Brevet FR2708230A1 — publié le 19950203

BUSE D'INJECTION DE MATIERE PLASTIQUE, DU TYPE A OBTURATEUR COMMANDE La présente invention est relative au domaine de l'injection des matières plastiques et elle concerne, plus particulièrement, les buses d'injection qui sont adaptées entre un moule d'injection et une presse ou entre cette dernière et une boudineuse, de manière à contrôler le flux de matière à l'état plastique devant être transférée en direction d'une empreinte de moulage. Pour contrôler un tel flux, la technique antérieure a proposé des buses pouvant être classées en deux catégories. La première concerne les buses à obturation automatique de leur passage traversant. Ces types de buse comprennent intérieurement un obturateur coulissant destiné à fermer l'orifice calibré d'injection du nez de buse par l'action permanente d'un organe élastique placé sous contrainte pour solliciter l'obturateur en course rectiligne de fermeture. L'ouverture s'obtient, automatiquement, en faisant croître la pression de la matière à l'état plastique, de manière que cette pression, agissant sur une portée tronconique ou analogue de l'obturateur, fasse naître une action antagoniste à celle du ressort de rappel et commande l'ouverture automatique de l'obturateur. De telles buses donnent certainement satisfaction mais possèdent des utilisations limitées en raison de la présence du ressort interne qui est, bien entendu, soumis à la température devant être appliquée à la matière pour lui conserver son état plastique favorable à l'injection. Une telle température dégrade, dans le temps, les caractéristiques de réactivité élastique des ressorts, de sorte que les fonctions d'ouverture et fermeture varient dans le temps et aussi avec les conditions de température. Si de telles buses peuvent être employées dans le cas où leur mise en place ne fait intervenir qu'un contrôle localisé d'ouverture-fermeture, en revanche, il n'est pas envisageable de les mettre en place lorsqu'une injection implique l'ouverture séquentielle de différentes buses implantées localement dans un moule délimitant une empreinte de grande complexité ou impliquant une masse importante de matière plastique, comme cela est le cas pour les pièces techniques ou encore les pièces de grande masse. En effet, dans de telles applications, il est connu qu'il est préférable, sinon nécessaire, de pouvoir contrôler sélectivement et/ou séquentiellement l'injection locale de matière plastique pour l'obtention d'une pièce homogène. La deuxième catégorie est justement celle des buses à obturateur commandé positivement en course d'ouverture au moins. De telles buses comportent un obturateur coulissant disposé à l'intérieur du corps de buse, selon l'axe de ce dernier, et qui est lié à travers le corps de buse à un actionneur tel qu'un vérin disposé coaxialement audit corps. De telles buses permettent, certainement, de répondre au problème de l'ouverture sélective et séquentielle et ont été utilisées dans de nombreuses applications. L'évolution des techniques d'injection a tendance à préconiser de multiplier le nombre de buses d'injection, parfois même d'en prévoir autant que d'empreintes, de manière à réduire les cheminements internes de transfert dans le moule, les pertes de matière par carottes de démoulage, les difficultés de contrôle de température en cours de transfert et les difficultés de régulation de température des différentes empreintes d'un même moule. li est de plus en plus fréquent d'implanter maintenant un grand nombre de buses qui doivent être commandées, simultanément, sélectivement et/ou séquentiellement, en étant organisées en groupe, en batterie ou en ligne et qui sont généralement alimentées à partir d'un bloc de distribution intermédiaire entre-elles et la presse d'injection. La difficulté qui se pose avec les buses à obturateur commandé, du type actuellement connu, réside dans le fait que la présence des actionneurs fait naître un encombrement dans de nombreux cas rédhibitoire que les buses soient alimentées directement ou de façon groupée par l'intermédiaire d'un bloc de distribution. En effet, il est nécessaire, dans tous les cas, de prévoir l'encombrement des actionneurs de commande qui sont généralement constitués par des vérins de type hydraulique situés à l'arrière du bloc de distribution. Outre cet encombrement, de tels vérins sont implantés dans le moule proprement dit et constituent alors un risque de pollution de l'environnement, voire des empreintes, notamment en cas de fuite hydraulique susceptible d'être infiltrée dans les circuits de circulation de matière plastique. Par ailleurs, le bloc de distribution est généralement de grande longueur et se trouve soumis à la température de la matière à injecter qui est supérieure à celle du moule. La dilatation longitudinale du bloc est donc difficile à maîtriser et pose des problèmes de guidage et d'étanchéité voire d'usure pour les moyens de commande qui traversent le bloc pour actionner positivement les obturateurs des buses. La présente invention vise à résoudre le problème ci-dessus en proposant une buse d'injection de matière plastique, du type à obturateur commandé, qui puisse être implantée dans tous les types de montage de buses simples, groupées, en batterie ou en ligne, sans faire naître de problème d'encombrement ni de risque de pollution. L'objet de l'invention est de proposer une buse d'injection de matière plastique du type à obturateur commandé dont les moyens de commande sont simples, efficaces, fiables, robustes et peu encombrants et n'exigeant qu'une adaptation relativement faible du corps de buse. Un objet de l'invention est d'offrir des moyens de commande qui permettent des organisations fonctionnelles à commande groupée, sélective et/ou séquentielle à même de répondre à tous les besoins de construction ou d'implantation spécifiques qui peuvent se présenter. Pour atteindre les objectifs ci-dessus, la buse d'injection de matière plastique du type commandé est caractérisée en ce que les moyens de commande agissent sur l'obturateur par déplacement rectiligne alternatif selon une direction transversale à l'axe du corps de buse. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite cidessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une coupe-élévation d'une buse d'injection conforme à l'invention. Les fig. 2 et 3 sont des coupes-élévations partielles illustrant différents cas d'application. Les fig. 4 et 5 sont des vues en plan schématique montrant deux exemples d'application. Les fig. 6 à 9 sont des vues en plan analogues aux fig. 4 et 5 mais illustrant quatre autres exemples d'application. La fig. 1 montre une buse d'injection de matière plastique désignée dans son ensemble par la référence 1. Une telle buse comprend un corps 2 de toute forme appropriée, qui peut être associé extérieurement à un collier chauffant 3. Le corps 2 présente dans sa face transversale arrière une empreinte 4 qui peut être prévue pour le montage d'un adaptateur 5 sur lequel prend appui soit la buse d'extrémité 6 d'une presse d'injection, dans le cas où le corps 2 appartient à une buse de moule, soit le canon 7 d'une boudineuse, dans le cas où le corps 2 appartient à une buse de presse illustrée par la fig. 2. Le corps de buse 2 présente en face avant un nez de buse 8 à caractère démontable, conformé pour coopérer directement avec un moule 9, comme dans le cas de la fig. 1, ou pour pénétrer dans ce dernier à la manière d'une buse plongeante comme désignée par la référence 8a à la fig. 3. Le corps de buse 2, équipé de l'adaptateur 5 et du nez de buse 8, délimite un passage traversant 10 destiné à être emprunté par la matière à l'état plastique circulant dans le sens de la flèche fi depuis l'orifice d'entrée Il de l'adaptateur 5 jusqu'à l'orifice de sortie 12 du nez de moule 8 qui est réalisé tubulaire pour communiquer avec le passage traversant 10. Le corps de buse 2 contient un obturateur commandé 15 qui est constitué par un coulisseau 16 libre d'être déplacé en course rectiligne alternative sur l'axe xx' du corps 2 à l'intérieur d'un logement 17 que ce dernier délimite. Le logement 17 est borgne en direction de l'adaptateur 5 et fermé en direction opposée par une cale d'épaisseur 18 qui est immobilisée, axialement, dans le fond d'un trou taraudé 19 réservé au montage du nez 8. Le coulisseau 16 est prolongé par une aiguille d'obturation 20 à même de coulisser à travers la cale d'épaisseur 18 pour être engagée dans l'alésage axial du nez 8 pour que son extremité vienne obturer l'orifice calibré 12. Le logement 16 est délimité de façon indépendante et isolée du passage traversant 10 qui débouche à l'intérieur de l'alésage du nez 8 par un conduit d'intercommunication 22 ou plusieurs selon que le passage traversant 10 est constitué à base de un ou plusieurs trous de cheminement interne. Comme cela est illustré par la fig. 1, la liaison entre le coulisseau 16 et l'aiguille 20 peut être du type démontable. L'obturateur 15 est associé à des moyens 30 de commande agissant pour lui imposer un mouvement rectiligne alternatif, selon la direction x-x', par déplacement selon une direction transversale selon la flèche f2. Ces moyens 30 incluent des moyens de transformation de mouvement qui font intervenir au moins une rampe inclinée 31 et un doigt 32. Dans la forme de réalisation illustrée par la fig. 1, la rampe 31 est constituée par un trou pratiqué, de façon inclinée, dans le coulisseau 16 par exemple selon un angle a par exemple compris entre 20 et 30 par rapport à une direction orthogonale à l'axe x-x'. Le doigt 32 est formé, selon une même inclinaison, à partir d'un actionneur mécanique 33 monté dans une glissière 34 pratiquée dans le corps 2 selon une direction perpendiculaire à l'axe x-x'. Les moyens 30 comprennent, en outre, un organe moteur 35 agissant sur l'actionneur mécanique 33. L'organe moteur 35 peut être de toute nature appropriée et être lié de façon directe ou indirecte à l'actionneur 33. Dans certains cas, il pourrait être prévu d'inverser les moyens décrits cidessus en faisant comporter le doigt 32 au coulisseau 16 et la rampe 31 à l'actionneur 33. De préférence, la rampe 31 est du type à double effet, de manière à commander, positivement par coopération avec le doigt 32, le déplacement en course rectiligne alternative en ouverture et en fermeture de l'aiguille 20. A partir de la position illustrée par la fig. 1, le déplacement de l'actionneur 33 en course d'extension, dans le sens de la flèche f2, provoque le recul du coulisseau, dans le sens de la flèche f3, et le déplacement axial de l'aiguille 20 en course d'ouverture positive pour dégager l'orifice calibré 12. La matière plastique sous pression peut ainsi traverser le passage 10, emprunter l'alésage du nez 8 et pénétrer dans le moule 9. En fin de phase d'injection, l'organe moteur 35 est inversement alimenté pour commander la course de rétraction de l'actionneur 33 dont le doigt 32 repousse le coulisseau 16 dans le sens inverse de manière à fermer l'orifice calibré 12 par l'aiguille 20. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, les moyens de commande, selon l'invention, sont disposés perpendiculairement à l'axe x-x' du corps de buse 2 et peuvent être commandés ou actionnés de façon directe ou indirecte par l'organe moteur 35 qui peut être situé, de toute manière appropriée, hors du prolongement direct coaxial avec le corps de buse 2. Cette disposition permet une implantation aisée d'organes de commande de buses multiples d'un moule tel que 9 à la fig. 4, et comprenant quatre buses 1 à 14 qui sont commandées par groupe de deux en commande simultanée séquentiellement ou non. La fig. 5 illustre un autre exemple d'implantation dans lequel les buses 11 à 14 sont groupées en ligne et commandées de façon séquencée par deux moyens de commande sélectifs 35 responsables de l'ouverture et de la fermeture des buses 1 et 14 d'une part, et 12 et 13 d'autre part. La fig. 6 montre que l'actionneur 33 peut être relié à l'organe de commande 35 par une transmission 36 décalée en faisant intervenir un moyen de transmission, du type à lumière oblongue et à ergot désignés dans l'ensemble par la référence 37. Une telle commande décalée permet d'organiser l'implantation des moyens de commande comme illustré par les fig. 7 et 8 qui illustrent des exemples comparativement identiques aux implantations selon les fig. 4 et S. La comparaison des fig. 4 à 8 permet de remarquer une grande possibilité d'implantation des moyens de commande, autrement que directement dans l'axe des buses, de façon à réduire l'encombrement axial des ensembles moule, buses, bloc de distribution, presse d'injection et de répondre aux différentes exigences d'injection localisée que peuvent présenter les moules 9 en fonction du nombre d'empreintes qu'ils possèdent ou de la complexité d'une ou plusieurs de ces dernières dans le cas de réalisation de pièces de grande masse ou de pièces dite techniques. La fig. 9 illustre un dernier exemple d'implantation en ligne par une commande unique faisant intervenir une transmission 36 commandée par un organe moteur 35 et agissant sur n actionneurs 33 par l'intermédiaire de moyens de transmission 37. Les moyens 37 peuvent être identiques pour l'ensemble des buses li à 14 ou encore comporter, comme illustré pour la buse 12, des moyens d'actionnement 37a retardés faisant intervenir des configurations de lumière oblongue adaptées. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS: 1 - Buse d'injection de matière plastique, du type à obturateur commandé, comprenant un corps de buse (2) comportant, en face arrière, une empreinte (4) d'appui et, en face avant, un nez d'injection (8), ledit corps délimitant un passage traversant (10) destiné à être emprunté par la matière à injecter et débouchant en façade du nez par un orifice d'injection calibré (12) contrôlé par un obturateur (15) logé dans le corps, coulissant selon l'axe (x-x') de ce dernier et associé à des moyens (30) de commande en course rectiligne d'ouverture-fermeture caractérisée en ce que les moyens de commande (30) agissant sur l'obturateur par déplacement rectiligne alternatif selon une direction transversale à l'axe du corps de buse. 2 - Buse d'injection selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de commande (30) incluent des moyens de transformation de mouvement comprenant une rampe inclinée (31) et un doigt (32). 3 - Buse d'injection selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens de commande comportent un actionneur mécanique (33) guidé dans une glissière (34) transversale du corps de buse et sur lequel agit un organe moteur (35). 4 - Buse d'injection selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens de commande comprennent un actionneur (33, 36) commun à plusieurs obturateurs appartenant à autant de buses établies en batterie. 5 - Buse d'injection selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'actionneur comporte des moyens (37a) de commande retardée de l'un au moins des obturateurs. 6 - Buse d'injection selon la revendication 2, caractérisée en ce que la rampe (31) est présentée par l'obturateur (15) et en ce que le doigt (32) est porté par l'actionneur (33). 7 - Buse d'injection selon la revendication 2, caractérisée en ce que la rampe (31) est présentée par l'actionneur (33) et en ce que le doigt (32) est porté par l'obturateur (15). 8 - Buse d'injection selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'obturateur (15) est constitué par une aiguille (20) adaptée sur un coulisseau (16) monté dans un logement (17) ménagé axialement dans le corps de buse (2) qui présente une glissière transversale (34) s'ouvrant dans le logement et dans laquelle est engagé l'actionneur (33) qui est prolongé par un doigt incliné (32) coopérant avec une rampe (31) à double effet offerte par le coulisseau (16). 9 - Buse d'injection selon la revendication 8, caractérisée en ce que le logement et la glissière du corps de buse sont isolés du passage traversant.