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La présente invention concerne des appareils pour le moulage de résines synthétiques de toutes descriptions et des caoutchoucs naturels et synthétiques ou autres matériaux et compositions non-métalliques pouvant être moulés. L'un des objets de la présente invention est de prévoir un appareil perfectionné pour le moulage par injection de ces matières, qui soit de construction relativement simple et peu coûteuse, tout en permettant une productionlapide et économique des articles moulés. Un autre objet de l'invention est de prévoir un appareil du genre mentionné ci-dessus qui donne au produit une plus grande uniformité et une plus grande homogénéité.
Un appareil selon la présente invention comprend un cylindre chauffé, une vis sans fin ou hélice pour alimenter et plastifier la matière qui y est alimentée, des éléments
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de soupape d'injection disposés à l'extrémité antérieure du cylindre dans lequel la matière peut être alimentée, une tête de diffuseur sur la vis sans fin ou hélice, de préférence à sa partie antérieure, ayant des passages ou chenaux étroits par lesquels la matière est forcée par la vis sans fin ou hélice, et des moyens pour effectuer le mouvement relatif entre la vis sans fin ou hélice et le cylindre pour réaliser le moulage par injection de la matière par une action de piston de la tête de diffuseur.
La soupape mentionnée ci-dessus comprend de préférence une tuyère adaptée à venir en engagement avec un orifice d'injection dans le moule et est adaptée à s'ouvrir par un mouvement relatif entre le moule et le cylindre d'injection ou la tête.
Selon un autre trait caractéristique de l'invention, la tête de diffuseur présente des éléments de soupape d'arrêt.
La vis sans fin ou hélice d'alimentation et plastification a de préférence un pas gros et tourne à une vitesse relativement faible, par exemple entre 295 et 138 tours par minute, cette vitesse étant de préférence variable.
Selon un autre trait caractéristique de l'invention, l'actionnement de la vis d'alimentation est contrôlé par des éléments d'embrayage adaptés à agir comme dispositif limitateur de couple moteur, et des moyens sont de préférence prévus pour renverser l'actionnement, lorsque c'est nécessaire, par exemple pour faciliter le nettoyage du cylindre.
D'autres traits caractéristiques de l'invention deviendront clairs de la description et revendications qui suivent.
Dans les dessins ci-joints, la figure 1 est une élévation latérale, plus ou moins
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schématique d'un appareil ou machine pour le moulage de matières plastiques, disposé et construit selon l'invention.
La figure 2 est une élévation latérale en coupe de la tête d'injection de la machine montrée dans la figure 1.
La figure 3 est une élévation latérale en coupe d'une partie de la tête d'injection de la figure 2, à échelle plus grande.
La figure 4 est une élévation latérale, en partie en coupe, d'une autre forme d'appareil de moulage selon, l'invention.
La figure 5 est une élévation latérale, en partie en coupe d'une tête de diffuseur.
La figure 6 est une vue frontale d'une tête de diffuseur.
La figure 7 est une coupe longitudinale d'une forme modifiée de tête d'injection.
La figure 8 est une vue longitudinale en coupe d'une tête d'injection montrant une forme modifiée de soupape d'arrêt pour la tête de diffuseur.
La figure 9 est une vue d'extrémité de l'élément de soupape de la figure 8.
La figure 10 est une vue d'extrémité de la tête de diffuseur de la figure 8.
En réalisant l'invention dans la pratique selon un mode approprié tel qu'illustré dans les figures 1, 2 et 3, on prévoit une machine de moulage par injection comprenant un châssis 10 sur lequel se trouve montée une table 11 portant une série de moules 12. La table peut tourner autour d'un arbre 14 et est portée par un support 15 pouvant glisser
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par exemple sur galets 15a disposés sur le châssis 10 et déplaçables sur celui-ci au moyen d'un mécanisme approprié (non montré). Une tête d'injection 13 est montée également sur le châssis 10 de manière déplaçable et estadaptée à tre actionnée par un piston actionné hydrauliquement ou mécaniquement, ou par des poussoirs 16.
Afin de réaliser une opération de moulage, le support de table 15 est déplacé de manière à amener un moule 12 à venir en engagement avec la tête d'injection 13, après quoi la matière plastique est injectée dans le moule en déplaçant le piston ou le poussoir 16. uand l'opération de moulage est achevée, le piston 16 revient en arrière et le support de table 15 revient à sa position initiale pour permettre à un nouveau moul 12 de venir en alignement avec la tête d'injection lj en faisant tourner la table 11, les opérations ci-dessus étant alors répétées.
En se reportant aux figures 2 et 3, la tête d'injection 13 comprend un support 17 monté sur le châssis 10 de man re à pouvoir se déplacer, et soumis à l'action du piston ou du poussoir 16. Le support 17 comprend également une enveloppe 18 à l'intérieur de laquelle se trouve montée une extrémité à rebord 19 d'un cylindre 20 adapté à glisser dans l'enveloppe 18. Une hélice ou vis sans fin 21 est montée de manière à pouvoir tourner dans le cylindre mais est fixe quant au mouvement longitudinal par rapport au support 17. La vis 21 est actionnée à rotation au moyen d'un embrayage 22, d'une chaine ou autre transmission 23, et d'un changement de vitesse 24 à partir d'un moteur 25.
Une tête de diffuseur 25 présentant une série de chenaux ou passages étroits est fixée à l'extrémité extérieure de la
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vis 21 et s'adapte de manière étroite dans le cylindre 20.
Une chambre 27 est prévue entre la tête de diffuseur 20 et l'extrémité externe du cylindre 20. Une plaque d'extrémité 20a du cylindre présente une ouverture centrale fermée par un tampon 28 qui porte une soupape 29. Cette dernière comprend une buselure 30 dont l'intérieur communique avec des lumières latérales 31. La buselure 30 porte également une tuyère 32 ayant un alésage. central et une forme permettant une connexion avec l'orifice d'admission du moule. L'extrémité opposée de la buselure 30 porte un disque de fermeture 33.
La langueur de la soupape @@@ constituée par la buselure 30 dépasse l'épaisseur longitudinale du tampon 28 et la valve est adaptée à glisser dans le tampon de sorte que dans sa position externe, la. sortie de la chambre 27 est fermée et dans sa position interne la matière plastique peut s'écouler à travers les lumières 31 et l'alésage de la buserlure lorsque la tuyère 32 vient en engagement avec le tampon 28. Une ouverture 34 est prévue dans le côté du cylindre 20 permet l'alimentation dans celui-ci de matières premières venant d'une trémie 35. Le cylindre présente des réchauffeurs cylindriques indiqués en 36, 37, 38 et 39, de préférence du type à résistance électrique.
En réalisant une opération de moulage, le moteur 25 est démarré et l'embrayage 22 est embrayé pour actionner la vis sans fin 21. Cette dernière peut tourner par exemple à une vitesse de 100 à 300 tours par minute et a une longueur qui correspond de préférence à environ huit fois son diamètre.
La matière première qui peut se trouver à l'état pulvérulent, de grains, en cubes, en pâte ou dans -un autre état approprié,
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est introduite dans la trémie 35 et pénètre dans l'espace com- pris entre le cylindre 20 et la vis 21. La matière avance grâce à la vis sans fin et en est mélangée et plastifiée entre la vis et la paroi du cylindre à mesure qu'elle avance vers la tête de diffuseur 26. Sur la dernière partie de son trajet, la matière est chauffée par les réchauffeurs. La matière est forcée à travers les passages étroits de la tête de diffuseur 2o et pénètre dans la chambre 27. L'action de la tête de diffuseur augmente l'uniformité et homogénéité de la matière.
A mesure que la chambre se remplit, la pression de la matière qui s'y trouve fait déplacer le cylindre' 20 dans sa position d'extrême gauche comme montré dans la figure 3, le rebord 19 sappuyant alors contre la paroi de gauche de l'enveloppe 18. Dans cette position, la tuyère 32 vient en engagement avec l'orifice de moule 12 et se déplace vers la droite comme montré dans les figures de telle sorte que l'ouverture de la soupape vienne se mettre en communication avec la chambre 27 par les lumières 31.
A ce moment, la vis 21 est déconnectée de l'actionnement moteur par un mécanisme approprié qui libère l'embrayage 22 et le piston ou poussoir 10 vers la gauche, en déplaçant ainsi la tête d'injection 13 vers la gauche* Puisque le cylindre 20 reste fixe après son engagement avec le moule, la vis 21 et l'enveloppe 18 sont déplacées vers la gauche en produisant la compression de la matière plastifiée dans la chambre 27 et son entrée forcée dans le moule, la soupape étant déplacée dans le cylindre pendant que la tête de diffuseur s'approche de l'extrémité de celui-ci. La tête de diffuseur agit ainsi à la manière d'un piston pour injecter la matière plastifiée dans le moule.
Lorsque la quantité de matière requise a été injectée dans le moule, un mouvement
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@@ di@@ction apposée est amorcé par un mécanisme automatique appr@@ie produisant le retour du piston ou poussoir 16 @ers @@ droite, @n entrai@nt l'enveloppe 18 et la vis 21, le cylinure 20 restant fixe jusqu'à ce que le rebord vienne en engagem ne ovec la paroi antérieure de l'enveloppe 18.
Un nouveau mouvement du piston lo effectue alors le retrait du cylindre 20. Pendant ces mouvements, la tête de diffuseur 20 est retirée dans le cylindre 20 en laissant la chambre 27 libre pour la réception d'une nouvelle quantité de matière fluide ou plastifiée, la valve 29 étant alors fermée. Le cycle d'opérations pour une nouvelle injection dans le moule recommence alors.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention tel qu'illustre dans les figures 4,5 et 6, une tête d'injection 13 est prévue pouvant être similaire à celle précédemment décrite, excepté qu'elle est fixe par rapport au châssis 10.
Un moule 12a montré en 12, est monté à déplacement sur le châssis 10. Le moule comprenant deux parties 12 et 12a est monté sur deux plaques ou supports 40 et 41. Une plaque 42 porte un vérin ou bélier 43 pour fermer le moule. L'assemblage de plaques est monté sur des barres à glissement 44 et 45 et peut se déplacer sur le châssis 11. Une plaque d'appui 40 est fixée au châssis 10 et porte un cric ou bélier d'injection 47.
Les parties de moule 12 et 12a sont situées sur les plaques ou supports 40 et 41 et peuvent être fermées ensemble en fai- sant fonctionner le cric ou bélier 43, et de cette manière les plaques ou supports 40, 41 deviennent en fait une seule unité. Cet assemblage ou unité se déplace sur le châssis 10 en faisant fonctionner le cric ou bélier 47, et l'assemblage et le moule sont ainsi déplacés pour venir engager la tête d'injection 13.
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La tête d'injection 13 est en général de construction similaire à celle de la tête d'injection précédemment décrite et présente une vis sans fin ou hélice 21 fixée longitudina- lement, et un cylindre 20 capable de se déplacer longitudi- nalement par rapport à la vis sans fin. Si on le désire cependant, l'arrangement peut être modifié de telle manière que le cylindre soit fixe, et la vis sans fin reçoit un mouvement longitudinal de translation en même temps qu'une rotation.
Les moyens d'actionné ment de la vis 21 comprennent un embrayage 22 qui est également adapté à agir comme dispositif de sécurité pour limiter le couple moteur, et peut comprendre également des éléments de renversement de direction de tout type désiré, actionnés par des moyens mécaniques, électriques, ou autres.
Une tête de diffuseur 26 est montée sur l'extrémité antérieure de la vis 21 et peut se présenter comme décrit dans l'exemple précédent. Alternativement cependant, la tête de diffuseur peut être munie de soupapes d'arrêt comme illustré dans les figures 5 et 6. La tête de diffuseur comprend un bloc cylindrique 26 s'adaptant de manière étroite dans le cylindre 20 et présentant des chenaux ou passages étroits 48 formés dans sa périphérie. Une soupape ou lameµ9 est placée devant chèque passage et est montée à pivotement en 50 de manière à agir comme soupape à volet. Lorsque la matière plastique est comprimée pour être injectée dans le moule, les soupapes s'ouvrent autour de leur point de pivotement pour permettre la compression de la matière dans les passages 48.
S'il y a une pression excessive dans la chambre de compression 27, les soupapes fermeront les chenaux ou passages et empêcheront le mouvement en direction
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opposée de la matière. D'autre formes de soupapes d'arrêt peuvent être prévues comme décrit ci-après. n réalisant l'invention dans la pratique suivant un autre mode de réalisation, le cylindre de la tête d'injection décrit dans les exemples précédents est modifié comme illustré dans la figure 7. Une vis sans fin ou hélice d'alimentation et plastification 51 est montée à rotation dans un cylindre intermédiaire 52 de chargement. Un cylindre externe ou enveloppe 53 présentant des moyens de chauffage 54 peut glisser longitudinalement sur le cylindre intermédiaire 52.
L'extrémité antérieure du cylindre 53 est fermée par un couvercle d'extrémité 55 dans lequel peut glisser un élément de tuyère de soupape 56 adapté à venir en engagement avec un orifice de moule comme décrit ci-dessus. La soupape présente un disque de fermeture 57. Egalement, l'extrémité antérieure de la vis d'alimentation 51 présente une tête de diffuseur 58 qui comprend de préférence des éléments de soupape d'arrêt.
Cette tête d'injection modifiée peut être employée avec l'arrangement des figures 1 ou 2 ou avec celui de la figure 4. Lorsqu'elle est employée avec l'arrange- ment des figures 1 et 2, la matière est introduite dans l'espace compris entre la vis 51 et le cylindre 52 par tous moyens appropriés (non montrés) et est alimentée vers l'avant par la vis pour produire une pression dans l'espace 59 en produisant le mouvement vers la gauche du cylindre mobile 53 comme montré dans la figure, jusqu'à ce que le rebord 60 soit arrêté par l'enveloppe ol qui l'entoure. L'injection de matière dans le moule est effectuée par des mouvements vers la gauche de la tête d'injection des figures 1 et 2 comme décrit ci-dessus, y compris le cylindre 52.
Après l'injection, toute la tête
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d'injection 13 revient vers l'arrière, ramenée par un mécanisme d'actionnement approprié. Lorsqu'il est employé avec l'arrangement de la figure 4, le cylindre 52 reste fixe et la chemise de chauffage 53 peut glisser vers la gauche comme montré dans lesdessins et cozrane décrit ci-dessus, ce mouvement étant effectué par l'alimentation de matière dans l'espace 59 à volume variable. L'injection se fait par un mouvement du moule contre la soupape d'injection du cylindre 53 qui ouvre la soupape et déplace le dit cylindre vers l'arrière par rapport au cylindre et la vis 51.
Les figures 8, 9 et 10 montrent une forme modifiée de tête de diffuseur et arrangement de soupape d'arrêt pouvant être employée avec n'importe lequel des exemples décrits ci-dessus La vis d'alimentation 62 peut tourner dans un cylindre 63 et tous moyens appropriés peuvent être prévus pour effectuer le mouvement relatif entre la vis et le cylindre dans le but de l'injection.
L'extrémité externe du cylindre présente une plaque de recouvrement 64 dans laquelle se trouve fixé un tampon 65 p)rtant une soupape 60 montée à glissement et présentant un alésage central 67 et des lumières latérales 68. Dans la position montrée, la soupape est ouverte pour injection de la matière. Quand la soupape occupe sa position d'extrême gauche, les lumières 68 sont recouvertes par l'alésage du tampon 05 et la soupape est fermée. Une tête de diffuseur est fixée sur l'extrémité antérieure de la vis 62, cette tête consistant en un disque circulaire 69 s'adaptant étroitement dans l'alésage du cylindre et présentant des chenaux étroits 70 formés sur sa périphérie. Un bouton 71 fixé sur la tête du diffuseur porte un disque de soupape d'arrêt 72 pouvant glisser )longitudinalement sur cette tête.
Le disque de soupape 72
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présente des passages 73 disposés de telle manière que lorsque le disque vient buter contre la tête de diffuseur comme montré dans la figure 8, les chenaux 70 sont fermés.
Une tête 74 sur le bouton 71 délimite le mouvement longitudinal du disque de soupape 72, mais lui permet de se déplacer suffisamment pour ouvrir les passages lorsque la pression de la matière à droite du disque est suffisante. Il est à noter que dans cet exemple la profondeur du filetage de la vis 62 est plus grande à l'extrémité antérieure et décroit progressivement. Cela facilite l'alimentation et la plastification de la matière.
Il est bien entendu que les arrangeni3nts de tête d'injection selon n'importe lequel des exemples précédents peuvent être employés en conjonction avec une table rotative à moules ayant un mécanisme d'actionnement tel que revendiqué dans la demande de même date relative à un appareil pour le moulage de matières plastiques.
L'appareil suivant la présente invention est adapté au moulage de matières appropriées pouvant être moulées par injection, telles que du caoutchouc, matières analogues au caoutchouc, matières plastiques organiques, plus particulièrement en plastique polyvinylique tel que du chlorure de polyvinyle plastifié, ou analogues.
Par la présente invention, on prévoit un appareil ou machine perfectionné de moulage par injection, de fonctionnement particulièrement rapide-et économique. Egalement l'appareil selon la présente invention est adapté à fonctionner à des pression d'injection basses, par exemple 1500 livres par pouce carré et à des températures de la matière, comprises entre 100 C et-, 30 C selon le type de matière employée.