoir que, pour des raisons d'étanchéité, les embouts filetés 21, 31, viennent respectivement en appui au fond des alésages filetés 12, 13. Dans les logements 11 prévus dans la paroi du corps de chauffe 1, on peut mettre, à titre d'exemple non limitatif, des crayons chauffants ; on peut aussi y mettre un thermo-couple, par exemple du type Fe/Cu. On peut prévoir que la connexion 50, visible sur la figure 4, est protégée par un capot vissé sur une plaquette qui solidarise le corps de chauffe 1 avec le raccord adaptateur 3, évitant ainsi tout desserrage. La buse d'injection peut encore être pourvue d'un manchon de matériau isolant dont le diamètre intérieur serait égal au diamètre extérieur du corps de chauffe pour améliorer l'isolation de l'ensemble de chauffe et ainsi diminuer les déperditions d'énergie calorifique. A titre indicatif, une buse d'injection réalisée selon l'invention avait un diamètre extérieur de 42 mm et une longueur hors tout de 115 mm pour une puissance de chauffe de 600 watts ; au cours de l'expérimentation d'une telle buse, on a pu constater une excellente rapidité de chauffe combinée avec une très bonne régularité thermique, d'où une économie de consommation d'énergie significative. De plus, du fait du faible encombrement de l'ensemble, il a été possible d'obtenir une diminution de la dimension des carottes de moulage puisqu'il est maintenant possible d'injecter au plus près des pièces ; en outre, à l'occasion de changement d'outillage, on a pu constater qu'il était possible de changer le nez de buse sans changer ni le corps de chauffe, ni le raccord adaptateur ce qui permet de ne pas déconnecter les moyens de chauffage et donc d'obtenir un gain de productivité. REVENDICATIONS 1 ) Buse d'injection (4) de forme générale tubulaire munie d'un moyen de chauffage régulé pour, à partir d'une presse d'injection, guider, maintenir à température, et injecter un matériau thermoplastique chauffé dans un moule, caractérisée en ce que le moyen de chauffage est intégré au sein (11) de la buse d'injection. 2 ) Buse d'injection (4) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est constituée de plusieurs éléments modulaires, chacun de forme générale tubulaire, dont notamment un corps de chauffe (1) tubulaire, le moyen de chauffage étant logé dans la paroi du corps de chauffe tubulaire. 3 ) Buse d'injection modulaire selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'à chaque extrémité du corps de chauffe (1) tubulaire sont prévus des moyens de fixation (12, 13) pour y fixer respectivement de manière montable/démontable un nez de buse (2) et un raccord adaptateur (3), tous deux de forme tubulaire et de petite dimension par rapport au corps de chauffage tubulaire. 4 ) Buse d'injection modulaire selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens de fixation du nez de buse et du raccord adaptateur sur le corps de chauffe tubulaire sont prévus avec une surface de contact suffisamment importante pour assurer l'homogénéité de la température dans les trois éléments modulaires. 5 ) Buse d'injection modulaire selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que les moyens de fixation sont des filetages, la partie alésée filetée intérieurement étant prévue sur le corps de chauffe tubulaire. 6 ) Buse d'injection modulaire selon la re vendication 3, 4 ou 5, caractérisée en ce que plusieurs modèles de raccords adaptateur (3) sont prévus pour adapter la buse d'injection aux différents types de presses d'injection. 7 ) Buse d'injection modulaire selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que plusieurs modèles de nez de buse (2) sont prévus pour adapter la buse d'injection, et sa portée en "buse collée", aux différents types de moules. 8 ) Buse d'injection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moyen de chauffage est constitué d'une pluralité de crayons chauffants logés longitudinalement dans la paroi (11) de la buse d'injection.