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Perfectionnements dans le moulage de matières plastiques.
La présente invention concerne des procédés de moulage par injection ou expulsion pour les substances plastiques du type faisant prise à chaud ou thermoplastiques, et plus particulièrement l'opération de réchauffage et d'alimentation de la matière dans le cylindre d'injection ou d'expulsion.
La méthode habituelle consistant à employer comme chambre de chauffage le cylindre d'injection ou d'expulsion, c'est à dire l'espace d'ou la matière est évacuée, a l'in- convénient que, par suite de la faible conductibilité ther- mique des substances plastiques, la matière ne peut être chauffée uniformément de part en part que si elle est dé- ployée en couches minces. Ceci est effectué habituellement par l'emploi d'un déployeur en forme de torpille placé dans
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le cylindre d'injection entre le plongeur et la tuyère.
Ce procédé nécessite l'emploi d'un cylindre d'injection assez encombrant et l'emploi de pressions excessivement élevées pour presser la matière, à l'état partiellement ramolli seulement, à travers l'espace étroit entre le déployeur et la paroi du cylindre. Ces difficultés sont même plus grandes avec des matières faisant prise à chaud,.par suite de leur viscosité généralement glus grande, et du fait que la température doit être maintenue dans des limites très étroites pour éviter que la polymérisation de la matière se produise dans le cylin- dre d'injection, tout en maintenant la matière àl'état plas- tique.
Différents procédés de chauffage préalable de la ma- tière avant son introduction dans la chambre dtinjection ou d'expulsion ont été proposés antérieurement et suivant l'une de ces propositions relative au moulage par l'injection de matières thermoplastiques , la matière est amenée sous des formes façonnées d'avance telles que des tiges, des blocs ou des barres à une vitesse réglée à travers une chambre chauffée constamment vers un cylindre préliminaire dans lequel des quantités réglées de la matière alors chauffée sont séparées et pressées dans le cylindre d'injection sous une pression qui dépasse la pression de moulage par injection effective et sert en outre à chauffer la matière lorsqu'elle passe dans le cylindre d'injection.
Le but de la présente invention est de fournir un procédé perfectionné et modifié de moulage de matières ther- moplastiques ou faisant prise à chaud, dans lequel la matière
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est séparéedet la masse d'alinentation, ensuite chauffée au. préalable par application d'une quantité réglée de chaleur, et la. matière chauffée, au préalable est envoyée à un dispo- sitif d'injection ou d'expulsion 'et évacuée de celui-ci à une température appropriée pour 1'injection ou l'expulsion subséquente. Dans la manière préférée de réaliser l'inven- tion, la quantité mesurée de matière est constamment mainte- nue sous pression pendant le chauffage de celle-ci pour fa- ciliter le chauffage rapide et uniforme de la matière dans toute sa masse.
Suivant une manière avantageuse de réaliser ltinven- tion, un cylindre d'expulsion ou.d'injection est relié à une chambre de chauffage préalable, cette chambre étant com- binée à un dispositif d'alimentation destiné à amener à . celle-ci une quantité réglée de matière venant dtun réser- voir ou d'une trémie et à évacuer la matière après chauffage préalable, à une température convenant pour l'opération subséquente d'injection ou dtexpulsion de la chambre de chauf- fage dans le cylindre d'injection ou d'expulsion.
La chambre de chauffage préalable est de préférence établie en vue dtun chauffage diélectrique à haute fréquence et convenablement 'isolée de toutes pièces métalliques adjacen- tes par une matière isolante à faible facteur de perte diéle;,- trique aux fréquences employées. Ce procédé de chauffage préa- lable a été trouvé le plus avantageux dans ce but, vu qu'il donne un chauffage uniforme et de part en part en un temps relativement court à une température qui doit être réglée dans des limites étroites de différentes manières, comme on le dé- crira plus loin en détail.
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Théeriquement, la température de la matière dans la chambre de chauffage préalable peut être commandée par régla- ge de la fréquence, du voltage, de la distance entre les éleà- trodes et du temps pendant lequel/la matière est soumise au . traitement à haute fréquence. Parmi ces facteurs, le dernier mentionné convient le:mieux pour les applications pratiques.
Il est essentiel que la matière soit amenée dans la chambre de chauffage en quantités réglées, c'est à dire en quantités approximativement égales aux quantités qui sont pé- riodiquement évacuées du cylindre dtinjection ou d'expulsion en vue d'empêcher que la matière en surplus s'accumule dans le cylindre ou dans la chambre de chauffage ou que des quanti- tés insuffisantes entrent dans le cylindre.
Bien que de pe- tites variations dans ces quantités soient permises, des pré- cautions spéciales doivent être prises pour assurer qu'aucune matière une fois chauffée à la température requise ne reste dans la chambre de chauffage préalable pendant la période de chauffage suivante, vu que toute matière restante serait chauf- fée, en partant dtun niveau de température plus élevé rapide- ment au-aessus de la température permise et qu'il peut en ré- sulter une réaction thermique prématurée ou même un brûlage.
Il est par conséquent nécessaire dtévacuer toute la quantité de matière, après le chauffage préalable, en une certaine pé- riode de temps ou jusqu'à une température requise, de la cham- bre de chauffage.
L'alimentation de la matière du réservoir ou de la trémie dans la chambre de chauffage et de la chambre de chauf- fage dans le cylindre d'injection ou d'expulsion peut être ef- fectuée, par exemple par une vis ou une bande de transport ou par un piston de mouvement en va-et-vient rectiligne ou cir-
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culaire, comme on l'a décrit en détail ci-dessous. La quantité de la matière peut être réglée soit avant l'entrée dans la chambre de chauffage, soit après le chauffage préalable.
Ceci peut se faire par exemple au moyen d'une disposition suivant laquelle la position retirée du plongeur d'alimentation dépend de la position vers l'avant atteinte par le plongeur dtinjec- tion après qu'il a complété sa course d'injection ou , dans le cas d'une vis ou d'une bande de transport actionnée con- tinûment, par L'arrêt automatique de la bande ou de la vis et une interruption simultanée du chauffage de la chambre de chauffage préalable lorsqu'on atteint un certain @ volume dans une chambre dilatable située entre la chambre de chauffage préalable et le cylindre d'injection ou d'expulsion.
Dans l'un ou l'autre cas, il est désirable de faire en secte que le dispositif .d'avancement maintienne constamment une pression sur la quantité réglée de matière pendant le chauf- fage préalable de celle-ci.
Pour que l'invention soit plus clairement comprise, quel ques exemples renfermant l'invention vont maintenant être décrits avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
La fig. 1 montre une vue schématique en coupe longi- tudinale d'un dispositif de chauffage préalable et de réglage d'alimentation utilisant un plongeur à mouvement rectiligne de va-et-vient suivant l'invention.
La fig. 2 montre une coupe par la ligne A-A dans la chambre de chauffage.
La fig.3 est une coupe par la ligne B-B à travers la trémie .
La fig.4 montre schématiquement une coupe dmsune
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forcie modifiée de dispositif de réglage d'alimentation et de chauffage, utilisant un plongeur à mouvaient circulaire de va et vient.
La fig.5 est une coupe par la ligne c-c de-la fig. 4.
La fig.6 montre une autre variante renfermant une vis de transport avec une chambre dilatable.
A la fige 1 , une partie du cylindre d'injection ou d'expulsion 1 est représentée en coupe avec un plongeur 2 coulissant dans celle-ci. Le cylindre est relié par un passage 3 à une chambre de chauffage préalable 4 qui a une section transversale rectangulaire (voir fig.2) et dont deux parois opposées 5 et 6 sont faites en matière conductrice de l'élec- tricité et reliées aux bornes dtune génératrice de haute fré- quence (non représentée), tandis que les deux autres parois 7 et 8 ainsi que les parties jointives 9 et 10 et le plon- geur 11 sont faits En matière isolante électrique à faible facteur de perte diélectrique aux fréquences employées, de préférence en une matière inorganique.
Un espace de rem- plissage préalable 12 ayant la même section rectangulaire que la chambre de chauffage est muni d'une ouverture au som- met et relié à un réservoir ou à une trémie 13. La quantité de matière passant dans l'espace de remplissage préalable 12, par la pesanteur ou par dtautres moyens, et ensuite envoyée dans la chambre de chauffage est réglée par la position re- tirée du plongeur 11.
L'agencement commandant cette posi- tion retirée consiste par exemple en une crémaillère 14 at- tachée au plongeur d'alimentation 11, en- un pignon 15 et en une seconde crémaillère 16 guidée parallèlement au plongeur d'injection 2 Pendant sa course vers l'avant, le plongeur d'injection vient- en prise avec la crémaillère 16 au moyen
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d'un cliquet 17 et d'un talon 18 et déplace,au moyen du pignon 15 e de la crémaillère 14, le plongeur d'alimenta- tion Il dans une position retirée correspondant à la posi- tion vers l'avant du plongeur d'injection 2 dans laquelle il s'arrête après avoir rempli les cavités du moule.
La quantité de matière passant de la frémis dans le cylindre d'injection est donc régléesuivant les besoins de 1'opération de moalage ou suivant le degré auquel le cylindre d'injection est vidé de matière après la course dtinjection. La quantité de ma- titre à mouler par coup peut être réglée grossièrement à la main, par exemple par,la miseen position uu talon 18.
Dans la position antérieure du plongeur d'injection, le cliquet 17 est retiré de son engagement avec le talon 18 au moyen d'un solénoïde 19 ou par un autre moyen, par exemple un moyen actionné hydrauliquement (qui peut être actoinne par un agencement de contrôle non représenté; et la drémaillère 16 est. retirée par exemple par un ressort 20.
Le plongeur 11 introduit alors la matière de la chambre de remplissage prée- lable 12 dans la chambre de chauffage 4 et vient au repos par exemple dans la position représentée en pointillé, après avoir comprimé la matière dans une mesure correspondait à la. tension du ressort 20 qui sert à maintenir constamment la matière sous pression dans la chambre de chauffage avant l'introduction de la matière dans le cylindre d'injection..
Après cette opération, le courant de chauffage à haute fréquence est mis en circuit et est coupé après une certaine période lorsque la température requise est atteinte, par'un dispositif de réglage du temps ou thermo statique non représenté. Lorsque le plongeur d'injection 2 est retiré dans
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une position rspréssntée es. traits de chaînette en décou- vrant ainsi le passade de liaison 5, 1.# uatière chauffée er.? 7odfe de la chambre de chauffage dans le cylindre d'in- jectioil par exersple par wa solénolde SI actionné par une tiàe de CQL811d.e ii et 1l.tl coutL.';(.1¯1r de ILnitation J.
Le 801:::,-oî C:e attire la crémaillère: 16 et au moyen du ¯ania.e Crc^"'?ll:,re e.t à pignon 2E..'ai'ïQiilt: ci-dessus, il attire le ;luil3 11 dans une position d'arrêt positive représentée en traita de Cîil6tte dans laquelle toute la a:c's.. ii 1:, r e échauf- ±=le S3t :v::C;:êe de la oliai-ibre de chauffage.
La pression par laquelle le :-fi::re est évacuée de la.
,¯¯-Lre de cl=sa±àge doit être plus rcn.de eue celle employée lors cie l* introduction de la .matière. dans la chasibre de chauf- rc:s,;;;, car :..LiG.t or.en pendant cette dernière opération, une pc.rtis de la uatibre passerait par la Clli.1IJ.br de cimuffage sans 4w chauffée, sn comprildant la matière. devant elle.
.::'u lieu de l'agencement à cr::aillère et à. pignon, représenté, vü ::!(:u.t cty ls'::.# un #oyn équiYJ-ent, actionné 1'':''1' exemple hydr ,1.11iç"L:';"Gll IÏ, pour transmettre le !tJ.Ou.v011ent du plongeur ¯t.ti1:;;ec-!bi0:J.. a:..: }!l.oIi6llr d'==1î-=ent*"ôion.
.h:J 'i..;.4 Gt j ¯.ozi:r::at une octiiicüian du dispositif de o..auf..'aa3 preclable et dtlim.Gn'Gation fonctionnant sui- Y2.11ti le IlG.:..l0 principe, les a@1ù.6S cniffres de référence dési- ,t2'û2':û des pièces analogues en correspondantes. Dans cette variante, l'espace de remplissage préalable 12 et la chambre de chauffage préalable forment des secteurs jointifs d'un récipient en :..'ODile de 1#i#'bour contenant un plonl;8.1.r 11 pivotant en L4, coulissant dans le récipient et actionné par un agen- cement il crcl:.:..9.il10re 81; :.:. pignon soeàblable à celui de la fis.
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1 et c¯â de la L1ê.....:.e manière.
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Comme dans la forme de réalisation précédente, le ressort 20 sert à maintenir la quantité mesurée de matière sous pression dans la chambre de chauffage préalable.
Dans la variante représentée à la fig.6,la matière est amenée continuaient de la trémie 13 à travers la chambre de chauffage, préalable 4 dans une chambre 35, au moyen d'une vis de transport 26 qui est actionnée à une vitesse constante faible,par exemple par un moteur électrique 27 à transmission.
La vitesse de la vis doit être réglée de façon que le temps nécessaire pour faire passer la matière à travers la chambre de chauffage est juste suffisant pour chauffer la matière à la température requise. Une seconde vis de transport 28 est prévue dans la chambre 25 et actionnée simultanément à une vitesse correspondante, par un agencement de commande (non représenté) et est mobile axialement contre un ressort de compression 29, A la place de la vis de transport 28, on peut employer un plongeur chargé dtun ressort ou n'importe quel agencement équivalent, rendant dilatable le volume ef- fectif de la chambre 25.
Aussi longtemps que la sortie de la chambre 25 vers le cylindre d'injection 1 est fermé par le plongeur 2, la matière amenée de la chambre de chauffage 4 dans la chambre 25 s'accumule dans cette dernière et com- prime le ressort 29, Lorsqu'elle produit ceci, la tige 30 de la vis 28 (ou la tige de piston/d'un agencement de plon- geur équivalent) fait fonctionner un comutateur de limita- tion 31 qui, par l'intermédiaire d'un relais ou autrement, coupe le courant de chauffage et la commande des vis de transport simultanément.
Dès que la sortie de la chambre 25 vers le cylindre d'injection 1 est ouverte par le plongeur
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d'injection retournant en arrière, comme on l'a représenté, la matière chauffée au préalable est refoulée dans la cylindre par Inaction du ressort 29. Le commutateur de limitation 31 est libéré et le cycle d'opérations décrit ci-dessus recom- mence.
La position du commutateur de limitation 31 ou de la came ou du talon 32 actionnant celui-ci et attaché à la tige de la vis 30 peut être rendue réglable, soit à la main pour l'adapter à différentes quantités de matière par coup de mou- lage, soit automatiquement c'est à dire sous la dépendance de la position vers l'avant du plongeur d'injection câpres l'achèvement de la source d'injection, d'une manière semblable à celle décrite ci-dessus avec référence à la fig. 1. Dans cette forme de. réalisation, la vis de transport 26 tournant constament en repoussant la quantité de matière dans la chambre de chauffage préalable contre la vis de transport 28 sert à maintenir constamment la matière sous pression pendant son chauffage préalable.
Revendications.
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