Brevet FR2728345A1 — publié le 19960621

RHEOMEIRE lsOUR IPRESSE A IER L'invention concerne un rhéomètre destiné à être monté en bout du cylindre de la vis d'une presse à injecter, et qui possède un conduit d'écoulement d'un matériau polymère thermoplastique, le long duquel sont placés des capteurs de la pression dudit matériau en cours d'écoulement. On sait que la viscosité d'un matériau polymère peut varier d'un lot de matière à l'autre et en fonction des caractéristiques de fonctionnement et des paramètres de réglage de la presse. Les capteurs de pression du rhéomètre, places respectivement en amont et en aval du conduit d'écoulement permettent dans ce cas, le contrôle du paramètre nécessaire au calcul de la viscosité du matériau. Le rhéomètre relié à une unité de traitement d'informations constitue de la sorte un moyen de contrôle préalable de la viscosité du matériau et favorise le réajustement éventuel de la température et des paramètres de fonctionnement de la presse. La publication FR-A-2.686.694 décrit un rhéomètre dans lequel le conduit d'écoulement possède des perçages transversaux de réception des capteurs de pression en contact avec le polymère. Le problème non résolu par l'utilisation industrielle de tels rhéomètres est lié au fait que la fragilité des capteurs de pression nécessite des interventions fréquentes sur le rhéomètre qui génèrent des arrêts de fonctionnement de la presse et des arrêts de production. L'invention a pour but de remédier au problème précité et a pour objet un rhéomètre dans lequel au moins deux capteurs mesurent une perte de charge du polymère dans le conduit d'écoulement et sans contact avec le polymère, dans le but d'augmenter leur durée de vie et d'éviter la présence du polymère devant les éléments sensibles du capteur. Selon l'invention le conduit d'écoulement est monté avec jeu dans le corps du rhéomètre et s'étend axialement devant des logements de capteurs portés par ledit corps et sa paroi est déformable élastiquement sous l'action de la force due à la pression du polymère. Le rhéomètre ainsi réalisé permet une mesure répétitive des pertes de charge dans le conduit d'écoulement sans entretien préalable des capteurs. n évite également tout contact entre le polymère et les capteurs. ll suffit de la sorte d'effectuer des mesures différentielles des déformations élastiques locales du conduit d'écoulement sous l'effet de la pression radiale communiquée par le polymère, d'alimenter par les signaux délivrés par les capteurs une unité de traitement dont les signaux de sortie, en valeur représentative de la viscosité, sont comparés à des valeurs de consigne, afin qu'un écart déterminé des dites valeurs déclenche le processus d'autocorrection des paramètres de fonctionnement de la presse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un exemple de réalisation du rhéomètre en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une coupe longitudinale schématique du rhéomètre monté sur une presse à injecter. - la figure 2 est une coupe longitudinale à une plus grande échelle du conduit d'écoulement et de son montage dans le corps du rhéomètre.~ En référence à la figure 1, on voit que le corps 1 du rhéomètre est disposé entre la buse d'injection 2 et le fourreau 3 de la presse à injecter contenant la vis 4. Le corps 1 porte un alésage axial 5 qui met en communication la buse 2 et le fourreau 3. Le corps 1 est percé radialement de logements de montage 7 de capteurs 8, 9 séparés d'une distance axiale connue "d". Un élément chauffant extérieur 10 géré par un thermocouple 11, assure la régulation thermique du corps 1 du rhéomètre. L'alésage 5 porte un conduit d'écoulement 12 du matériau polymère dont la paroi 13 est séparée par un jeu radial de la paroi de l'alésage 5. Le conduit 12 est conçu de façon à se déformer élastiquement dans le sens radial en supportant de fortes pressions et les contraintes dues à son utilisation industrielle. Son diamètre dépend de la presse, de l'outillage, du matériau mis en oeuvre, des conditions de moulage et du type d'acier le composant. Sa longueur est telle que la distance entre chaque extrémité dudit conduit et l'axe du capteur le plus proche soit suffisante pour que la déformation radiale du conduit localisée au niveau dudit axe ne soit pas perturbée par la fixation de l'extrémité considérée du conduit. Par ailleurs la distance "d" entre les axes des capteurs doit être suffisante pour que la déformation radiale du conduit localisée au niveau d'un des axes ne soit pas perturbée par la déformation radiale du conduit localisée au niveau de l'autre axe. Les capteurs sont des goujons extensométriques et piézoélectriques qui admettent des températures de fonctionnement de 400"C et mesurent les déformations élastiques locales du conduit d'écoulement 12. Comme indiqué sur la figure 2, les logements des capteurs 7 sont diamétralement opposés à des puits de réception 14 de pièces de réaction 15. Cellesci permettent d'équilibrer les forces extérieures exercées sur le conduit 12 par les capteurs 8, 9 lors de la mise en précontrainte desdits capteurs. Les capteurs 8, 9 permettent, pendant toute la phase d'injection du polymère, un prélèvement des signaux représentatifs de la pression et de la perte de charge donnant des informations non seulement sur leur niveau absolu, mais encore sur leurs fluctuations. Les données cidessus sont alors traitées par un ordinateur à l'aide d'un modèle scientifique d'interprétation desdites mesures de pression et de température, en provenance respectivement des capteurs 8, 9 et du thermocouple 1 1 ainsi que des valeurs de déplacement ou de vitesse de déplacement de la vis 4, pour en déduire la viscosité et la variation de viscosité du matériau polymère injecté. Le signal délivré par le rhéomètre est géré à l'aide d'un logiciel spécifique qui s'occupe du traitement des données, et qui détermine les viscosités à chaque instant d'un cycle d'injection. Par comparaison avec des consignes limites, le signal délivré par le rhéomètre peut déclencher la modification de certains paramètres de fonctionnement de la presse tels que la température, la vitesse d'injection, la pression, etc Le remplissage correct du moule est ainsi rétabli. Le produit final obtenu résultant de l'intervention de la presse est remarquable par ses qualités, malgré certains changements éventuels intervenant en cours du cycle de fabrication tels que la compressibilité ou la viscosité des lots de matière traités. REVENDICATIONS 1) Rhéomètre pour presse à injecter qui inclut un corps (1) destiné à être disposé entre une pièce de raccordement (3) à la presse et une buse d'injection (2) et qui possède un conduit d'écoulement (12) d'un matériau polymère le long duquel sont placés des capteurs (8, 9) extensométriques destinées à la mesure de la perte de charge dudit matériau en cours d'écoulement, caractérisé par le fait que le conduit d'écoulement (12) est monté avec jeu dans le corps (1) du rhéomètre et s'étend axialement devant des logements (7) de capteurs (8, 9) portés par ledit corps (1) et que sa paroi (13) est déformable élastiquement sous l'action de la force radiale due à la pression du polymère. 2) Procédé de mesure de la perte de charge dans un rhéomètre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on mesure les déformations élastiques locales du conduit d'écoulement sous l'effet de la pression radiale communiquée par le polymère et que les signaux délivrés par les capteurs (8, 9) alimentent une unité de traitement qui compare lesdits signaux à une valeur de consigne et qu'un écart déterminé desdites valeurs déclenche le processus de correction des paramètres de fonctionnement de la presse.