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L'invention est relative à un procédé pour fabriquer par injection des pièces profilées en matière plastique et à un dispositif convenant pour la mise en oeuvre de ce procédé.
On sait que des matières plastiques, qui ne contiennent pas de plas- tifiant ou seulement des petites quantités de celui-ci, par exemple du chlorure de polyvinyle dur,ne peuvent être amenées à un état homogène et plastique par simple chauffage, de sorte qu'elles ne peuvent pas être utilisées directementr.pour fabriquer des pièces façonnée par injection à l'aide des machines à extrusion usu- elles.
Par contre, on connaît un procédé pour fabriquer par injection des pièces profilées en matière plastique de ce genre, suivant lequel la matière brute à in- jecter est d'abord, d'une manière continue, à l'aide d'une machine à extrusion, mise sous forme d'un boudin plastiquement déformable'dont on détache une portion, dosée en volume, que l'on amène sous pression et à l'état encore plastiquement dé- forméable au cylindre de pression d'un dispositif d'injection, de manière telle que, par l'effet de la pression de refoulement, un même volume de la matière plas- tifiée soit injecté hors du cylindre de pression dans la cavité d'un moule à in- jection.
Dans ce cas, on est obligé de former, dans une première partie de la ma- chine, des portions de boudin dosées en volume, qui sont ensuite introduites dans une deuxième partie de la machine et sont refoulées,¯en cet endroit, dans le cy- lindre de pression. Ce procédé ne permet qu'un travail relativement lent et néces- site l'intervention d'une machine relativement compliquée.
L'invention a pour but d'éviter ces inconvénientso
Le procédé, faisant l'objet de l'invention, est caractérisé en ce que la matière brute à injecter est plastifiée continuellement et est introduite al- ternativement dans une première et dans une deuxième chambre de dosage, de manière telle que, pendant le remplissage d'une chambre de dosage, la matière, contenue dans l'autre chambre de dosage, soit injectée dans la cavité d'un moule à injec- tion.
Le dispositif, qui fait également l'objet de l'invention et convient à la mise en oeuvre dudit procédé, comporte un dispositif de plastification muni de moyens de chauffage et de moyens propres à malaxer et à refouler la matière, ce dispositif comprenant deux cylindres à pression, servant également comme cy- lindres de dosage et coopérant respectivement avec deux pistons de refoulement)
et un mécanisme inverseur à l'aide duquel le dispositif de plastification peut alternativement être mis en communication avec l'un des cylindres de pression pendant que l'autre de ces cylindres de pression communique avec un gicleur d'in- jection établi en amont du moule et vice versao
On obtient ainsi que le fonctionnement du dispositif de plastifica- tion n'a pas besoin d'être interrompu pendant l'injectiono Comme les cylindres à pression fonctionnent alternativement comme moyen de dosage et comme moyen d'ex- pulsion, il devient possible que le dispositif fonctionne d'une manière pratique- ment continue malgré que l'injection se fasse d'une manière rapide et discontinue.
La figure unique du dessin ci-annexé montre, à titre d'exemple et en coupe axiale.schématique, un mode de réalisation de l'invention. A l'aide de ce dessin, on décrira aussi, à titre d'exemple, le procédé qui fait également partie de l'invention.
Le dispositif de plastification, dénommé appareil d'extrusion, com- porte de la manière connue en soi un moteur hydraulique 1 qui entraîne, à l'aide d'une transmission à engrenages 2, une vis sans fin 3, empêchée de se déplacer axialement et servent -au malaxage et au refoulement. La vitesse de la transmission
2 peut être réglée par gradins ou d'une manière continue, alors que la vis peut comporter un ou plusieurs filetso La vis de malaxage et de refroulement 3 travaille dans une chambre de plastification 4 entourée d'une enveloppe chauffante 5. Sur la chambre 4 est montée une trémie d'alimentation 6 dont la sortie débouche dans la zone d'admission de la chambre 4.
L'extrémité de sortie de la chambre 4, dont
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la section diminue suivant un cône, débouche dans un canal d'alimentation 7 ménagé dans un bloc à cylindre 8 placé-transversalement par rapport à l'axe de la chambre.
Le passage 7 communique avec une boite de distribution 9 dans laquelle fonctionne un distributeur rotatif 10 à double effet. Latéralement et de part et d'autre de la boite 9 sont prévus deux cylindres 11a et 11b, dont l'axe coupe l'axe du canal d'alimentation 7 sur l'axe de la boite de distribution 9. Les extrémités voisines des deux cylindres 11a et 11b sont reliées chacune par deux canaux 12a, 12b, mé- nagés dans le bloc à cylindres 8 avec la boite de distribution 9. Dans le prolon- gement axial du canal d'alimentation 7 un canal d'injection 13 part de la boite de distribution 9 et aboutit à une tête d'injection 14 fixée sur la partie corres- pondante du bloc à cylindres 8, cette tête comportant une face frontale conique et un passage axial 15 formant un gicleur.
Aux endroits du bloc 8, où se trouvent chacun des cylindres 11a, 11b et le canal d'injection 13, sont prévues des enve- loppes chauffantes 16. La tête 14 pénètre dans une encoché d'une plaque de support 17a qui porte une moitié 18a du moule dont l'autre moitié 18b est montée sur une deuxième plaque de support 17b. Les deux plaques 17a, 17b peuvent être rapprochées et écartées l'une de l'autre suivant la direction de l'axe du passage 15 formant le gicleur.
La première moitié 18a du moule comporte un orifice d'admission 18c qui se trouve dans l'alignement du passage 15 de la tête d'injection,14. Dans les deux cylindres 11a et 11b travaillent respectivement deux pistons 19a et 19b fixés) respectivement et d'une manière détachable, à des servopistons 20a et 20b logés dans des servo-cylindres 21a et 11b. Chacun de ces servo-cylindres 21a et 21b est relié, par un conduit 22a et 22b et par un robinet à deux voies 23a ou 23b, d'une part, à un conduit de pression 24a ou 24b et, d'autre part, à un conduit de retour commun 25 dans lequel est logée une soupape de décharge réglable 26.
L'actionne- ment des servo-pistons 20a et 20b peut se faire hydrauliquement ou pheumatiquemento
En se servant du dispositif décrit plus haut, le procédé d'injection a lieu comme suit. Les plaques 17a et 17b sont rapprochées l'une de l'autre pour fermer le moule 18a, 18b et l'entrée de l'orifice d'admission 18c est serrée con- tre le débouché du gicleur 15 de la tête d'injection 14. La matière à injecter est introduite parla trémie 6, à l'état granuleux ou pulvérulent, dans la cham- bre 4. A l'aide de l'enveloppe chauffante 5, on chauffe la matière introduite dans la chambre 4 et cette matière est, de la manière connue, malaxée par la vis 3 jusqu'à former une masse plastique. On suppose que le distributeur rotatif 10 et les robinets à deux voies 23a et 23b occupent la position montrée sur le dessin.
La vis 3 refoule la masse plastique, depuis la chambre 4 par le canal d'alimen- tation 7 et le canal de liaison 12a dans le cylindre 11a. Le'piston 19a, et avec lui le servo-piston 20a, sont déplacés, par la masse pénétrant dans le cylindre 11a, vers l'extérieur dans le sens de la flèche a. De cette manière, le fluide hydraulique est refoulé hors du servo-cylindre 21a par le robinet 23a et, après avoir vaincu l'effort sollicitant la soupape de décharge 26, dans le conduit de retour 25. L'effort sollicitant la soupape de décharge est réglé d'après la pres- sion de refoulement de la vis 3. En même temps, on alimente le servo-cylindre 21b, depuis le conduit de pression 24a, par le robinet à deux voies 23b et par le canal de liaison 22b, avec du fluide hydraulique.
De cette manière, le servo-piston 20b et, avec lui, le piston 19b est déplacé vers l'intérieur dans le sens de la flèche bo La masse plastique, qui se trouve dans le cylindre 11b et dont la quantité a été dosée exactement, est refoulée par le piston 19b hors du cylindre 11b et ar- rive par le passage 12b dans le canal d'injection 13 d'où il est injecté, par le gicleur 15 et l'orifice d'admission 18c, dans la cavité du moule.
L'agencement est tel que, lorsque l'injection est terminée, la mise en place dans le cylindre 11a de la masse à injecter pendant l'opération suivante est terminée, A ce moment interviennent des moyens, non montrés et fonctionnant de préférence automatiquement, pour amener le distributeur rotatif 10 et les ro- binets à deux voies 23a et 23b dans leur deuxième position active.
Le distribu- teur rotatif 10 établit alors la communication entre la chambre 4 et le cylindre 11b, d'une part, et entre le canal d'injection 13 et le cylindre 11a, d'autre part,
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alors que le robinet à deux voies 23a fait communiquer le conduit de pression 24a avec le servo-cylindre 21a, et le robinet à deux voies 23b, le servo-cylindre 21 beavec le conduit de retour 25 La vis sans.fin brefoubealors la masse plastique dans le cylin- dre 11b pendant que la masse plastique, qui se trouve à un dosage exact dans le cylindre 11a, est injectée dans le moule, lequel, pendant l'inversion, a été dé- barrassé de la pièce moulée et fermé à nouveau.
La durée de remplissage du cylindre 11a ou 11b est réglée de manière telle, par le réglage du refoulement de la vis sans fin 3 à l'aide de la transmis- sion 2, quelle soit au moins égale à la durée d'un cycle'de travail complet des moitiés du moule (fermeture, durée d'injection, ouverture). La vis 3 peut, dans ces conditions .et bien que l'injection se fasse par charges, fonctionner d'une- manière continue. Par ailleurs, comme l'injection a lieu continuellement, excep- tion faite des courts intervalles de temps pour l'ouverture et la fermeture du moule, et comme on ne prévoit pas d'arrêts de la machine pour le dosage de la mas- se à injecter, on peut exploiter pratiquement toute la capacité de débit du dis- positif de plastification.
REVENDICATIONS.
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The invention relates to a process for manufacturing profiled plastic parts by injection and to a device suitable for implementing this process.
It is known that plastics, which do not contain a plasticizer or only small amounts thereof, for example hard polyvinyl chloride, cannot be brought to a homogeneous and plastic state by simple heating, so that they cannot be used directly to make injection molded parts using conventional extrusion machines.
On the other hand, there is known a process for the production by injection of profiled plastic parts of this kind, according to which the raw material to be injected is first, in a continuous manner, using a machine. extrusion, in the form of a plastically deformable rod, from which a portion, metered by volume, is detached and brought under pressure and in the still plastically deformable state to the pressure cylinder of an injection device , so that, by the effect of the delivery pressure, the same volume of the plasticized material is injected out of the pressure cylinder into the cavity of an injection mold.
In this case, it is necessary to form, in a first part of the machine, portions of sausage dosed by volume, which are then introduced into a second part of the machine and are pushed back, ¯ in this place, into the pressure cylinder. This process only allows relatively slow work and requires the intervention of a relatively complicated machine.
The object of the invention is to avoid these drawbacks.
The process, which is the subject of the invention, is characterized in that the raw material to be injected is continuously plasticized and is introduced alternately into a first and into a second metering chamber, such that, during filling from one metering chamber, the material contained in the other metering chamber is injected into the cavity of an injection mold.
The device, which is also the subject of the invention and is suitable for carrying out said process, comprises a plasticizing device provided with heating means and means suitable for mixing and pushing the material, this device comprising two cylinders. pressure, also serving as metering cylinders and cooperating with two delivery pistons respectively)
and a reversing mechanism by means of which the plasticizer can alternatively be placed in communication with one of the pressure cylinders while the other of these pressure cylinders communicates with an injection nozzle established upstream of the pressure cylinder. mold and vice versao
It is thus obtained that the operation of the plasticizer does not need to be interrupted during the injection. As the pressure cylinders function alternately as a metering means and as an expelling means, it becomes possible that the The device operates in a practically continuous manner despite the fact that the injection takes place in a rapid and discontinuous manner.
The single figure of the appended drawing shows, by way of example and in axial schematic section, one embodiment of the invention. With the aid of this drawing, the method which also forms part of the invention will also be described by way of example.
The plasticizing device, referred to as the extrusion apparatus, comprises in the manner known per se a hydraulic motor 1 which drives, by means of a gear transmission 2, an endless screw 3, which is prevented from moving axially. and are used for mixing and delivery. Transmission speed
2 can be adjusted in steps or in a continuous manner, while the screw can have one or more threads o The mixing and repressing screw 3 works in a plasticization chamber 4 surrounded by a heating jacket 5. On the chamber 4 A feed hopper 6 is mounted, the outlet of which opens into the admission zone of the chamber 4.
The outlet end of chamber 4, of which
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the section decreases along a cone, opens into a supply channel 7 formed in a cylinder block 8 placed transversely with respect to the axis of the chamber.
The passage 7 communicates with a distribution box 9 in which a double-acting rotary distributor 10 operates. Laterally and on either side of the box 9 are provided two cylinders 11a and 11b, the axis of which intersects the axis of the supply channel 7 on the axis of the distribution box 9. The adjacent ends of the two cylinders 11a and 11b are each connected by two channels 12a, 12b, arranged in the cylinder block 8 with the distribution box 9. In the axial extension of the supply channel 7 an injection channel 13 starts from the distribution box 9 and leads to an injection head 14 fixed to the corresponding part of the cylinder block 8, this head comprising a conical end face and an axial passage 15 forming a nozzle.
At the locations of the block 8, where each of the cylinders 11a, 11b and the injection channel 13 are located, there are provided heating envelopes 16. The head 14 enters a notch of a support plate 17a which carries one half. 18a of the mold, the other half of which 18b is mounted on a second support plate 17b. The two plates 17a, 17b can be brought together and separated from one another in the direction of the axis of the passage 15 forming the nozzle.
The first half 18a of the mold comprises an inlet port 18c which is in alignment with the passage 15 of the injection head, 14. In the two cylinders 11a and 11b work respectively two pistons 19a and 19b fixed) respectively and in a detachable manner, to servopistons 20a and 20b housed in servo-cylinders 21a and 11b. Each of these servo-cylinders 21a and 21b is connected, by a duct 22a and 22b and by a two-way valve 23a or 23b, on the one hand, to a pressure duct 24a or 24b and, on the other hand, to a common return duct 25 in which an adjustable relief valve 26 is housed.
The actuation of the servo-pistons 20a and 20b can be done hydraulically or pheumatically.
Using the device described above, the injection process takes place as follows. The plates 17a and 17b are brought together to close the mold 18a, 18b and the inlet of the inlet port 18c is clamped against the outlet of the nozzle 15 of the injection head 14 The material to be injected is introduced through the hopper 6, in a granular or pulverulent state, into the chamber 4. With the aid of the heating jacket 5, the material introduced into the chamber 4 is heated and this material is heated. , in the known manner, kneaded by the screw 3 until a plastic mass is formed. It is assumed that the rotary distributor 10 and the two-way valves 23a and 23b occupy the position shown in the drawing.
The screw 3 pushes the plastic mass from the chamber 4 through the supply channel 7 and the connecting channel 12a into the cylinder 11a. Le'piston 19a, and with it the servo-piston 20a, are moved, by the mass entering the cylinder 11a, outwards in the direction of arrow a. In this way, the hydraulic fluid is forced out of the servo-cylinder 21a by the valve 23a and, after having overcome the force requesting the relief valve 26, into the return duct 25. The force requesting the relief valve is set according to the delivery pressure of screw 3. At the same time, the servo-cylinder 21b is supplied from the pressure line 24a, through the two-way valve 23b and through the connection channel 22b, with hydraulic fluid.
In this way, the servo-piston 20b and, with it, the piston 19b is moved inwards in the direction of the arrow bo The plastic mass, which is in the cylinder 11b and the quantity of which has been dosed exactly, is forced by the piston 19b out of the cylinder 11b and arrives through the passage 12b in the injection channel 13 from where it is injected, through the nozzle 15 and the inlet port 18c, into the mold cavity .
The arrangement is such that, when the injection is completed, the placing in the cylinder 11a of the mass to be injected during the following operation is completed. At this time, means intervene, not shown and preferably operating automatically, to bring the rotary distributor 10 and the two-way valves 23a and 23b into their second active position.
The rotary distributor 10 then establishes communication between the chamber 4 and the cylinder 11b, on the one hand, and between the injection channel 13 and the cylinder 11a, on the other hand,
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while the two-way valve 23a makes the pressure duct 24a communicate with the servo-cylinder 21a, and the two-way valve 23b, the servo-cylinder 21 is with the return duct 25 The worm screw in short or then the plastic mass in the cylinder 11b while the plastic mass, which is in an exact dosage in the cylinder 11a, is injected into the mold, which, during the inversion, was freed from the molded part and closed again .
The filling time of the cylinder 11a or 11b is adjusted in such a way, by adjusting the delivery of the worm 3 using the transmission 2, which is at least equal to the duration of a cycle ' complete working of the mold halves (closing, injection time, opening). The screw 3 can, under these conditions. And although the injection is done in batches, operate in a continuous manner. Moreover, as the injection takes place continuously, with the exception of the short time intervals for opening and closing the mold, and as no stops of the machine are foreseen for the metering of the mass. to be injected, practically the entire flow capacity of the plasticizer can be used.
CLAIMS.