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" Presse d'injection perfectionnée pour les matières plastiques ".
La présente invention est relative aux machines à mouler sous pression les matières thermo-plastiques.
Dans les machines à mouler les matières plastiques sous pression, conçues et fabriquées en vue de la production des mou- lages plastiques en volume, on prévoit un dispositif mécanique actionné par l'énergie hydraulique ou autre, pour refouler la matière plastique dans les moules. Les pressions engendrées dans ce but dans les cylindres d'injection sont très élevées.
On prévoit aussi un dispositif spécial pour réaliser l'étanche-
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ité au joint de la tuyère/d'injection avec le moule.
La présente invention vise principalement une presse à in- jection manuelle pouvant fonctionner sous des pressions relati- vement basses et de construction extrêmement simple et économique.
La machine suivant l'invention est simple et robuste et convient plus particulièrement à la fabrication artisanale et à la fabri- cation des jouets, ainsi qu'à la production de modèles plastiques par quantités limitées.
Dans la presse d'injection des matières plastiques suivant l'invention, un bélier ou piston plongeur exerce la double fonc- tion qui consiste, d'une part, à éjecter la matière plastique de la. chambre d'injection dans le moule, et, d'autre part, à appuyer la tuyère en contact étanche aux matières plastiques par rapport au moule. Une autre caractéristique importante de l'invention réside en un joint d'étanchéité à formation automatique empêchant lesfuites de matière plastique au point de contact de la tuyère avec le moule. Enfin, suivant l'invention, la machine est munie d'un dispositif permettant de chauffer uniformément la matière plastique à l'intérieur du cylindre: d'injection.
Sur la dessin annexé :
La figure 1 est une vue de face d'une presse d'injection de matière plastique suivant 1.'invention.
La figure 3 est une vue latéral en coupe de la presse d'in- jection de la figure 1 et,
La figure 3 est une vue de détail de la chambre d'injection.
Le corps ou bâti 1 de la presse d'injection de matière plas- tique peut être constitué par un moulage en un métal approprié et comprend un socle 2, une tête 3 et une console de support 4.
Ce bâti doit être prévu assez résistant pour résister à l'effort résultant de l'application des pressions d'injection lors du fonctionnement de la machine. Un plateau antérieur fixe 5 fait, de préférence, corps avec le socle 3 et une platine mobile 6 est convenablement montée sur le socle pour serrer fermement le
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moule 7 en place, en vue de l'injection de la matière plastique.
La pression de serrage est exercée au moyen de la vis 8 tournant dans un manchon 9 et actionnée au moyen d'un volant 10. Le man- chou 9 est, de préférence, coulé dans l'élément de bâti 11 fai- sant partie du socle . La platine mobile 6 est chassée vers 1' intérieur contre le moule 7 et est maintenue en position de ser- rage par le serrage de la vis 8 obtenu en agissant à la main sur le volant 10. On peut utiliser à la place du dispositif décrit tout autre système de serrage ou d'étau.
Le cylindre d'injection 12 est monté verticalement dans une ouverture prévue dans la console 4. Si on le désire, on peut in- tercaler entre la console 4 et le cylindre 12 un manchon calori- fuge convenable 13 en matière céramique ou autre. L'ouverture dans la console est assez grande pour permettre le coulissement du cylindre entre les limites requises par le fonctionnement du dispositif. Un collet 14 faisant corps avec ou rapporté au cylin- dre 12 limite la course ascendante du cylindre.
Le sommet du cylindre d'injection 12 est ouvert et est de préférence muni d'un entonnoir 15 pour faciliter l'introduction de la matière plastique dans le cylindre. Un ressort hélicoïdal 16, comprimé entre la console 4 et la bride de retenue 17, rap- pelle le cylindre vers la limite supérieure de sa course, déter- minée par le collet 14, cette position du cylindre étant la posi- tion normale,
L'extrémité inférieure du cylindre d'injection 12 est munie d'une tuyère 18 percée d'un orifice central 19 à travers lequel la matière plastique doit passer pour aller du cylindre d'injec- tion au moule 7. La tuyère 18 est de préférence vissée dans le cylindre 12, comme représenté, ou fixée par tout autre moyen amo- vible afin de permettre le nettoyage du cylindre et de la tuyère.
Sa surface inférieure ou antérieure 20 est légèrement concave dans un but qui sera exposé plus loin.
La section inférieure de la chambre d'injection 12 est
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enfermée dans une chemise de chauffage 21 qui contient, de pré- férence, un élément chauffant constitué par des enroulements électriques résistants. Cette chemise de chauffage doit pouvoir porter la température de la matière thème-plastique contenue dans la partie inférieure de la chambre 12 jusqu'au degré requis pour l'amollir jusqu'à la consistance nécessaire en vue de son injection dans le moule. On peut utiliser des organes de contrôle thermostatique fixes ou réglables pour régler cette température et l'adapter aux exigences de la matière plastique particulière utilisée.
La tuyère 18 et la chambre d'injection 12 sont de pré- férence constituées en un métal présentant un coefficient de con- ductibilité thermique relativement élevé afin d'assurer une dis- tribution uniforme des calories provenant de la chemise 21 vers la matière plastique et la transmission de la chaleur à l'extré- mité inférieure de la tuyère 18. Pour faciliter encore la distri- bution uniforme de la chaleur, on prévoit un organe répartiteur 22 qui, de préférence, fait corps avec la tuyère.
Cet organe peut Etre sensiblement cylindrique avec une extrémité supérieure ovoîde ou conique afin d'étaler ou de répartir la masse de ma- tière plastique au fur et à mesure que celle-ci descend dans le cylindre 12, Le but de ce répartiteur est de réduire l'épaisseur de la masse plastiqua que la chaleur doit traverser, et d'achemi- ner les calories transmises par le corps de la tuyère vers l'in- térieur de la masse plastique. plusieurs conduits 23 relient l'espace annulaire entre le répartiteur et le cylindre 12 avec l'orifice 19 de la tuyère.
Le bélier ou plongeur 24, qui comprend la crémaillère 25 est de préférence de section droite, carrée ou rectangulaire et est prévu pour coulisser dans un guidage 26 constitué dans .la tête 3 du bâti de la presse. L'extrémité inférieure du plongeur 24 porte un piston cylindrique 27 de diamètre légèrement inféri- eur au diamètre intérieur du cylindre d'injection 12. La forme non circulaire de la section droite du plongeur 24 empêche une
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torsion du plongeur dans le fonctionnement de la machine et as- sure une plus grande résistance à la denture de la crémaillère 25.
Un pignon 28 est monté sur un arbre 29 et engrène avec la crémaillère 21. L'arbre 29 tourillonne dans la tête 3, des cous- sine'ts 30 emmanchés à la presse dans des ouvertures appropriées de la tête du bâti servant de paliers et empêchant tout mouvement axial de l'arbre. Un volant 31 ou tout autre organe approprié formant levier est fixé à l'extrémité de l'arbre 29 pour permettre l'application d'une force extérieure faisant tourner le pignon 28. Des tiges radiales 32, réparties autour du volant, et un man- che tubulaire 33 fournissent un moyen commode pour appliquer la force des bras à la rotation du volant 31.
Pour mettre en service la presse d'injection que l'on vient de décrire, on établit les oonnexions électriques nécessaires pour assurer le chauffage du cylindre 12 au moyen de la chemise 21. On charge le cylindre d'injection au moyen de la matière thermo-plastique brute, généralement sous forme granulaire, et on laisse passer le temps nécessaire pour que la matière plastique soit portée à la température voulue. Pendant ce temps, on serre le moule 7 en place sur le socle de la machine, avec le trou de coulée en regard de l'orifice 19 de la tuyère.
Lorsque la charge 34 dans la chambre d'injection a atteint la température correcte permettant son moulage, on refoule la matière plastique à travers l'orifice 19 de la tuyère 18 et on l'injecte dans la cavité 35 du moule 7, en actionnant la poignée 33, pour faire tourner le volant 31 et obliger ainsi le plongeur 24 et le piston 27 à avan- cer dans la chambre d'injection 12.
En raison de la viscosité relativement élevée de la matière plastique, l'effort nécessaire pour chasser la matière de la cham- bre est si élevé que le cylindre tout entier est chassé vers le bas contre l'action du ressort 16 pour établir un contact entre la tuyère 18 et'le moule 7 avant que l'effort engendré ne soit
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élevé pour éjecter la matière plastique. La pression à la surface du moule, à l'instant de l'injection de la matière plastique dans le moule, est assez élevée pour 4tablir un joint ferme en ce point, joint à travers lequel la matière plastique ne peut pas passer si la surface du moule est exactement plane.
Pour assurer une liaison étanohe de matière plastique, on prévoit le moyen de former automatiquement un joint 36 en matière plastique à 1' entrée du trou de coulée, au manient où. l'injection commence.
L'espace compris entre la surface concave 20 et le moule 7 se remplit de matière plastique lorsque celle-ci est chassée de la tuyère 18, et cette matière se solidifie instantanément par sui- te de l'effet refroidissant de la masse du moule. Pendant ce temps, la matière plastique molle traverse le centre du joint en forme de bouton 36 vers la cavité 35 du moule sans aucune per- te à travers la périphérie solide du joint. L'injection doit être effectuée rapidement pour assurer un remplissage complet de la cavité du moule, avant qu'une partie quelconque de la matière plastique autre que le joint 36 n'ait eu le temps de refroidir suffisamment pour se durcir etobstruer le passage de la matière plus molle.
Après l'injection, on supprime la pression sur la charge 34 dans la chambre 12 en relevant le plongeur 24, et le ressort 16 a pour effet de soulever l'ensemble du cylindre d'injection.
Au cours de ce mouvement, la tuyère 18 se dégage du moule 7, le jet de matière plastique se rompt à la surface supérieure du joint 36 et un passage se trouve dégagé pour l'enlèvement du mou- le. A ce moment, le moulage plastique a eu le temps de se refroi- dir etde durcir et peut être démoulé.
Le nombre d'injections qu'il est possible d'effectuer sans recharger le cylindre 12 dépend du volume relatif de la cavité du moule 35 et du cylindre d'injection au-dessus du répartiteur 22. Si l'on veut assurer un travail sensiblement continu, on peut relever le plongeur 24, après chaque injection, pour dégager le
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cylindre et l'entonnoir 151 comme le représente la figure 2, et introduire dans le cylindre une nouvelle charge de matière plas- tique pour remplacer celle qui a été chassée du cylindre. De cet- te manière, la matière première est progressivement réchauffée en traversant le cylindre d'injection et atteint la température correcte au moment où elle arrive à la tuyère.