CH595207A5 - Barrel for screw extruder or injection moulder - Google Patents

Description

  
 



   La présente invention concerne l'utilisation, pour la production d'articles façonnés à partir d'une matière plastique thermodurcissable à l'état de poudre fine, d'une machine à extruder (boudineuse) ou de moulage par injection, comportant un fourreau de vis dans lequel l'alésage longitudinal recevant la vis comporte des cannelures longitudinales.



   On a déjà utilisé des machines à extruder ou à injecter comportant des cannelures longitudinales uniquement dans la zone d'alimentation du fourreau de vis pour faciliter l'entraînement de la matière plastique. On a cependant constaté, dans de nombreux cas, qu'une telle machine dans laquelle seule la zone d'alimentation est cannelée ne convenait pas pour l'extrusion ou l'injection d'une matière thermodurcissable se présentant sous la forme d'une poudre fine.



   Dans la machine utilisée conformément à l'invention, l'alésage longitudinal recevant la vis comporte des cannelures longitudinales soit sur la quasi-totalité de sa longueur, soit sur la majeure partie de sa longueur en aval de la zone d'alimentation.



   La machine ainsi définie convient pour la fabrication d'articles injectés ou extrudés à partir de matières plastiques thermodurcissables en poudre dont les particules ont une grosseur inférieure à 150   H    de préférence inférieure à 50   lo    Cet alésage a, de préférence, une section constante sur à peu près toute sa longueur, mais il peut également avoir une section variable, par exemple une zone d'alimentation de configuration conique et des zones intermédiaire et de tête à section constante.



   Les cannelures peuvent être une simple gorge longitudinale ou, de préférence, plusieurs gorges régulièrement espacées ou non.



   La ou les gorges ont, de préférence, une section uniforme sur la majeure partie de leur longueur.



   La section de la ou de chaque gorge est, de préférence, semielliptique ou semi-circulaire, mais on peut également choisir des sections trapézoïdales ou rectangulaires. Les surfaces arrondies sont moins sujettes au  colmatage  par de la matière durcie dans les cannelures que les surfaces anguleuses. Les cannelures peuvent être hélicoïdales avec un pas de même sens que ou de sens opposé à celui de la vis qui tourne dans le fourreau (et qui se déplace axialement dans le cas d'une machine à injecter). L'alésage can   nelé    peut être celui d'une chemise intérieure qui est ajustée dans l'alésage du fourreau.



   Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple non limitatif, une machine pour une mise en   oeuvre    particulière de l'utilisa
 tion selon l'invention.



   La fig. 1 est une coupe longitudinale schématique (sans
 échelle) d'une partie d'une machine à injecter.



   La fig. 2 est une coupe transversale du fourreau et de la vis dans le plan   Il-Il    de la fig. 1.



   La fig. 3 est une coupe transversale semblable à celle de la fig. 2, mais illustrant une variante de réalisation.



   Les fig. 4 et 5 sont des coupes similaires illustrant d'autres variantes.



   Les fig.   I    et 2 représentent une partie d'une machine à injecter comprenant un fourreau tubulaire 1 dont la partie avant est fermée par une tête d'injection 2 qui comporte une buse 3.



  L'extrémité arrière du fourreau est reliée à un corps d'alimentation 4 comportant un orifice 8 par où la matière est introduite. Le corps d'alimentation 4 est fixé au fourreau 1 par l'intermédiaire d'une bague vissée 5 ayant une bride intérieure 6 qui prend appui sur une bride extérieure 7 du fourreau. Le corps d'alimentation 4 est fixé au bâti 9 de la machine par des moyens appropriés, tels que des boulons et des écrous (non représentés).



   L'alésage 11 du fourreau contient une vis cylindrique 10 à un
 seul filet 12 de pas constant, qui peut tourner et se déplacer
 axialement. La surface interne de l'alésage du fourreau comporte
 huit gorges radiales 13 de section semi-circulaire qui s'étendent
 sur toute la longueur de la zone d'alimentation A, de la zone
 intermédiaire B et de la zone de tête C du fourreau 1. Chaque gorge 13 a une section sensiblement uniforme, sauf à son extrémité aval 14 où sa profondeur diminue rapidement.



   La machine des fig. I et 2 permet d'injecter des articles moulés à partir d'une matière thermodurcissable introduite sous la forme d'une poudre fine. En service, la poudre thermodurcissable est introduite par l'orifice d'alimentation 8, par exemple par une trémie (non représentée) équipée d'un agitateur. La matière pulvérulente est entraînée dans le fourreau par la rotation de la vis et remplit le volume libre de l'alésage 11, y compris les gorges 13. La présence des gorges 13 évite le phénomène de glissement de la vis, c'est-à-dire la rotation d'une masse de matière plus ou moins solidaire de la vis sans avance le long de l'alésage. Le transport de la matière de la zone d'alimentation vers la buse d'injection est ainsi facilité.



   La fig. 3 illustre une variante dans laquelle des gorges elliptiques 13' sont formées dans la surface d'une chemise amovible 16 qui est rapportée dans l'alésage du fourreau 1. Cette solution est avantageuse dans la mesure où elle permet de choisir des cannelures différentes adaptées à des techniques d'injection particulières, sans qu'il soit nécessaire de remplacer le fourreau, qui est une pièce relativement coûteuse. L'emploi de chemises cannelées interchangeables non seulement est plus économique, mais facilite le démontage et le nettoyage de la machine en cas d'incident entraînant le durcissement de la matière autour de la vis.



   Pour éviter la rotation de la chemise 16 à l'intérieur du fourreau 1, on peut prévoir des cannelures complémentaires sur ces deux éléments ou un clavetage du type illustré fig. 3. Ce clavetage comprend sur la chemise une encoche ou une rainure longitudinale 19 qui est amenée en face d'un trou 18 du fourreau dans lequel on engage une pièce 17 (par exemple fixée par un filetage) de manière qu'elle dépasse dans l'encoche ou la rainure 19. Pour simplifier sa fabrication, la chemise 16 peut être constituée de plusieurs éléments mis bout à bout et positionnés angulairement les uns par rapport aux autres par des moyens convenables, tels que des ergots 20 s'engageant dans des trous correspondants (non représentés) de l'élément adjacent.



   Les fig. 4 et 5 représentent deux cas extrêmes d'évolution des cannelures. Sur la fig. 4, la chemise 16" comporte deux gorges 13" de grandes dimensions et diamétralement opposées qui donnent à l'alésage   11"    une section sensiblement elliptique ou circulaire aplatie. Sur la fig. 5, les cannelures se réduisent à un grand nombre de petites stries longitudinales 13"' qui peuvent être obtenues par un fraisage grossier de la paroi de l'alésage 11. On comprend que, quelle que soit la forme des cannelures, il est préférable qu'elles conservent une même section sur toute la longueur du fourreau (ou sur la majeure partie de sa longueur en aval de la zone d'alimentation).



   Le nombre, la disposition et la forme des gorges dépendent de l'application envisagée, et plus particulièrement du type de matière à traiter et des conditions opératoires choisies. Cependant, la détermination de la configuration optimale des cannelures ne présente aucune difficulté pour un technicien averti et se résume à une expérimentation relativement simple.



   Pour illustrer les avantages de l'invention, on va maintenant décrire un exemple comparatif.



  Exemple
 A. Pour fabriquer des corps de prise électrique 13 A, on a tenté d'injecter une résine thermodurcissable urée - formaldéhyde en poudre fine à l'aide d'une machine à injecter classique Bipel (marque commerciale) type 155/50 équipée d'un agitateur de trémie. Cette machine était à fourreau lisse. Malgré plusieurs essais effectués avec des conditions opératoires différentes, il ne fut pas possible d'obtenir des résultats satisfaisants.



   B. On a ensuite remplacé le fourreau lisse par un fourreau cannelé dans la zone d'alimentation C, chaque cannelure ayant une section rectangulaire de 8,73 mm de large sur 0,4 mm de profondeur et une longueur de 254 mm. Dans ce cas également, il  fut impossible de mouler des corps de prise 13 A à partir de la même matière pulvérisante.



   Diverses modifications des dimensions des gorges dans la zone d'alimentation ne donnèrent pas de meilleurs résultats.



   C. On a équipé la même machine d'un fourreau cannelé du type représenté sur les fig. 1 et 2, c'est-à-dire comportant huit gorges semi-elliptiques de 8,73 mm de large sur 0,4 mm de profondeur s'étendant sensiblement sur toute la longueur du fourreau. Avec les conditions opératoires mentionnées ci-dessous, il fut possible de mouler avec des résultats satisfaisants des corps de prise 13 A à partir d'une matière thermodurcissable pulvérulente.



   La présence de cannelures s'étendant sur toute la longueur de la vis assurait dans ce cas une bonne alimentation et une plastification efficace de la matière.



  Températures du fourreau
 Zone principale: 90"C (zone B et C de la fig. 1)
 Zone d'alimentation A:   45'    C (chaleur transmise par la zone
 principale)
Températures du moule
 Partie fixe:   140 C   
 Partie mobile:   l40#C   
Temps d'injection: 5 s
Pression d'injection: maximale
Pression de maintien: 42 bars
Vitesse de rotation de la vis: 50 t/mn
Temps de rétraction - rotation: 12 s
Contre-pression: 5,6 bars
Coupure de la carotte: 2 s après la rétraction
Temporisation de l'injection: 10 s
Durée du cycle: 20 s
Course de la vis: 51 mm 

Claims (1)

1. REVENDICATION Utilisation pour la production d'articles façonnés à partir d'une matière plastique thermodurcissable à l'état de poudre fine, d'une machine à extruder ou à injecter comportant un fourreau de vis dans lequel l'alésage longitudinal recevant la vis comporte des cannelures longitudinales soit sur la quasi-totalité de sa longueur, soit sur la majeure partie de sa longueur en aval de la zone d'alimentation.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Utilisation selon la revendication, caractérisée en ce que les cannelures comprennent plusieurs gorges équidistantes formées radialement dans l'alésage du fourreau.

   2. Utilisation selon la sous-revendication 1, caractérisée en ce que les gorges ont des sections droites semi-elliptiques ou semicirculaires.

   3. Utilisation selon la revendication, caractérisée en ce que l'alésage cannelé est celui d'une chemise amovible qui est exactement ajustée dans un alésage du fourreau.

   4. Utilisation selon la sous-revendication 3, caractérisée en ce que le fourreau comporte des moyens de clavetage pour empêcher une rotation relative de la chemise.

   5. Utilisation selon la sous-revendication 3, caractérisée en ce que la chemise est en plusieurs éléments.

   6. Utilisation selon la sous-revendication 5, caractérisée en ce que les éléments adjacents de la chemise comportent des moyens de positionnement destinés à faciliter leur juxtaposition.