Machine à mouler par injection des objets en matière thermoplastique
La présente invention a pour objet une machine à mouler par injection, comprenant une unité de préplastification, des moyens pour alimenter en une matière thermoplastique à travers ladite unité un cylindre d'injection, et des moyens pour injecter la matière thermoplastique plastifiée dudit cylindre d'injection dans un moule.
Les machines à mouler par injection connues, présentant une unité de préplastification, comprennent une chambre de préplastification chauffée dans laquelle une matière thermoplastique est introduite sous forme de poudre ou de granulé. La matière est rendue plastique dans cette chambre et éjectée ensuite de la chambre, par exemple sous l'action d'un piston actionné hydrauliquement, dans un cylindre d'injection à partir duquel la matière plastifiée est finalement injectée, par exemple par un piston actionné hydrauliquement, à travers une tuyère d'injection dans un moule pour le moulage du produit final.
Le but de la présente invention est de fournir une machine à mouler par injection du type ci-dessus et présentant une unité de préplastification perfectionnée. La machine faisant l'objet de l'invention est caractérisée en ce que ladite unité de préplastification comprend une enveloppe, un conduit d'alimentation pour le passage de la matière thermoplastique s'étendant sur un trajet sinueux à travers ladite enveloppe, au moins un élément de chauffe disposé dans l'enveloppe à proximité étroite dudit conduit d'alimentation, et une masse d'une matière hautement conductrice de la chaleur entourant complètement les diverses parties du conduit d'alimentation et de l'élément de chauffe dans ladite enveloppe.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine à mouler selon l'invention.
Les fig. 1A et 1B en sont une coupe verticale.
La fig. 2 est une coupe verticale, à plus grande échelle, de l'unité de préplastification que comprend cette forme d'exécution.
La fig. 3 est une élévation latérale d'un cylindre d'injection et d'une tuyère que comporte cette forme d'exécution.
La machine représentée (fig. 1A) comprend un dispositif A actionné hydrauliquement, de construction connue, comprenant un piston à mouvement alternatif destiné à alimenter en une matière thermoplastique sous forme de poudre ou de granulé une unité de préplastification B. Celle-ci est agencée pour amener la matière en poudre ou en granulé dans un état plastique favorable avant qu'elle soit propulsée dans un cylindre d'injection C, d'où la matière plastifiée est injectée dans un moule pour le moulage de l'objet final. Le dispositif A est connecté à l'unité de préplastification B par un raccord cylindrique 4 et un cylindre d'alimentation intermédiaire 5 dans lequel un piston 6 du dispositif hydraulique A est agencé pour se déplacer.
Le cylindre d'alimentation 5 est fixé fermement entre le raccord cylindrique 4 et une enveloppe 12 de l'unité B au moyen de boulons 7 qui passent dans des trous longitudinaux percés dans la paroi dudit cylindre 5. Ce dernier comporte, à son extrémité adjacente à l'unité B, un canal annulaire externe 8 à travers lequel de l'eau ou un autre liquide réfrigérant circule pour empêcher un échange de chaleur de l'unité de préplastification B au dispositif A. Un passage d'entrée 9 pour la matière thermoplastique en poudre ou en granulé s'ouvre dans le cylindre 5, entre ses extrémités. Ce passage est relié à une sortie 10 à l'extrémité inférieure en entonnoir d'une trémie d'alimentation 11 comprenant un couvercle 1 la et des fenêtres d'inspection 1 lb.
L'unité de préplastification (v. fig. 2) comprend une enveloppe 12 à travers laquelle serpente un conduit d'alimentation de la matière thermoplastique sous forme d'un tube 13 dont l'extrémité d'entrée est connectée, au sommet de cette enveloppe, au cylindre d'alimentation 5 et l'extrémité de sortie est connectée, au fond de l'enveloppe, au cylindre d'injection C (fig.
1B). L'extrémité d'entrée 13a (fig. 2) du tube 13 est cylindrique, mais à partir d'une section 13b jusqu'à l'extrémité de sortie le tube est aplati comme représenté en 13c. Le tube 13 pourrait avoir la forme d'une hélice ou toute autre forme sinueuse.
Des tubes 15 s'étendent transversalement dans l'enveloppe 12, perpendiculairement à l'axe du tube d'alimentation 13. Des éléments de chauffe à résistance électrique sont montés dans ces tubes. Comme le montre la fig. 2, les tubes de chauffe 15 sont disposés à proximité des parois du tube d'alimentation 13 sur toute la longueur de ce tube, afin d'assurer au maximum le transfert de chaleur audit tube 13. Un manchon cylindrique 16 disposé à l'extrémité inférieure de l'enveloppe 12 et s'étendant à travers toute cette enveloppe constitue une partie du cylindre d'injection C.
Après que le tube d'alimentation 13, les tubes de chauffe 15 et le manchon cylindrique 16 ont été placés dans l'enveloppe 12 de l'unité de préplastification comme décrit ci-dessus, ladite enveloppe est remplie d'une masse d'une matière à haute conductibilité calorifique qui peut être un fluide, ou un métal fondu, comme l'aluminium, qui se solidifie ensuite de sorte que le tube 13, les tubes de chauffe 15 et le manchon 16 sont complètement noyés dans ladite masse.
Le cylindre d'injection C (fig. 1B) comprend un cylindre intérieur 17 assemblé dans le manchon cylindrique 16 et maintenu en place par un anneau de retenue 18 à une extrémité et par une tête de tuyère d'injection 19 à l'autre extrémité. La tête 19 bute contre l'extrémité du cylindre 17 dans le manchon 16 et est soudée à ce manchon en 20. Autour de la tête sont assemblés des éléments de chauffe électrique 21 et la tête comprend à son extrémité extérieure une tuyère d'injection 22 de construction connue. La matière thermoplastique est poussée depuis le cylindre 17 dans une chambre 23 et, de là, à travers un canal 24 de section réduite et finalement à travers la tuyère d'injection 22, dans un moule (non représenté). Dans le canal 24 de la tête de tuyère 19 est disposée une vanne 25 agencée pour fermer le canal 24, dans un but qui sera décrit plus loin.
Le cylindre 17 présente une rainure annulaire externe 1 7a dans laquelle s'ouvre une tuyère extrême 14 du tube 13. Cette rainure annulaire 1 7a est taillée dans la paroi du cylindre d'injection 17 et communique avec l'intérieur de ce cylindre par des ouvertures 17b espacées selon la circonférence autour dudit cylindre. De cette manière, la matière plastifiée est fournie uniformément audit cylindre. Un piston 26 dans le cylindre interne 17 est couplé à son extrémité externe, au moyen d'un accouplement 27, à un moteur hydraulique d'un type connu agencé pour déplacer le piston en avant et en arrière par intermittence dans le cylindre 17, à des intervalles déterminés.
Un dispositif de réglage pour faire varier la course du piston est monté sur ce dernier, de sorte que la quantité de matière injectée dans le moule par la tuyère 22, à chaque course du piston, peut être réglée. Ce dispositif de réglage comprend un écrou 28 qui est monté sur une partie filetée extérieurement et élargie 26a du piston et agencé pour buter, pendant le fonctionnement, contre une portée 29 afin de limiter le mouvement en avant du piston. A la circonférence de l'écrou 28 sont placées des vis 30 qui passent radialement à travers les parois de l'écrou et engagent la surface filetée de la partie 26a du piston, pour bloquer l'écrou dans toute position de réglage. I1 est évident que le blocage du dispositif de mesure pourrait se faire d'une autre manière.
Dans la position totalement sortie du piston 26, une face 26a de ce piston se trouve en arrière de l'entrée de la tuyère 14. Pour permettre un réglage initial du piston, ce dernier présente un élément 37 vissé dans son extrémité extérieure. Ainsi, par une rotation relative de l'élément 37 et du piston 26, un déplacement axial du piston peut être effectué.
Une fois obtenu ce réglage axial, le piston 26 et l'élément 37 sont bloqués l'un par rapport à l'autre au moyen d'un plateau de blocage 31 qui est connecté à l'écrou de réglage 28 au moyen d'une vis 32 et agencé pour s'engager dans des rainures longitudinales 33 d'un écrou cannelé 34.
I1 est évident que pendant le fonctionnement de la machine, il est nécessaire de fermer la tuyère 22 quand la matière thermoplastique plastifiée doit être fournie au cylindre 26, et d'ouvrir cette tuyère quand le cylindre 17 est rempli et que le piston 26 est entraîné en avant pour injecter la matière à travers la tuyère 22 dans le moule. C'est dans ce but que la vanne 25, actionnée automatiquement, est placée dans la tête de tuyère 19. Cette vanne présente un trou 25a qui peut être aligné avec le canal 24 pour ouvrir la vanne pendant le fonctionnement du piston 26, et ne plus être aligné avec le canal 24 quand le cylindre 17 doit être rempli avec la matière thermoplastique plastifiée.
Dans ce but, la vanne 25 est connectée à une extrémité d'un bras oscillant 35 (fig. 3) qui pivote entre ses extrémités sur le côté de l'ensemble du cylindre d'injection en 36 et qui est connecté à son autre extrémité à une soupape hydraulique 37'. Cette soupape peut être d'un type quelconque et elle est connectée avec le dispositif hydraulique qui commande le piston 26 de manière qu'au commencement de la course de retour du piston 26, la soupape hydraulique actionne le bras oscillant 35 pour fermer la vanne 25, et que juste avant la course active du piston 26, ledit bras 35 ouvre la vanne 25.
Lors du fonctionnement de la machine, la matière thermoplastique en poudre ou en granulé descend par gravité depuis la trémie 1 1 dans le cylindre d'alimentation 5, d'où elle est forcée sous pression, par le piston 6, dans le tube 13 de l'unité de préplastification. Quand la matière passe à travers le tube 13, elle est chauffée par les éléments 15 et se trouve ainsi plastifiée, puis elle est envoyée à travers la tuyère 14, en l'état de plasticité requis, dans le cylindre d'injection 16 à travers la rainure annulaire 17a et les ouvertures 17b. Le piston 26 fonctionne alors pour forcer la matière plastique à travers la tuyère 22 dans le moule (non représenté) pour former l'article désiré.
La machine à mouler par injection décrite présente le grand avantage sur les machines connues d'une construction particulière de l'unité de préplastification moins coûteuse que celle des unités de préplastification connues. En outre, elle a un débit plus élevé, avec une pression d'alimentation réduite. La machine dans son ensemble présente moins de parties mobiles que les machines connues, son réglage est simple et elle est dans l'ensemble d'une construction plus simple et plus compacte que les machines à mouler par injection et à préplastification connues.