Machine à mouler par injection avec préplastification
La présente invention a pour objet une machine à mouler par injection avec préplastification, comprenant une chambre d'injection, des moyens pour chauffer ladite chambre, un transporteur à vis comprenant au moins deux vis transporteuses susceptibles de tourner dans le même sens et de glisser longitudinalement à l'intérieur de la chambre, un ensemble-moteur monté à glissement et destiné à entraîner lesdites vis transporteuses en rotation par l'intermédiaire d'engrenages, et un piston hydrauliquement actionné et destiné à déplacer ledit transporteur à vis par glissement dans ladite chambre d'injection, ce transporteur, l'ensemble-moteur et ledit piston étant reliés les uns aux autres et susceptibles de glisser comme un tout.
On a trouvé qu'il était peu pratique d'utiliser une seule vis à la fois comme bélier pour l'injection et comme mélangeur ou comme organe de plastification. En effet, quand une seule vis est déplacée en avant pour forcer la matière plastique à travers une buse, une partie notable de cette matière tend à s'écouler en arrière entre les filets de la vis. Comme la section droite de l'espace entre les filets est ordinairement beaucoup plus grande que la section de droite de la buse, afin d'assurer la pression désirée au niveau de la buse, il est nécessaire de boucher la chambre d'injection.
Ce problème a été résolu en utilisant deux vis engrenant l'une avec l'autre, comme indiqué dans le brevet principal, chaque vis présentant à son extrémité de sortie ou extérieure des filets qui bloquent pratiquement l'espace entre les filets adjacents de l'autre vis, dans le plan contenant les axes des deux vis. La matière à mouler, par exemple une matière thermoplastique, étant très visqueuse, on obtient ainsi un joint efficace contre un courant de retour. Il est évident qu'un certain jeu entre les filets des deux vis dans cette zone et entre les vis et la chambre d'injection est nécessaire, comme dans toute machine.
Quand elle est soumise à la pression d'injection, la matière visqueuse qui s'écoule en arrière entre les filets doit cheminer à angle droit de la force appliquée, selon une trajectoire en forme de huit, d'abord autour d'une vis puis autour de l'autre, à travers plusieurs resserrements qui se produisent là où les espaces entre les filets de chaque vis sont bloqués par les filets de la vis coopérante. Dans une telle machine, chaque filet de la section d'extrémité peut occuper environ les 99 O/o de l'espace entre les filets adjacents de la vis coopérante, dans le plan contenant les axes de ces vis.
Une machine comprenant deux vis jumelles présentant des filets en engrènement mutuel, de dimensions uniformes d'une extrémité des vis à l'autre, pourrait être probablement utilisée dans certains buts.
Les matières plastiques communément utilisées sont caractérisées par des rapports de compression , exprimant que leur volume après plastification est notablement plus petit que leur volume à l'état granulaire prêt à être introduit dans l'appareil de plastification. En conséquence, si les filets des vis sont uniformes d'une extrémité à l'autre, la section d'entrée n'accepte pas un volume de matière aussi grand que la section de sortie peut traiter. Par ailleurs, si le volume disponible à l'extrémité d'entrée est plus grand qu'à l'extrémité de sortie, un plus petit nombre de rotations est nécessaire entre les injections pour remplir la section de sortie et il en résulte une machine plus efficace et plus rapide.
Pour cette raison, on a proposé déjà une machine à extruder du type à vis, présentant des vis en engrènement dont les diamètres à la base des dents des sections successives des vis sont successivement réduits. Ceci entraîne cependant une modification du diamètre externe des filets et du diamètre interne de la paroi enveloppante. I1 s'ensuit que ces vis connues ne peuvent être utilisées comme béliers d'injection, car elles ne peuvent se déplacer d'un mouvement alternatif par suite des diamètres différents des diverses sections.
Un but de la présente invention est d'obtenir des vis dans lesquelles le volume disponible entre les filets ou volume balayé est plus grand à l'extrémité d'entrée qu'à l'extrémité de sortie, mais dont les diamètres externes sont uniformes, de manière que les vis puissent prendre un mouvement alternatif.
Cette disposition a pour but de permettre d'accepter la quantité de matière optimum dans les vis et d'admettre un courant de retour contrôlé près de l'extrémité d'entrée, de sorte que la section de sortie, qui agit comme un compteur, ne reçoit pas la matière sous de très hautes pressions. On peut réduire ainsi la puissance nécessaire à faire tourner les vis.
L'action de mélange et de malaxage des vis n'est pas notablement affectée par ce courant de retour qui fait que la matière entrant dans la section de sortie est pleinement plastifiée, soigneusement mélangée et d'une température uniforme.
La machine faisant l'objet de la présente invention est caractérisée en ce que l'extrémité de sortie de chaque vis présente plusieurs filets agencés pour bloquer pratiquement l'espace entre les filets adjacents de l'autre vis dans le plan contenant les axes des deux vis, de manière à empêcher pratiquement tout courant de retour de la matière à mouler entre les vis et de permettre à celles-ci d'agir efficacement comme un bélier quand elles sont déplacées longitudinalement dans la chambre d'injection.
Le dessin annexé représente partiellement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine selon l'invention.
La fig. 1 est une vue en plan, partiellement en coupe, de deux vis que comprend cette forme d'exécution.
La fig. 2 est une coupe transversale, à plus petite échelle, par l'extrémité de sortie de ces deux vis.
Les vis représentées comprennent des filets 3 dans leur section de sortie, ou extrémité extérieure, qui remplissent pratiquement les espaces entre les filets de la vis coopérante dans le plan contenant les axes des vis, de manière à bloquer toute possibilité d'un courant de retour notable quand les vis sont déplacées en un mouvement alternatif à la manière d'un bélier, comme décrit dans le brevet principal et pour les raisons indiquées plus haut.
Le diamètre des vis à la base des dents peut être de 52 mm, le diamètre extérieur de 79 mm et le pas de 25,4 mm. Dans la section de sortie, la largeur de tête 4 des filets peut être de 7,6 mm. Les surfaces d'attaque 5 des filets sont inclinées sur la racine d'un angle de 130. Dans la section d'entrée, les surfaces d'attaque 6 des filets sont taillées de manière que l'angle d'inclinaison sur la racine soit de 310.
Il s'ensuit que la largeur de tête 7 des filets à cette extrémité est réduite à 3,6 mm et que des espaces 8 sont formés entre les filets adjacents dans le plan contenant les axes des vis. Le volume balayé dans cette section est ainsi augmenté à environ une fois et demie celui de la section de sortie. Comme cette valeur est inférieure au rapport de compression de n'importe quelle matière thermoplastique ordinairement utilisée, il n'est pas nécessaire de changeur les vis ni la chambre de compression quand différentes matières sont employées.
Les vis jumelles en engrènement sont montées dans une chambre d'injection 9 entourée par des eléments de chauffage 10 (fig. 2) et sont décrites en détail dans le brevet principal.