Brevet FR2693677A1 — publié le 19940121

La présente invention est relative à un procédé d'injection de charges successives de matière plastique à mouler, du type dans lequel, au moyen d'une vis sans fin tournant dans un fourreau et de moyens de chauffage, on fait avancer chaque charge de matière plastique à injecter, en la comprimant et en homogénéi- sant sa température, et on l'introduit dans une chambre d'injection, cette chambre étant ensuite mise en communi- cation avec un moule. La technique d'injection des matières plastiques au moyen d'une vis sans fin est avantageuse de par la précision du dosage de chaque charge et de l'injection, et de par le débit élevé de matière qu'elle permet, conduisant à un rendement élevé du procédé. Cependant, les vis sans fin classiques, qui sont filetées sur toute leur longueur pour assurer l'avance de la charge, sa compression et son homogénéi- sation en température, ne permettent pas de réaliser certains types de moulages, notamment le moulage de pièces jaspées, réalisées à partir d'un mélange de matières plastiques de couleurs et de duretés différen- tes, et le moulage de matières plastiques renforcées de fibres longues En effet, dans le premier cas, on observe une dispersion des couleurs les unes dans les autres, tandis que, dans le second cas, il se produit une rupture excessive des fibres. C'est pourquoi, dans la technique actuelle, on utilise des appareils à pot de fusion, à faible rendement, pour réaliser de tels moulages. L'invention a pour but de rendre possible le moulage de pièces jaspées et de matières plastiques renforcées de fibres longues au moyen d'un appareil à vis sans fin. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé du type précité, caractérisé en ce qu'on fait tout d' abord avancer la charge au moyen d 'une partie arrière filetée de la vis sans fin, puis on fait pénétrer la charge dans au moins un conduit rectiligne défini par la partie avant de cette vis. L'invention a également pour objet une vis sans fin destinée à la mise en oeuvre d'un tel procédé. Cette vis sans fin, du type comprenant une partie arrière filetée, est caractérisée en ce que la partie filetée ne s'étend que jusqu à une zone intermédiaire de la longueur de la vis, la partie avant de cette vis définissant un passage constitué par au moins un conduit rectiligne et qui communique avec ladite zone intermédiaire. Suivant d'autres caractéristiques: ledit passage est ménagé à l'intérieur de la vis; la section de passage de la partie avant est sensiblement la même que celle de la partie arrière; l'extrémité avant de la vis sans fin comporte un clapet anti-retour, notamment à bille; dans ladite zone intermédiaire, la vis présente une section réduite, 1 'extrémité amont dudit passage communiquant avec l'espace entourant cette zone intermédiaire; ledit passage est défini par un unique conduit rectiligne disposé suivant l'axe de la vis, ce conduit communiquant avec l'espace qui entoure la zone intermédiaire par l'intermédiaire d'une série d'orifices convergents vers l'avant; la partie avant de la vis est extérieure- ment cylindrique et de diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur du fourreau, et comporte une portée en saillie près de chacune de ses extrémités. L'invention a encore pour objet une presse d'injection de charges successives de matière plastique à mouler, comprenant un fourreau muni dans sa partie arrière de moyens d'alimentation en matière plastique, et une vis sans fin telle que définie ci-dessus, montée rotative et coulissante dans ce fourreau. Un exemple de mise en oeuvre de l'invention va maintenant être décrit en regard des dessins annexés, sur lesquels: la Figure 1 représente en élévation, avec coupe longitudinale partielle, une vis sans fin conforme à l'invention; la Figure 2 représente en coupe longitudi- nale une presse d'injection de matière plastique équipée de la vis sans fin de la Figure 1; et les Figures 3 et 4 illustrent, partielle- ment en coupe longitudinale, et à plus grande échelle, l'injection d'une charge de matière plastique au moyen de cette presse. La vis sans fin 1 représentée à la Figure 1, d'axe X-X horizontal, est constituée d'un corps principal 2, réalisé d'une seule pièce, d'un embout composite 3 rapporté sur l'extrémité avant de ce corps et formant clapet anti-retour, et d'un palier avant 4 également rapporté sur le corps 2. Le corps 2 comprend une partie arrière 5 et une partie avant 6 à peu près de même longueur, et une zone intermédiaire 7 qui les relie. La partie arrière 5, qui est pleine, est munie d'un filet de vis 8 de diamètre extérieur Dl, avec, entre les spires, un fond de filet 9 de diamètre constant D 2 L'extrémité arrière de cette partie 5 forme un embout d'entraînement 10. La partie avant 6 est extérieurement cylin- drique, de diamètre extérieur légèrement inférieur à Dl. Ce diamètre extérieur est ramené à Dl sur une courte longueur, à l'extrémité arrière de la partie 6, pour former un palier arrière 12, et il est légèrement réduit sur une longueur analogue à 1 ' extrémité avant de la partie 6, pour former un lamage 13 Sur ce dernier est enfilée sans jeu une bague, de même longueur et de diamètre extérieur Dl, qui constitue le palier avant 4. Intérieurement, la partie 6 comporte sur l'essentiel de sa longueur un unique conduit axial 14 de diamètre constant De l'extrémité arrière de ce conduit, située au droit du palier 12, partent vers l'arrière une série d'orifices divergents 15, lesquels débouchent sur une face d'extrémité arrière tronconique 16 de la partie 6 La partie d'extrémité avant 17 du conduit 14 est contre-alésée et taraudée. La zone intermédiaire 7 de la vis 1 est pleine et comporte une partie avant cylindrique 18, de diamètre inférieur à D 2, qui se raccorde à la petite base de la face tronconique 16 et, par conséquent, autour de laquelle débouchent les orifices 15 Cette partie 18 se prolonge vers l'arrière par une partie divergente 19, à profil méridien bombé, qui rejoint vers l'arrière le fond de filet, de diamètre D 2, de la partie 5 de la vis. L'embout 3, dont le diamètre extérieur est inférieur à Dl, comporte une douille arrière 20 qui se visse dans le taraudage 17 et qui, au moyen d'un épaule- ment radial, maintient alors en place le palier 4 sur le lamage 13 Cette douille 20 définit un siège de bille 21 de forme tronconique divergent vers l'avant. L'embout 3 comporte également un nez 22, extérieurement cylindrotronconique, qui se visse sur la douille 20 et définit alors avec celleci une chambre à bille recevant librement une bille 23 Le nez 22 est percé de plusieurs conduits 24 parallèles à l'axe X-X et débouchant dans la chambre à bille. La presse d'injection représentée sur la Figure 2 comprend essentiellement, outre la vis 1, un bâti 25, un fourreau chauffant 26, une trémie d'alimenta- tion 27, un vérin hydraulique 28, et un moto-réducteur 29 d'entraînement en rotation de la vis 1 Cette presse est représentée schématiquement et ne sera décrite que dans la mesure nécessaire à la compréhension de l'inven- tion, car elle ne diffère des presses à vis classiques que par la structure de la vis 1, décrite plus haut Le bâti 25 comporte une paroi avant verticale 30 dans laquelle est ménagé, coaxialement à l'axe X- X de la vis 1, un conduit avant 31 recevant une partie du filet 8. L'extrémité arrière du fourreau 26 est fixée contre la paroi 30 de façon que son conduit intérieur cylindrique, dans lequel coulissent sans jeu les paliers 4 et 12 et la partie avant du filet 8, prolonge vers l'avant le conduit 31 Dans la paroi 30 est également prévu un conduit vertical 32 qui communique avec la trémie 27 et débouche dans le conduit 31. Le fourreau 26, muni de colliers chauffants 33, est équipé à son extrémité avant d'une buse d'injec- tion 34 ayant un alésage axial 35 de diamètre réduit Cet alésage de sortie de la presse peut être obturé ou ouvert au moyen d'un boisseau quart-de-tour 36 commandé par un vérin 37 par l'intermédiaire d'une tringlerie 38. Le bâti 25 comporte par ailleurs une paroi arrière verticale 39 dans une ouverture de laquelle peut coulisser un corps de piston tubulaire 40 A l'arrière de la paroi 39, ce dernier s'élargit en une tête de piston 41 coulissant à joint étanche dans un corps de vérin 42 solidaire de la paroi 31. Le corps de piston 40 se prolonge vers l'arrière, traverse à joint étanche la paroi arrière 43 du corps de vérin, et porte le moto- réducteur 29 au-delà de cette paroi L'arbre de sortie 44 du moto- réducteur traverse librement le corps de piston 40 et est relié à l'embout arrière 10 de la vis, à l'avant de ce corps 40; ce dernier est guidé en translation par rapport au bâti , parallèlement à l'axe X-X Un appendice radial 45, coulissant sur une colonne horizontale 46 qui relie les parois 30 et 39, assure la reprise du couple d'entraîne- ment. Le fonctionnement de la presse ainsi décrite est le suivant. A la fin d'une phase d'injection d'une charge de matière plastique dans un moule (non représenté) accouplé à la buse 34, la vis 1 se trouve dans sa position la plus avancée illustrée sur la Figure 4. On ferme alors l'alésage de sortie 35 par rotation du boisseau 36, et on entraîne en rotation la vis 1 au moyen du moto-réducteur 29, la chambre arrière du vérin 28 étant reliée à la bâche La partie arrière de la vis provoque alors l'avance de la charge suivante de matière plastique, jusqu'à la zone intermédiaire 7, cette charge étant simultanément comprimée et chauffée. Dans la zone 7, la matière plastique est forcée dans les orifices 15 puis pénètre dans le conduit central 14, ou se produit une homogénéisation en température et la fusion complète des grains de matière plastique. Il est à noter que la section de passage offerte à la matière plastique est sensiblement la même dans la partie 5 et dans la partie 6 de la vis. A l'extrémité avant du conduit 14, la matière plastique repousse la bille 23, pénètre dans le nez 22 puis, à travers les conduits 24 de celui-ci, arrive dans la chambre d'injection 47 délimitée dans le fourreau 26 à l'avant de la vis. L'accumulation de matière plastique sous pression dans la chambre 47 développe une force agissant vers l'arrière sur la vis, ce qui provoque le recul progressif de celle-ci, comme indiqué par la flèche sur les Figures 2 et 3. Lorsque la vis a reculé d'une distance prédéterminée, sa rotation est arrêtée, l'alésage 35 est ouvert au moyen du boisseau 36, et le vérin 28 est mis en action pour transférer dans le moule la charge accumulée dans la chambre 47, ce qui réalise l'injection proprement dite Dès le début de cette avance de la vis, la bille 23 vient s'appliquer sur son siège 21 et isole ainsi la charge à transférer. Grâce à la configuration de la vis 1 décrite plus haut, la seconde partie de l'avance de la charge, pendant laquelle s'effectue l'homogénéisation en tempéra- ture, est réalisée sans action d'un filet de vis, suivant un trajet à peu près rectiligne des grains, et l'on constate que l'on peut ainsi mouler des pièces jaspées et/ou constituées de matière plastique renforcée par des fibres longues. REVENDICATIONS 1 Procédé d'injection de charges succes- sives de matière plastique à mouler, du type dans lequel, au moyen d'une vis sans fin ( 1) tournant dans un fourreau ( 26) et de moyens de chauffage ( 33), on fait avancer chaque charge de matière plastique à injecter, en la comprimant et en homogénéisant sa température, et on l'introduit dans une chambre d'injection ( 47), cette chambre étant ensuite mise en communication avec un moule, caractérisé en ce qu'on fait tout d'abord avancer la charge au moyen d'une partie arrière filetée ( 5) de la vis sans fin ( 1), puis on fait pénétrer la charge dans au moins un conduit rectiligne ( 14) défini par la partie avant ( 6) de cette vis. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on maintient une section de passage à peu près constante dans la partie arrière ( 5) et dans la partie avant ( 6) de la vis ( 1). 3 Vis sans fin pour l'injection de charges successives de matière plastique à mouler, du type comprenant une partie arrière filetée ( 5), caractérisée en ce que la partie filetée ( 5) ne s'étend que jusqu'à une zone intermédiaire ( 7) de la longueur de la vis, la partie avant ( 6) de cette vis définissant un passage constitué par au moins un conduit rectiligne ( 14) et qui communique avec ladite zone intermédiaire. 4 Vis sans fin suivant la revendication 3, caractérisée en ce que ledit passage ( 14) est ménagé à l'intérieur de la vis ( 1). 5 Vis sans fin suivant la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que la section de passage de la partie avant ( 6) est sensiblement la même que celle de la partie arrière ( 5). 6 Vis sans fin suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que son extré- mité avant comporte un clapet anti-retour ( 3), notamment à bille ( 23). 7 Vis sans fin suivant l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que dans ladite zone intermédiaire ( 7), la vis ( 1) présente une section réduite, l'extrémité amont dudit passage ( 14) communi- quant avec l'espace entourant cette zone intermédiaire. 8 Vis sans fin suivant la revendication 7, caractérisée en ce que ledit passage est défini par un unique conduit rectiligne ( 14) disposé suivant l'axe (X- X) de la vis ( 1), ce conduit communiquant avec l'espace qui entoure la zone intermédiaire ( 7) de la vis ( 1) par l'intermédiaire d'une série d'orifices ( 15) convergents vers l'avant. 9 Vis sans fin suivant l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisée en ce que la partie avant ( 6) de la vis ( 1) est extérieurement cylindrique et de diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur du fourreau ( 26), et comporte une portée en saillie ( 4, 12) près de chacune de ses extrémités. Presse d'injection de charges successi- ves de matière plastique à mouler, comprenant un fourreau ( 26) muni dans sa partie arrière de moyens d'alimentation en matière plastique, et une vis sans fin ( 1) suivant l'une quelconque des revendications 3 à 9 montée rotative et coulissante dans ce fourreau.