EP1799423A1 - Dispositif d'injection-moulage a etancheite renforcee entre buse d'injection et matrice de moulage - Google Patents
Dispositif d'injection-moulage a etancheite renforcee entre buse d'injection et matrice de moulageInfo
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- EP1799423A1 EP1799423A1 EP05809095A EP05809095A EP1799423A1 EP 1799423 A1 EP1799423 A1 EP 1799423A1 EP 05809095 A EP05809095 A EP 05809095A EP 05809095 A EP05809095 A EP 05809095A EP 1799423 A1 EP1799423 A1 EP 1799423A1
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Definitions
- the present invention relates to a device for injecting a thermoplastic material in the liquid state into a mold cavity, comprising, with reference to a given direction of injection:
- a matrix which has a front face partially delimiting the mold cavity and internally comprises a cavity disposed along an axis parallel to the direction of injection and opening forwards into said front face by an injection orifice, said cavity being delimited, in the direction of a distance from the axis, by the succession, towards the rear from the injection orifice, of an inner peripheral face of revolution about the axis and s' flaring outwardly and a cylindrical inner peripheral face of revolution about the axis, an injection nozzle which is arranged coaxially in the cavity of the die and has a forward tip flush with the front face of the matrix, coaxially with the injection orifice, said nozzle being delimited, in the direction of a distance from the axis, by the succession, towards the rear from the tip, of an outer peripheral face of the past along the axis and flaring outwards, an outer cylindrical peripheral face of revolution about the axis and an annular shoulder of revolution about the axis, facing forward and located at a level of the axis corresponding to that of
- centering and thermal insulation ring generally made of titanium, extends forwardly over a sufficiently small dimension to register integrally between the cylindrical inner peripheral face of the die cavity and the cylindrical outer peripheral face of the injection nozzle, so that it is with these cylindrical inner and outer circumferential faces that the sealing contact respectively comes into contact with inner lip and the outer lip, between which the groove of the ring has an arcuate section when viewed in section by half-planes defined by the axis.
- a ring thus designed ensures both a centering of an extreme zone before the nozzle relative to the cavity of the matrix, closer to the injection orifice, due to the mechanical characteristics of the titanium, a thermal insulation at this level, because of the characteristics of the titanium in this respect, and a sealing against a leak, towards the rear, of the thermoplastic material in the liquid state which, coming under pressure through the duct arranged in the nozzle, completely fills a chamber delimited between them the inner peripheral faces of the cavity and outer of the nozzle, in front of the ring, and can not escape towards the molding cavity, through the injection orifice , only on the condition that this room is full.
- thermoplastic material in the liquid and pressurized state thus present in the aforementioned chamber tends to firmly apply the inner lip of the ring against the cylindrical outer peripheral face of the nozzle and the outer lip of this ring against the cylindrical inner peripheral face of the nozzle. the cavity, which ensures all the better sealing that the pressure of the thermoplastic material in the liquid state is large.
- thermoplastic material in the more or less liquid state that is to say at the injection temperature or at a temperature still close to it, can come into contact with a relatively large surface of the matrix, inside the cavity, it constitutes a thermal bridge between the nozzle and the matrix and therefore reduces the thermal insulation between the latter, whatever may be otherwise the qualities of the constituent material of the ring in this regard.
- the present invention proposes an injection device as indicated in the preamble, characterized in that at least the inner lip extends sufficiently far, forward, to circumferentially flush the inner peripheral face flaring backwards, so as to allow leakage of thermoplastic material in the liquid state in the direction of said groove and to imprison in said groove the thermoplastic material that has leaked towards it.
- the inner lip of the ring divides the aforementioned chamber into two chambers, namely a radially outer annular chamber.
- thermoplastic material in reference to the axis, located between the two sealing lips of the ring, and a radially inner chamber, located between the axis and the inner lip of the ring, and the tendency of the thermoplastic material to freeze or solidify in contact with the matrix allows the inner lip of the ring to create, by flush of the inner peripheral face, flaring backwards, a kind of seal between these two chambers.
- thermoplastic material in the liquid state which firmly applies the outer lip of the ring against the corresponding inner face of the cavity and thus creates a seal at this level, then freezes or solidifies thereby improving the sealing relationship between the ring and the inner faces of the cavity of the matrix.
- it is an assembly constituted by the ring and the more or less solidified thermoplastic material, trapped in the radially outer chamber, that the pressure of the thermoplastic material in the liquid state present in the radially inner chamber and acting radially. outwardly on the inner lip tends to apply against at least one of the inner peripheral faces of the cavity, which significantly improves the sealing against thermoplastic leakage to the rear.
- thermoplastic material in the more or less solidified state, present inside the radially outer chamber is added to the increased volume of the ring, made of a suitable material, which may be different from titanium and for example be made of a synthetic resin filled with carbon fibers, to increase the thermal insulation between the nozzle and the die cavity and, naturally, the centering effect of the nozzle relative to the die cavity is retained .
- thermal insulation and sealing remains compatible with a movement of the nozzle relative to the cavity along their common axis, allowing its adoption in association with any mounting method of an injection nozzle with respect to a matrix, namely in particular with a mounting mode in which the nozzle is secured to the matrix at a level shifted rearwardly with respect to the cavity and can therefore be caused to move axially with respect to the matrix at the cavity, due to differences in thermal expansion, in a manner well known to a person skilled in the art.
- thermoplastic material in the liquid state coming from the inlet duct and going towards the injection orifice passes in the same way as in the chamber that the ring delimits with the cavity of the matrix and the nozzle
- this inner chamber has a smaller volume than that of the aforementioned chamber of the devices of the prior art, the thermoplastic material tends to remain more subjected to the thermal influence therein. of the nozzle and thus maintain a uniform temperature at which it remains in the liquid state.
- thermoplastic material of different color which is obtained without difficulty at the beginning of the new injection
- thermoplastic material trapped in the more or less solidified state in the radially outer chamber tends to remain there, which makes it possible, on the one hand, to limit the losses during a color change and, on the other hand on the other hand, to avoid contamination of products made from thermoplastic residues of a different color, used for the prior manufacture of other parts.
- said inner and outer peripheral faces, flaring outwards are shaped so as to define between them a chamber presenting a first throttling at the injection port and a second constriction, providing a passage section greater than that of the first throttle, at the transition of said outer peripheral face flaring rearwardly to said cylindrical outer peripheral face of revolution. It is then at the level of this second constriction that the inner lip acts, without creating a third constriction which could generate, with the second strangulation, a dead zone in which the thermoplastic material would tend to stagnate and resume erratic behavior, again causing the disadvantages of the prior art.
- the sealing contact of the outer lip with the outwardly flaring outer peripheral face is located approximately at the same level of the axis as the transition between the outer peripheral face, s'. flaring outwards, and the cylindrical outer peripheral face of the nozzle when this transition is placed facing the inner peripheral face, flaring backwards, of the cavity of the matrix.
- the groove and the inner and outer lips may be adopted but, in a manner well known per se in the field of lip seals, the groove may be advantageously shaped so that it has a V-shape when it is seen in section through half-planes defined by the axis, and ensure that one or, preferably, each of the inner and outer lips has a V-shape when seen in section by half-planes defined by the axis.
- FIG. 1 shows a sectional view, through an axial plane, of a front end portion, or "nose" of an injection nozzle and of the cavity surrounding it in a molding die, in a realization according to the prior art.
- Figure 2 shows a similar view in the case of an embodiment according to the present invention.
- the injection device comprises a rigid matrix 1 having, with reference to a predetermined direction of injection, a front face 3, a part of which, partially illustrated, delimits a mold cavity 4 of the thermoplastic material.
- Sense 2 will serve as a reference, later, to the notions of front and back.
- the matrix 1 comprises internally, immediately behind its front face 3 and generally up to a rear face not shown, perpendicular to the direction 2 and the axis 5, a cavity 6 which opens forward, in the front face 3 of the matrix, through an orifice 7 for injection of the thermoplastic material in the liquid state into the cavity 4; in the traditional way, the orifice 7 has a circular contour, centered on the axis 5.
- the cavity 6 is delimited, in the direction of a distance relative to the axis 5, by a set of inner peripheral faces of the matrix 1, which have a form of revolution around the axis 5.
- This inner peripheral face 13 may extend rearwardly to the aforementioned rear face of the matrix 1, in a manner well known in itself, not illustrated and indifferent to the present invention.
- nozzle 14 for injection of thermoplastic material in the liquid state, which nozzle 14 is advantageously retained integrally with respect to the matrix 1 in a localized manner at or near immediate of the aforementioned rear face, not illustrated, in a manner well known in itself of a skilled person.
- the injection nozzle 14 is delimited, in the direction of a distance relative to the axis 5, by a succession of faces of revolution about this axis 5, namely, from back to forward from a rear end zone of attachment with the matrix 1 at or in the immediate vicinity of the not shown rear face thereof:
- the transition edge 21 is shifted forward with respect to the transition edge 10, that is to say located opposite the inner peripheral face 8, along the directions radial with reference to the axis 5, and the outer peripheral face 22 has a concave shape, when seen in section by half-planes defined by the axis 5, so that the outer peripheral face 22 defines with the inner peripheral face 8, inside the cavity 6, a chamber 24 which narrows forwards, to a constriction 25 constituted by the annular ring of the orifice 7 which remains around the tip 23, and rearwardly to a constriction 26 defined, on the one hand, by the inner peripheral face 8 of the cavity 6 of the die 1 and, on the other hand, by the transition edge 21.
- a conduit 27 for supplying a thermoplastic material in the liquid state is substantially coaxially arranged inside the nozzle 14 but opens out laterally with respect to the axis 5, in the outer peripheral face.
- thermoplastic material in the liquid state conveyed through the nozzle 14, in the injection direction 2, through the conduit 27, arrives through the orifice 28 in the chamber 24, it can escape to the front by the constriction 25, to the footprint 4, and it tends to escape backwards by the strangulation 26, towards a space annular 29 that the inner peripheral faces 11 and 13 of the cavity 6 of the die 1 delimit with the outer peripheral face 15 the nozzle 14 and which advantageously houses means 30 for heating, through the material constituting the nozzle 14, the material Thermoplastic passing through the conduit 27.
- the throat 26 has a passage section greater than that provided by the throat 25, so that the thermoplastic material in the liquid state arriving in the chamber 24 tends to fill the chamber 24 and to pass priority throttling 26 and that it is therefore appropriate to oppose this tendency of the thermoplastic material to leak from the chamber 24 to the rear, by the throat 26.
- a ring, respectively 31, 32 which is annular of revolution about the axis 5, made of thermally insulating material and at the same time ensures the centering, that is to say the coaxiality, of the nozzle 14 with respect to the cavity 6 in a localized manner in an extreme front zone of the nozzle 14, or nozzle nose, that is to say in the part of the nozzle 14 closest to the mold cavity 4.
- the ring 32 of the injection device of the prior art is generally made of titanium and, as shown in Figure 1, extends parallel to the axis on a dimension smaller than the dimension on which the face inner peripheral 9 and the outer peripheral face 20 are placed facing each other in radial directions with reference to the axis 5.
- Such a dimensioning allows the ring 32 to allow a slight movement of the nozzle 14 relative to the cavity 6, parallel to the axis 5, at the nozzle nose, as a result of a possible difference, well known to a person skilled in the art, thermal expansion between the nozzle 14 and the matrix 1 in parallel to the axis 5 and despite the relative rigidity of the ring 32 when it is thus made of titanium.
- the ring 32 is bounded at the rear by a flat annular face 33, of revolution about the axis 5 at which it is perpendicular, this face 33 being turned towards the rear and resting flat, towards the back, on the shoulder 17.
- this rear face 33 continues coplanarly until it is connected to an outer peripheral face 34 cylindrical of revolution about the axis 5 with a diameter substantially identical to that of the inner peripheral face 9, with which this face 34 is placed in contact as continuous as possible and thus creates a contact seal, allowing a relative sliding parallel to the axis 5.
- the face 34 has parallel to the axis 5 a dimension smaller than that which separates the transition edges 10 and 12 from the inner peripheral face 9 of the cavity 1, parallel to the axis 5, so as not to reach the 10 edge whatever the differences in expansion that can be seen, parallel to the axis 5, between the nozzle 14 and the matrix 1.
- the outer peripheral face 34 connects the inner peripheral face 33 to a circular edge 35, centered on the axis 5 and facing towards the front, constituting the front limit of a sidewall of a groove 36, annular of revolution about the axis 5, arranged recessed, towards the rear, in the mass of the ring 32 and having for example a quarter-circle shape when viewed in section by half-planes defined by the axis 5.
- the groove 36 has another side which also terminates forwards by a circular edge 37, centered on the axis 5, and located at the same level of this axis 5 as the edge 35, however in the immediate vicinity of the outer peripheral face 20 of the nozzle 14.
- This edge 37 constitutes a limit, forwards, for an inner peripheral face 38 of the ring 32, which inner peripheral face 38 has a cylindrical shape of revolution about the axis 5 with a diameter substantially identical to that of the face external device 20 of the nozzle 14, so as to establish as continuous contact as possible and a seal with this outer peripheral face 20, and is connected to the rear, by a softened edge 39, annular of revolution about the axis 5 and marrying the leave 17, to the rear face 33.
- the corresponding side of the groove 36 defines respectively with the outer peripheral face 34 and with the inner peripheral face 38 of the ring 32 a respective lip 40, 41, contributing to the sealing against a passage of thermoplastic material backwards, respectively between the outer peripheral face 40 of the ring 32 and the face inner peripheral 9 of the cavity 6 of the matrix 1 and between the outer peripheral face 38 of the ring 32 and the outer peripheral face 20 of the nozzle 14.
- the thermoplastic material which, after having leaked from the chamber 24 by the throat 26 , engages in the liquid state in the groove 36 tends to strengthen a sealing support of the lips 40 and 41 respectively against the inner peripheral face 9 of the cavity 6 of the die 1 and against the outer peripheral face 20 of the nozzle 14.
- the seal thus provided by the ring 32 is behind the constriction 26 defined by the transition edge 21 between the outer peripheral faces 20 and 22 of the nozzle 14 and the inner peripheral face 8 of the cavity 6 of the matrix 1, so that a certain amount of thermoplastic material tends to accumulate, more or less well controlled, between this constriction 26 and the ring 32, to solidify more or less less controlled and to come out more or less controlled to the orifice 7, in particular after a color change of injected thermoplastic material.
- the ring 31 of the device according to the invention which will now be described with reference to a preferred embodiment, illustrated in Figure 2, overcomes these disadvantages.
- This ring 31 is advantageously made of a material having greater flexibility than titanium, while having a sufficient temperature resistance and high thermal insulation characteristics, such as a synthetic resin loaded with carbon fibers or fibers. of glass, this material being indicated only as a non-limiting example.
- the face 44 reaches forward to a level of the axis 5 corresponding approximately to that of the transition edge 21 between the outer peripheral faces 22 of the nozzle 14, that is to say beyond the forward edge of the transition edge 10 between the inner peripheral faces 8 and 9 of the cavity 6 of the matrix 1, so that it is supported by the inner peripheral face e 8 of the cavity 6 of the matrix 1 in the immediate vicinity of a circular edge 46 which constitutes the limit of this outer peripheral face 44 towards the front, curving progressively towards the axis 5, towards the front, in contact with this inner peripheral face 8, and the inner peripheral face 45 protrudes forwardly the
- edges 46 and 47 also constitute the limits, towards the front, of two unreferenced flanks of an annular groove 48 of revolution about the axis 5, which flanks thus define respectively with the outer peripheral face 44 and with the face inner peripheral 45 a respective lip 49, 50 annular of revolution between the axis 5 but elastically flexible so as to allow the aforesaid bending of the outer peripheral face 44 forward and its sealing support, in the elastically deformed state, on the inner peripheral face 8 of the cavity 6 of the matrix 1 in the immediate vicinity of the edge 46, and a flush of this inner peripheral face 8 by the lip 50, in the immediate vicinity of the edge 47, under conditions suitable for also establishing at this level a contact of sealing, although the seal is at this level less rigorous than at the contact of the lip 49 with the same inner peripheral face 8.
- the groove 48 has, as the lips 49 and 50, a V-shaped section when viewed in section through half-planes defined by the axis 5, and it extends rearwardly to a level of the axis 5 located behind the edges 21 and 10 respectively constituting the transition between the outer peripheral faces 20 and 22 of the nozzle 14 and the inner peripheral faces 8 and 9 of the cavity 6 of the matrix 1.
- the groove 48 defines with the inner peripheral face 8 of the cavity of the die 1, behind the throat 26 and the chamber 24, another chamber 51 capable of receiving thermoplastic material in the liquid state passing the constriction 26, despite the contact between the lip 50 and the inner peripheral surface 8 of cavity 6 of the matrix 5 at this constriction26.
- thermoplastic in the liquid state arriving through the conduit 27, through the orifice 28, in the chamber 24 begins to fill it due to the fact that the constriction 25 tends to oppose its exit by the injection port 7, then it fills the chamber 51 due to the low resistance to its passage through the lip 50, at the level of the throat 26, simultaneously or before the start of passage of the thermoplastic material in the liquid state, through the injection orifice 7, towards the cavity 4.
- thermoplastic material in the liquid state thus fills the chamber 51, in which the pressure developed by this thermoplastic material in the liquid state tends to apply more vigorously the lip 49 against the inner peripheral face 8 of the cavity 6 of the matrix 1, that is to say to increase the sealing effect obtained at this level to prevent the thermoplastic in the liquid state from gaining space 29.
- thermoplastic material in the liquid state thus entered into the chamber 51 tends to remain trapped therein by the lip 50, then placed approximately in equipression between this volume of thermoplastic material and the thermoplastic material present in the chamber 24, and, subjected more to the influence of the matrix 1, comparatively cold, tends to solidify or to take a pasty consistency and to thus constitute a support backwards and in the sense of a distance by relative to the axis 5 for the lip 50 and for the thermoplastic material in the liquid state present in the chamber 24, which, then, can escape only towards the cavity 4 by the injection orifice 7.
- the chambers 51 and 24 remain filled with a respective volume of this thermoplastic material, which is removed from the chamber 24 in the form of waste, at the beginning of a process of injection of a thermoplastic material of different color.
- the volume of the thermoplastic material of first color trapped in the chamber 51 tends to remain trapped therein, in particular under the pressure of the thermoplastic material thus newly injected into the chamber 24, and does not mingle with it.
- the volume of the thermoplastic material trapped in the chamber 51 thus retains its role of increasing the sealing against a leakage of the thermoplastic material from the chamber 24 towards the space 29, that is to say towards the back, and also plays a role in the thermal insulation and, to a certain extent, in the centering of the nozzle 14 relative to the cavity 6 of the matrix 1, by reinforcing the ring 31 against a compression between the inner peripheral face 9 of the cavity and the outer peripheral face 20 of the nozzle 14.
- the flexibility of the ring 31, in particular at its lips 49 and 50 makes it compatible with a difference in expansion, parallel to the axis 5, between the nozzle 14 and the matrix 1, and allows it to continue to play its role even when such a difference in expansion occurs, since it is possible to size it, parallel to the axis 5, of such so that the support of the lip 49 and the outcropping of the lip 50, on the inner peripheral face 8 of the cavity 6, are permanently maintained under normal injection conditions.
- conformational variants of the ring 31 which has just been described, in particular with regard to the dimension of its lip 49 parallel to the axis 5. and with regard to the respective conformations of its lips 49 and 50 and its groove 48.
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif d'injection d'une matière thermoplastique à l'état liquide dans une empreinte de moulage. A proximité de l'empreinte (4) de moulage, une bague (31) de centrage et d'isolation thermique, intercalée entre des faces périphériques extérieures d'une buse d'injection (14) et des faces périphériques intérieures d'une cavité (6) d'une matrice (1) définissant partiellement l'empreinte (4), présente, dans le sens d'injection (2), deux lèvres (49, 50), respectivement extérieure et intérieure, dont au moins la lèvre intérieure (50) affleure une face périphérique intérieure (8, 9), s'évasant vers l'arrière, de la cavité (6) de la matrice (1) pour délimiter dans celle-ci une chambre (24) débouchant par un orifice d'injection (7) et une chambre fermée (51). La quantité de matière thermoplastique perdue à chaque changement de couleur est réduite, l’étanchéité à l’encontre des fuites est accrue, ainsi que l'isolation thermique entre la buse (14) et la matrice (1).
Description
Dispositif d'iniection-moulage à étanchéité renforcée entre buse d'injection et matrice de moulage
La présente invention concerne un dispositif d'injection d'une matière thermoplastique à l'état liquide dans une empreinte de moulage, comportant, en référence à un sens déterminé d'injection :
- une matrice qui présente une face avant délimitant partiellement l'empreinte de moulage et comporte intérieurement une cavité disposée suivant un axe parallèle au sens d'injection et débouchant vers l'avant dans ladite face avant par un orifice d'injection, ladite cavité étant délimitée, dans le sens d'un éloignement par rapport à l'axe, par la succession, vers l'arrière à partir de l'orifice d'injection, d'une face périphérique intérieure de révolution autour de l'axe et s'évasant vers l'arrière et d'une face périphérique intérieure cylindrique de révolution autour de l'axe, une buse d'injection qui est disposée coaxialement dans la cavité de la matrice et présente vers l'avant une pointe affleurant la face avant de la matrice, coaxialement à l'orifice d'injection, ladite buse étant délimitée, dans le sens d'un éloignement par rapport à l'axe, par la succession, vers l'arrière à partir de la pointe, d'une face périphérique extérieure de révolution autour de l'axe et s'évasant vers l'arrière, d'une face périphérique extérieure cylindrique de révolution autour de l'axe et d'un épaulement annulaire de révolution autour de l'axe, tourné vers l'avant et situé à un niveau de l'axe correspondant à celui de la face périphérique intérieure cylindrique de telle sorte que lesdites faces périphériques intérieure et extérieure cylindriques soient placées au moins partiellement en regard l'une de l'autre suivant des directions radiales par rapport à l'axe, lesdites faces périphériques extérieures et ledit épaulement étant situés en retrait vers l'axe par rapport auxdites faces périphériques intérieures, à chaque niveau de l'axe, et un conduit d'arrivée de matière thermoplastique à l'état liquide étant aménagé dans la buse et débouchant dans ladite face périphérique extérieure s'évasant vers l'arrière, et
- une bague de centrage et d'isolation thermique entre la buse et la matrice, annulaire de révolution autour de l'axe et placée en appui d' étanchéité vers
l'arrière contre ledit épaulement, vers l'axe contre ladite face périphérique extérieure cylindrique et à l'opposé de l'axe contre ladite face périphérique intérieure cylindrique, ladite bague présentant vers l'avant deux lèvres annulaires coaxiales, élastiquement flexibles, respectivement intérieure et extérieure, définissant entre elles une gorge annulaire et placées en contact d'étanchéité respectivement avec l'une, au moins, desdites faces périphériques extérieures et avec l'une, au moins, desdites faces périphériques intérieures.
Un tel dispositif d'injection est connu en lui-même, dans un mode de réalisation dans lequel la bague de centrage et d'isolation thermique, généralement réalisée en titane, s'étend vers l'avant sur une dimension suffisamment faible pour s'inscrire intégralement entre la face périphérique intérieure cylindrique de la cavité de la matrice et la face périphérique extérieure cylindrique de la buse d'injection, si bien que c'est avec ces faces périphériques intérieure et extérieure cylindriques que viennent en contact d'étanchéité respectivement la lèvre intérieure et la lèvre extérieure, entre lesquelles la gorge de la bague présente une section en arc de cercle lorsqu'elle est vue en coupe par des demi-plans définis par l'axe.
Une bague ainsi conçue assure à la fois un centrage d'une zone extrême avant de la buse par rapport à la cavité de la matrice, au plus près de l'orifice d'injection, en raison des caractéristiques mécaniques du titane, une isolation thermique à ce niveau, en raison des caractéristiques du titane à cet égard, et une étanchéité à l'encontre d'une fuite, vers l'arrière, de la matière thermoplastique à l'état liquide qui, arrivant sous pression par le conduit aménagé dans la buse, emplit intégralement une chambre que délimitent entre elles les faces périphériques intérieures de la cavité et extérieures de la buse, en avant de la bague, et ne peut s'échapper vers l'empreinte de moulage, par l'orifice d'injection, qu'à la condition que cette chambre soit pleine.
La matière thermoplastique à l'état liquide et sous pression ainsi présente dans la chambre précitée tend à appliquer fermement la lèvre intérieure de la bague contre la face périphérique extérieure cylindrique de la buse et la lèvre extérieure de cette bague contre la face périphérique intérieure cylindrique de la
cavité, ce qui permet d'assurer d'autant mieux l'étanchéité que la pression de la matière thermoplastique à l'état liquide est grande.
Cette conception connue de la bague de centrage et d'isolation thermique entre la buse et la matrice a cependant pour inconvénient d'entraîner la retenue, dans la chambre précitée, d'un volume relativement important de matière thermoplastique dont on maîtrise mal le comportement dans la mesure où, placée au contact de la buse relativement chaude, d'une part, et de la matrice relativement froide, d'autre part, elle peut être soumise, dans sa masse, à des gradients de température pouvant entraîner une solidification partielle plus ou moins erratique, et qu'il est difficile d'évacuer totalement lorsque l'on désire changer de couleur de matière thermoplastique injectée, auquel cas des traces d'une matière thermoplastique de couleur différente, précédemment injectée et restée en partie emprisonnée dans la chambre précitée, peuvent venir souiller l'aspect des pièces réalisées par la suite. En outre, dans la mesure où la matière thermoplastique à l'état plus ou moins liquide, c'est-à-dire à la température d'injection ou à une température encore proche de celle-ci, peut venir au contact d'une surface relativement importante de la matrice, à l'intérieur de la cavité, elle constitue un pont thermique entre la buse et la matrice et nuit par conséquent à l'isolation thermique entre ces dernières, quelles que puissent être par ailleurs les qualités du matériau constitutif de la bague à cet égard.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et, à cet effet, la présente invention propose un dispositif d'injection tel qu'indiqué en préambule, caractérisé en ce qu'au moins la lèvre intérieure s'étend suffisamment loin, vers l'avant, pour affleurer de façon périphériquement continue la face périphérique intérieure s'évasant vers l'arrière, de façon à autoriser une fuite de matière thermoplastique à l'état liquide en direction de ladite gorge et d'emprisonner dans ladite gorge la matière thermoplastique qui a fui vers elle. Dans ces conditions, la lèvre intérieure de la bague subdivise la chambre précitée en deux chambres, à savoir une chambre annulaire radialement extérieure
en référence à l'axe, située entre les deux lèvres d'étanchéité de la bague, et une chambre radialement intérieure, située entre l'axe et la lèvre intérieure de la bague, et la tendance de la matière thermoplastique à se figer ou à se solidifier au contact de la matrice permet à la lèvre intérieure de la bague de créer, par affleurement de la face périphérique intérieure, s'évasant vers l'arrière, une sorte d'étanchéité entre ces deux chambres.
En effet, dans la chambre radialement extérieure s'accumule jusqu'à la combler, en début d'injection, un volume correspondant de matière thermoplastique à l'état liquide, qui applique fermement la lèvre extérieure de la bague contre la face intérieure correspondante de la cavité et crée ainsi une étanchéité à ce niveau, puis se fige ou se solidifie en améliorant ainsi la relation d'étanchéité entre la bague et les faces intérieures de la cavité de la matrice. En particulier, c'est un ensemble constitué par la bague et par la matière thermoplastique plus ou moins solidifiée, emprisonnée dans la chambre radialement extérieure, que la pression de la matière thermoplastique à l'état liquide présente dans la chambre radialement intérieure et agissant radialement vers l'extérieur sur la lèvre intérieure tend à appliquer contre l'une, au moins, des faces périphériques intérieures de la cavité, ce qui améliore considérablement l' étanchéité à l' encontre des fuites de matière thermoplastique vers l'arrière. Le volume de matière thermoplastique à l'état plus ou moins solidifié, présent à l'intérieur de la chambre radialement extérieure, s'ajoute au volume accru de la bague, réalisée en un matériau approprié, qui peut être différent du titane et par exemple être constitué d'une résine synthétique chargée de fibres de carbone, pour augmenter l'isolation thermique entre la buse et la cavité de la matrice et, naturellement, l'effet de centrage de la buse par rapport à la cavité de la matrice est conservée.
En outre, une telle conception de la bague de centrage, d'isolation thermique et d'étanchéité reste compatible avec un débattement de la buse par rapport à la cavité suivant leur axe commun, ce qui permet son adoption en association avec tout mode de montage d'une buse d'injection par rapport à une matrice, à savoir en particulier avec un mode de montage dans lequel la buse est
solidarisée avec la matrice à un niveau décalé vers l'arrière par rapport à la cavité et peut donc être amenée à se déplacer axialement par rapport à la matrice, au niveau de la cavité, en raison de différences de dilatation thermique, d'une façon bien connue d'un Homme du métier. Dans la chambre radialement intérieure, la matière thermoplastique à l'état liquide provenant du conduit d'arrivée et allant vers l'orifice d'injection transite au même titre que dans la chambre que la bague délimite avec la cavité de la matrice et la buse d'injection dans l'art antérieur mais, compte tenu de ce que cette chambre intérieure présente un volume inférieur à celui de la chambre précitée des dispositifs de l'art antérieur, la matière thermoplastique tend à y rester davantage soumise à l'influence thermique de la buse et, ainsi, à y conserver une température uniforme, à laquelle elle se maintient à l'état liquide. Seule cette chambre intérieure doit être vidée de la matière thermoplastique, ainsi à l'état liquide, qu'elle contient encore lorsqu'on souhaite injecter une matière thermoplastique de couleur différente, ce que l'on obtient sans difficulté au début de la nouvelle injection, alors que la matière thermoplastique emprisonnée à l'état plus ou moins solidifié dans la chambre radialement extérieure tend à y rester, ce qui permet, d'une part, de limiter les pertes lors d'un changement de couleur et, d'autre part, d'éviter une souillure des produits fabriqués par des restes de matière thermoplastique d'une couleur différente, utilisée pour la fabrication antérieure d'autres pièces.
Selon un mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention et de façon connue dans l'art antérieur, lesdites faces périphériques intérieure et extérieure, s 'évasant vers l'arrière, sont conformées de façon à définir entre elles une chambre présentant un premier étranglement au niveau de l'orifice d'injection et un deuxième étranglement, offrant une section de passage supérieure à celle du premier étranglement, au niveau de la transition de ladite face périphérique extérieure s'évasant vers l'arrière à ladite face périphérique extérieure cylindrique de révolution. C'est alors au niveau de ce deuxième étranglement qu'agit la lèvre intérieure, sans créer un troisième étranglement qui risquerait de générer, avec le deuxième étranglement, une zone morte dans laquelle la matière thermoplastique
aurait tendance à stagner et à reprendre un comportement erratique, entraînant à nouveau les inconvénients de l'art antérieur.
A cet effet, on peut par exemple prévoir, d'une façon connue en elle- même, que ladite transition soit placée en regard de ladite face périphérique intérieure s'évasant vers l'arrière, suivant des directions radiales par rapport à l'axe et prévoir que ladite face périphérique intérieure s'évasant vers l'arrière soit tronconique de révolution autour de l'axe et que ladite face périphérique extérieure s'évasant vers l'arrière présente une forme concave lorsqu'elle est vue en coupe par des demi-plans définis par l'axe. On peut, dans un dispositif selon l'invention, conserver un appui de la lèvre extérieure de la bague de centrage et d'isolation thermique seulement contre la face périphérique intérieure cylindrique de la cavité de la matrice, comme dans l'art antérieur, mais on préfère faire en sorte que cette lèvre extérieure s'étende également suffisamment loin, vers l'avant, pour être placée en contact d'étanchéité avec la face périphérique intérieure s'évasant vers l'arrière, ce qui optimise l'étanchéité obtenue, sous la pression de la matière thermoplastique à l'état encore fluide lorsqu'elle parvient dans la chambre radialement extérieure. A cet effet, en outre, on prévoit de préférence qu'au moins la lèvre extérieure soit fléchie élastiquement vers l'axe au niveau de son contact d'étanchéité avec la face périphérique intérieure s'évasant vers l'arrière.
Par exemple, à ces différents effets, le contact d'étanchéité de la lèvre extérieure avec la face périphérique extérieure s'évasant vers l'arrière est situé approximativement au même niveau de l'axe que la transition entre la face périphérique extérieure, s'évasant vers l'arrière, et la face périphérique extérieure cylindrique de la buse lorsque cette transition est placée en regard de la face périphérique intérieure, s'évasant vers l'arrière, de la cavité de la matrice.
On peut en outre optimiser le contact d'étanchéité entre la lèvre extérieure et la face périphérique intérieure cylindrique de la cavité de la matrice ou entre la lèvre intérieure et la face périphérique extérieure de la buse en faisant en sorte que la gorge s'étende, vers l'arrière, jusqu'en arrière de l'une ou, de préférence, de chacune des transitions, respectivement entre la face périphérique
intérieure s' évasant vers l'arrière et la face périphérique intérieure cylindrique de la cavité et entre la face périphérique extérieure s 'évasant vers l'arrière et la face périphérique extérieure cylindrique de la buse, ce qui permet d'utiliser la pression de la matière thermoplastique introduite dans la chambre extérieure, en début d'injection, pour appliquer la lèvre extérieure non seulement, le cas échéant, contre la face périphérique intérieure, s'écrasant vers l'arrière, de la cavité de la matrice, mais également contre la face périphérique intérieure cylindrique de cette cavité ou, respectivement, pour appliquer la lèvre intérieure contre la face périphérique extérieure cylindrique de la buse, c'est-à-dire pour conserver un effet d'étanchéité similaire à celui que procure la bague de centrage et d'isolation thermique de l'art antérieur.
Diverses conformations de la gorge et des lèvres intérieure et extérieure peuvent être adoptées mais, de façon bien connue en elle-même dans le domaine des joints à lèvres, on peut avantageusement conformer la gorge de telle sorte qu'elle présente une forme en V lorsqu'elle est vue en coupe par des demi-plans définis par l'axe, et faire en sorte que l'une ou, de préférence, chacune des lèvres intérieure et extérieure présente une forme en V lorsqu'elle est vue en coupe par des demi-plans définis par l'axe.
D'autres caractéristiques et avantages d'un dispositif d'injection selon l'invention sortiront de la description ci-dessous, relative à un exemple non limitatif de réalisation, ainsi que des dessins qui accompagnent cette description.
La figure 1 montre une vue en coupe, par un plan axial, d'une partie extrême avant, ou « nez » d'une buse d'injection et de la cavité qui l'entoure dans une matrice de moulage, dans un mode de réalisation conforme à l'art antérieur. La figure 2 montre une vue similaire dans le cas d'un mode de réalisation conforme à la présente invention.
Dans la mesure où les dispositifs d'injection illustrés respectivement aux figures 1 et 2 sont rigoureusement identiques, si l'on excepte la bague de centrage et d'isolation thermique de la buse vis-à-vis de la cavité de la matrice de moulage, on en décrira en premier lieu les différents composants autres que cette bague et, en utilisant les mêmes références numériques.
Dans les deux cas, le dispositif d'injection comporte une matrice rigide 1 présentant, en référence à un sens prédéterminé d'injection, une face avant 3 dont une partie, illustrée partiellement, délimite une empreinte 4 de moulage de la matière thermoplastique. Le sens 2 servira de référence, par la suite, aux notions d'avant et d'arrière.
Suivant un axe 5 parallèle au sens 2, la matrice 1 comporte intérieurement, immédiatement en arrière de sa face avant 3 et généralement jusqu'à une face arrière non illustrée, perpendiculaire au sens 2 et à l'axe 5, une cavité 6 qui débouche vers l'avant, dans la face avant 3 de la matrice, par un orifice 7 d'injection de la matière thermoplastique à l'état liquide dans l'empreinte 4 ; de façon traditionnelle, l'orifice 7 présente un contour circulaire, centré sur l'axe 5.
D'arrière en avant à partir de l'orifice d'injection 7, la cavité 6 est délimitée, dans le sens d'un éloigneraient par rapport à l'axe 5, par un ensemble de faces périphériques intérieures de la matrice 1, lesquelles présentent une forme de révolution autour de l'axe 5.
Plus précisément, à partir de l'orifice 7 se succèdent ainsi, en sens opposé au sens 2 : - une face périphérique intérieure 8 qui s'évase progressivement vers l'arrière, par exemple avec une forme tronconique de révolution autour de l'axe 5, à partir de l'orifice 7, puis une face périphérique intérieure 9 cylindrique de révolution autour de l'axe 5 et à laquelle la face périphérique intérieure 8 se raccorde vers l'arrière par une arête circulaire 10 de transition, puis
- une face périphérique intérieure 11 qui, à nouveau, s'évase vers l'arrière par exemple avec une forme tronconique de révolution autour de l'axe 5, la face périphérique intérieure 9 se raccordant vers l'arrière à cette face périphérique intérieure 11 par une arête circulaire 12 de transition, puis - une face périphérique intérieure 13 cylindrique de révolution autour de l'axe 5, avec un diamètre supérieur à celui de la face périphérique intérieure 9, et à
laquelle la face périphérique intérieure 11 se raccorde vers l'arrière par une arête circulaire 19 de transition.
Cette face périphérique intérieure 13 peut s'étendre vers l'arrière jusqu'à la face arrière précitée de la matrice 1, de façon bien connue en elle-même, non illustrée et indifférente au regard de la présente invention.
A l'intérieur de la cavité 6 est logée coaxialement une buse 14 d'injection de matière thermoplastique à l'état liquide, laquelle buse 14 est avantageusement retenue solidairement vis-à-vis de la matrice 1 de façon localisée au niveau ou à proximité immédiate de la face arrière précitée, non illustrée, d'une façon bien connue en elle-même d'un Homme du métier.
La buse d'injection 14 est délimitée, dans le sens d'un éloignement par rapport à l'axe 5, par une succession de faces de révolution autour de cet axe 5, à savoir, d'arrière en avant à partir d'une zone extrême arrière de solidarisation avec la matrice 1 au niveau ou à proximité immédiate de la face arrière non illustrée de celle-ci :
- une face périphérique extérieure 15 cylindrique de révolution autour de l'axe 5 avec un diamètre inférieur à celui de la face périphérique intérieure 9 bien que proche de celui-ci, et en tout cas largement supérieur à celui de l'orifice d'injection 7, cette face périphérique extérieure 15 étant placée en regard des faces périphériques intérieures 13 et 11 de la cavité 6 et, le cas échéant, d'une partie de sa face périphérique intérieure 9 adjacente à l'arête 12 de transition avec la face périphérique intérieure 11, puis
- à partir d'une arête circulaire 16 de transition constituant la limite avant de la face périphérique extérieure 15, par un épaulement plan 17 annulaire de révolution et tourné vers l'avant, cet épaulement 17 étant ainsi perpendiculaire à l'axe 5 et placé en regard, radialement en référence à cet axe 5, de la face périphérique intérieure 9 de la cavité 1, le cas échéant à la limite arrière de cette face 9 constituée par l'arête 12 de transition avec la face périphérique intérieure 11, puis - par un congés 18 annulaire de révolution autour de l'axe 5 et présentant une section en quart de cercle lorsqu'il est vu en coupe par des demi-plans définis
par cet axe 5, lequel congés 18 constitue la limite de l'épaulement 17 vers l'axe 5, puis par une face périphérique extérieure 20 cylindrique de révolution autour de l'axe 5 avec un diamètre inférieur à celui de la face périphérique extérieure 15, c'est-à-dire également à celui de la face périphérique intérieure 9, mais encore largement supérieur à celui de l'orifice 7, cette face périphérique 20 se poursuivant ainsi vers l'avant jusqu'à une arête circulaire 21 de transition, puis
- par une face périphérique extérieure 22 qui se rétrécit vers l'avant, perpendiculairement à l'axe 5, pour se terminer par une pointe 23 disposée suivant l'axe 5, à l'intérieur de l'orifice 7, en affleurement de la face avant 3 de la matrice 1, et laissant subsister autour d'elle une couronne non référencée, annulaire de révolution autour de l'axe 5, de l'orifice 7.
De préférence, comme il est illustré, l'arête de transition 21 est décalée vers l'avant par rapport à l'arête de transition 10, c'est-à-dire située en regard de la face périphérique intérieure 8, suivant des directions radiales en référence à l'axe 5, et la face périphérique extérieure 22 présente une forme concave, lorsqu'elle est vue en coupe par des demi-plans définis par l'axe 5, si bien que la face périphérique extérieure 22 définit avec la face périphérique intérieure 8, à l'intérieur de la cavité 6, une chambre 24 qui se rétrécit vers l'avant, jusqu'à un étranglement 25 constitué par la couronne annulaire de l'orifice 7 qui subsiste autour de la pointe 23, et vers l'arrière jusqu'à un étranglement 26 défini, d'une part, par la face périphérique intérieure 8 de la cavité 6 de la matrice 1 et, d'autre part, par l'arête 21 de transition.
Un conduit 27 d'arrivée de matière thermoplastique à l'état liquide est aménagé pour l'essentiel coaxialement à l'intérieur de la buse 14 mais débouche vers l'avant latéralement par rapport à l'axe 5, dans la face périphérique extérieure
22, c'est-à-dire vers la chambre 24, par un orifice de sortie 28. Ainsi, la matière thermoplastique à l'état liquide, acheminée à travers la buse 14, dans le sens d'injection 2, par le conduit d'arrivée 27, arrive par l'orifice 28 dans la chambre 24, dont elle peut s'échapper vers l'avant par l'étranglement 25, vers l'empreinte 4, et dont elle tend à s'échapper vers l'arrière par l'étranglement 26, vers un espace
annulaire 29 que les faces périphériques intérieures 11 et 13 de la cavité 6 de la matrice 1 délimitent avec la face périphérique extérieure 15 la buse 14 et qui loge avantageusement des moyens 30 de chauffage, à travers le matériau constitutif de la buse 14, la matière thermoplastique transitant par le conduit 27. L'étranglement 26 offre une section de passage supérieure à celle qu'offre l'étranglement 25, si bien que la matière thermoplastique à l'état liquide arrivant dans la chambre 24 tend à emplir cette chambre 24 et à franchir prioritairement l'étranglement 26 et qu'il y a par conséquent lieu de s'opposer à cette tendance de la matière thermoplastique à fuir de la chambre 24 vers l'arrière, par l'étranglement 26.
A cet effet est prévue, dans le cas d'un dispositif conforme à la présente invention comme dans le cas de l'art antérieur, une bague, respectivement 31, 32, qui est annulaire de révolution autour de l'axe 5, réalisée en matériau thermiquement isolant et assure en même temps le centrage, c'est-à-dire la coaxialité, de la buse 14 par rapport à la cavité 6 de façon localisée dans une zone extrême avant de la buse 14, ou nez de buse, c'est-à-dire dans la partie de la buse 14 la plus proche de l'empreinte 4 de moulage.
A cet effet, la bague 32 du dispositif d'injection de l'art antérieur est généralement réalisée en titane et, comme le montre la figure 1, s'étend parallèlement à l'axe sur une dimension inférieure à la dimension sur laquelle la face périphérique intérieure 9 et la face périphérique extérieure 20 sont placées en regard l'une de l'autre suivant des directions radiales en référence à l'axe 5. Un tel dimensionnement permet à la bague 32 d'autoriser un léger débattement de la buse 14 par rapport à la cavité 6, parallèlement à l'axe 5, au niveau du nez de buse, en conséquence d'une possible différence, bien connue d'un Homme du métier, de dilatation thermique entre la buse 14 et la matrice 1 parallèlement à l'axe 5 et en dépit de la relative rigidité de la bague 32 lorsqu'elle est ainsi réalisée en titane.
Plus précisément, la bague 32 est délimitée vers l'arrière par une face annulaire plane 33, de révolution autour de l'axe 5 auquel elle est perpendiculaire, cette face 33 étant tournée vers l'arrière et s'appuyant à plat, vers l'arrière, sur Pépaulement 17.
Dans le sens d'un éloignement par rapport à l'axe 5, cette face arrière 33 se poursuit coplanairement jusqu'à se raccorder à une face périphérique extérieure 34 cylindrique de révolution autour de l'axe 5 avec un diamètre sensiblement identique à celui de la face périphérique intérieure 9, avec laquelle cette face 34 est placée en contact aussi continu que possible et crée ainsi une étanchéité de contact, autorisant un glissement relatif parallèlement à l'axe 5.
La face 34 présente parallèlement à l'axe 5 une dimension inférieure à celle qui sépare mutuellement les arêtes 10 et 12 de transition de la face périphérique intérieure 9 de la cavité 1, parallèlement à l'axe 5, de façon à ne pas atteindre l'arête 10 quelles que soient les différences de dilatation que l'on puisse constater, parallèlement à l'axe 5, entre la buse 14 et la matrice 1.
Vers l'avant, la face périphérique extérieure 34 raccorde la face périphérique intérieure 33 à une arête circulaire 35, centrée sur l'axe 5 et tournée vers l'avant, constituant la limite avant d'un flanc d'une gorge 36, annulaire de révolution autour de l'axe 5, aménagée en creux, vers l'arrière, dans la masse de la bague 32 et présentant par exemple une forme en quart de cercle lorsqu'elle est vue en coupe par des demi-plans définis par l'axe 5.
La gorge 36 présente un autre flanc qui se termine également vers l'avant par une arête circulaire 37, centrée sur l'axe 5, et située à un même niveau de cet axe 5 que l'arête 35, toutefois à proximité immédiate de la face périphérique extérieure 20 de la buse 14.
Cette arête 37 constitue une limite, vers l'avant, pour une face périphérique intérieure 38 de la bague 32, laquelle face périphérique intérieure 38 présente une forme cylindrique de révolution autour de l'axe 5 avec un diamètre sensiblement identique à celui de la face périphérique extérieure 20 de la buse 14, de façon à établir un contact aussi continu que possible et une étanchéité avec cette face périphérique extérieure 20, et se raccorde vers l'arrière, par une arête adoucie 39, annulaire de révolution autour de l'axe 5 et épousant le congés 17, à la face arrière 33. A proximité immédiate de chaque arête 35, 37, le flanc correspondant de la gorge 36 définit respectivement avec la face périphérique extérieure 34 et avec la
face périphérique intérieure 38 de la bague 32 une lèvre respective 40, 41, contribuant à l'étanchéité à l'encontre d'un passage de matière thermoplastique vers l'arrière, respectivement entre la face périphérique extérieure 40 de la bague 32 et la face périphérique intérieure 9 de la cavité 6 de la matrice 1 et entre la face périphérique extérieure 38 de la bague 32 et la face périphérique extérieure 20 de la buse 14. La matière thermoplastique qui, après avoir fui de la chambre 24 par l'étranglement 26, s'engage à l'état liquide dans la gorge 36 tend à affermir un appui d'étanchéité des lèvres 40 et 41 respectivement contre la face périphérique intérieure 9 de la cavité 6 de la matrice 1 et contre la face périphérique extérieure 20 de la buse 14.
Toutefois, on constate que l'étanchéité ainsi assurée par la bague 32 se situe en arrière de l'étranglement 26 défini par l'arête de transition 21 entre les faces périphériques extérieures 20 et 22 de la buse 14 et la face périphérique intérieure 8 de la cavité 6 de la matrice 1, si bien qu'une certaine quantité de matière thermoplastique tend à s'accumuler, de façon plus ou moins bien maîtrisée, entre cet étranglement 26 et la bague 32, à s'y solidifier de façon plus ou moins maîtrisée et à en ressortir de façon plus ou moins maîtrisée, vers l'orifice 7, en particulier après un changement de couleur de matière thermoplastique injectée.
La bague 31 du dispositif selon l'invention, qui va être décrite à présent en référence à un mode de réalisation préféré, illustré à la figure 2, permet de remédier à ces inconvénients.
Cette bague 31 est avantageusement réalisée en un matériau présentant d'avantage de souplesse que le titane, tout en présentant une résistance suffisante en température et des caractéristiques élevées d'isolation thermique, tel qu'une résine synthétique chargée de fibres de carbone ou de fibres de verre, ce matériau n'étant indiqué qu'à titre d'exemple non limitatif.
Vers l'arrière, elle est délimitée par une face arrière annulaire, plane, identique en tous points à la face arrière 33 de la bague 32 et se raccordant comme celle-ci, respectivement dans le sens d'un éloignement par rapport à l'axe 5, par une arête circulaire non référencée, et dans le sens d'un rapprochement par rapport à cet axe, par une arête adoucie 43 identique à l'arête adoucie 39, à une face périphérique
extérieure 44 et à une face périphérique intérieure 45, l'une et l'autre cylindriques de révolution autour de l'axe 5, si l'on se réfère à une conformation de la bague 31 au repos, et respectivement identiques à la face périphérique extérieure 34 et à la face périphérique intérieure 38 de la bague 32, si ce n'est qu'elles présentent parallèlement à l'axe 5 une dimension respective plus grande, c'est-à-dire une plus grande longueur, à partir de la face arrière 42.
Ainsi, alors que la face 42 s'appuie vers l'arrière contre Pépaulement 17 dans les mêmes conditions que la face arrière 33 de la bague 32 et que les faces périphériques extérieure 44 et intérieure 45 s'appuient respectivement contre la face périphérique intérieure 29 de la cavité de la matrice 1 et contre la face périphérique extérieure 20 de la buse 14, avec possibilité de coulissement relatif des faces 44 et 9 parallèlement à l'axe 5 pour tenir compte de l'éventuelle différence de dilatation de la buse 14 et de la matrice 1 parallèlement à cet axe 5 : la face 44 parvient vers l'avant jusqu'à un niveau de l'axe 5 correspondant approximativement à celui de l'arête 21 de transition entre les faces périphériques extérieure 22 de la buse 14, c'est-à-dire jusqu'au-delà, vers l'avant, de l'arête 10 de transition entre les faces périphériques intérieures 8 et 9 de la cavité 6 de la matrice 1, si bien qu'elle prend appui sur la face périphérique intérieure 8 de la cavité 6 de la matrice 1 à proximité immédiate d'une arête circulaire 46 qui constitue la limite de cette face périphérique extérieure 44 vers l'avant, en s'incurvant progressivement vers l'axe 5, vers l'avant, au contact de cette face périphérique intérieure 8, et la face périphérique intérieure 45 dépasse vers l'avant l'arête 21 de transition entre les faces périphériques extérieures 20 et 22 de la buse 14, jusqu'à une arête 47 circulaire qui en définit la limite vers l'avant et affleure la face périphérique intérieure 8 de la cavité 6 de la matrice 1, en obturant ainsi l'étranglement 26.
Les arêtes 46 et 47 constituent également les limites, vers l'avant, de deux flancs non référencés d'une gorge 48 annulaire de révolution autour de l'axe 5, lesquels flancs définissent ainsi respectivement avec la face périphérique extérieure 44 et avec la face périphérique intérieure 45 une lèvre respective 49, 50
annulaire de révolution entre l'axe 5 mais élastiquement flexible de façon à autoriser le fléchissement précité de la face périphérique extérieure 44 vers l'avant et son appui étanche, à l'état déformé élastiquement, sur la face périphérique intérieure 8 de la cavité 6 de la matrice 1 à proximité immédiate de l'arête 46, et un affleurement de cette face périphérique intérieure 8 par la lèvre 50, à proximité immédiate de l'arête 47, dans des conditions propres à établir également à ce niveau un contact d'étanchéité, bien que l'étanchéité soit à ce niveau moins rigoureuse qu'au niveau du contact de la lèvre 49 avec cette même face périphérique intérieure 8. De préférence, comme il est illustré, la gorge 48 présente, de même que les lèvres 49 et 50, une section en V lorsqu'elle est vue en coupe par des demi-plans définis par l'axe 5, et elle s'étend vers l'arrière jusqu'à un niveau de l'axe 5 situé en arrière des arêtes 21 et 10 constituant respectivement la transition entre les faces périphériques extérieures 20 et 22 de la buse 14 et les faces périphériques intérieures 8 et 9 de la cavité 6 de la matrice 1.
Ainsi, la gorge 48 définit avec la face périphérique intérieure 8 de la cavité de la matrice 1, en arrière de l'étranglement 26 et de la chambre 24, une autre chambre 51 susceptible de recevoir de la matière thermoplastique à l'état liquide franchissant l'étranglement 26, en dépit du contact entre la lèvre 50 et la face périphérique intérieure 8 de cavité 6 de la matrice 5 au niveau de cet étranglement26.
Plus précisément, lors d'une première utilisation du dispositif d'injection selon l'invention, alors que les chambres 24 et 51 sont initialement vides de toute matière thermoplastique et que la bague 44 présente la conformation qui vient d'être décrite en coopérant avec la buse 14 et avec la matrice 1, la matière thermoplastique à l'état liquide arrivant par le conduit 27, à travers l'orifice 28, dans la chambre 24 commence par emplir celle-ci en raison du fait que l'étranglement 25 tend à s'opposer à sa sortie par l'orifice d'injection 7, puis elle emplit la chambre 51 en raison de la faible résistance opposée à son passage par la lèvre 50, au niveau de l'étranglement 26, simultanément ou avant le début du
passage de la matière thermoplastique à l'état liquide, par l'orifice d'injection 7, vers l'empreinte 4.
Un certain volume de matière thermoplastique à l'état liquide comble ainsi la chambre 51, dans laquelle la pression développée par cette matière thermoplastique à l'état liquide tend à appliquer plus énergiquement la lèvre 49 contre la face périphérique intérieure 8 de la cavité 6 de la matrice 1, c'est-à-dire à augmenter l'effet d'étanchéité obtenu à ce niveau pour s'opposer à ce que la matière thermoplastique à l'état liquide gagne l'espace 29.
Le volume de matière thermoplastique à l'état liquide ainsi entré dans la chambre 51 tend à rester emprisonné dans celle-ci par la lèvre 50, alors placée à peu près en équipression entre ce volume de matière thermoplastique et la matière thermoplastique présente dans la chambre 24, et, soumis davantage à l'influence de la matrice 1, comparativement froide, tend à s'y solidifier ou à y prendre une consistance pâteuse et à constituer ainsi un appui vers l'arrière et dans le sens d'un éloignement par rapport à l'axe 5 pour la lèvre 50 et pour la matière thermoplastique à l'état liquide présente dans la chambre 24, qui, alors, ne peut s'échapper que vers l'empreinte 4 par l'orifice d'injection 7.
Une fois l'injection d'une matière thermoplastique d'une première couleur terminée, les chambres 51 et 24 restent emplies d'un volume respectivement correspondant de cette matière thermoplastique, que l'on chasse de la chambre 24, sous forme de déchets, au début d'un processus d'injection d'une matière thermoplastique de couleur différente. Par contre, le volume de la matière thermoplastique de première couleur, emprisonnée dans la chambre 51, tend à y rester emprisonné, en particulier sous la pression de la matière thermoplastique ainsi nouvellement injectée dans la chambre 24, et ne se mêle pas à celle-ci, si bien que seule la quantité de la matière thermoplastique premièrement injectée qui se trouvait encore emprisonnée dans la chambre 24 est perdue, d'une part, et que tout risque de pollution de la matière thermoplastique nouvellement injectée par la matière thermoplastique de la première couleur est exclue dès lors que la chambre 24 en a été vidée, d'autre part.
Le volume de la matière thermoplastique emprisonnée dans la chambre 51 conserve ainsi son rôle d'accroissement de Pétanchéité à rencontre d'une fuite de la matière thermoplastique de la chambre 24 vers l'espace 29, c'est-à- dire vers l'arrière, et joue également un rôle dans l'isolation thermique et, dans une certaine mesure, dans le centrage de la buse 14 par rapport à la cavité 6 de la matrice 1, en renforçant la bague 31 à l'encontre d'une compression entre la face périphérique intérieure 9 de la cavité et la face périphérique extérieure 20 de la buse 14. La flexibilité de la bague 31, en particulier au niveau de ses lèvres 49 et 50, la rend compatible avec une différence de dilatation, parallèlement à l'axe 5, entre la buse 14 et la matrice 1, et lui permet de continuer à jouer son rôle même lorsqu'une telle différence de dilatation survient, puisqu'il est possible de la dimensionner, parallèlement à l'axe 5, de telle sorte que l'appui de la lèvre 49 et l'affleurement de la lèvre 50, sur la face périphérique intérieure 8 de la cavité 6, soient maintenus en permanence dans des conditions normales d'injection. II bien entendu, cependant, que l'on pourrait obtenir un résultat similaire en adoptant des variantes de conformation de la bague 31 qui vient d'être décrite, en particulier en ce qui concerne la dimension de sa lèvre 49 parallèlement à l'axe 5 et en ce qui concerne les conformations respectives de ses lèvres 49 et 50 et de sa gorge 48. De même, on ne sortirait pas du cadre de la présente invention en apportant à la bague 31 des modifications qui pourraient résulter d'un changement de conformation des faces périphériques extérieures à la buse 14 ou des faces périphériques intérieures de la matrice 1, dans la zone du nez de buse et autour de celle-ci.
Claims
1. Dispositif d'injection d'une matière thermoplastique à l'état liquide dans une empreinte (4) de moulage, comportant, en référence à un sens déterminé (2) d'injection : une matrice (1) qui présente une face avant (3) délimitant partiellement l'empreinte (4) de moulage et comporte intérieurement une cavité (6) disposée suivant un axe (5) parallèle au sens d'injection (2) et débouchant vers l'avant dans ladite face avant (3) par un orifice (7) d'injection, ladite cavité (6) étant délimitée, dans le sens d'un éloignement par rapport à l'axe (5), par la succession, vers l'arrière à partir de l'orifice d'injection (7), d'une face périphérique intérieure (8) de révolution autour de l'axe (5) et s'évasant vers l'arrière et d'une face périphérique intérieure (9) cylindrique de révolution autour de l'axe (5), une buse (14) d'injection qui est disposée coaxialement dans la cavité (6) de la matrice (1) et présente vers l'avant une pointe (23) affleurant la face avant (3) de la matrice (1), coaxialement à l'orifice d'injection (7), ladite buse (14) étant délimitée, dans le sens d'un éloignement par rapport à l'axe (5), par la succession, vers l'arrière à partir de la pointe (23), d'une face périphérique extérieure (22) de révolution autour de l'axe (5) et s'évasant vers l'arrière, d'une face périphérique extérieure (20) cylindrique de révolution autour de l'axe (5) et d'un épaulement annulaire (17) de révolution autour de l'axe (5), tourné vers l'avant et situé à un niveau de l'axe (5) correspondant à celui de la face périphérique intérieure (9) cylindrique de telle sorte que lesdites faces périphériques intérieure (9) et extérieure (20) cylindriques soient placées au moins partiellement en regard l'une de l'autre suivant des directions radiales par rapport à l'axe (5), lesdites faces périphériques extérieures (22, 20) et ledit épaulement (17) étant situés en retrait vers l'axe (5) par rapport auxdites faces périphériques intérieures (8, 9), à chaque niveau de l'axe (5), et un conduit (27) d'arrivée de matière thermoplastique à l'état liquide étant aménagé dans la buse (14) et débouchant dans ladite face périphérique extérieure (22) s 'évasant vers l'arrière, et une bague (31) de centrage et d'isolation thermique entre la buse (14) et la matrice (1), annulaire de révolution autour de l'axe (5) et placée en appui d'étanchéité vers l'arrière contre ledit épaulement (17), vers l'axe (5) contre ladite face périphérique extérieure (20) cylindrique et à l'opposé de l'axe (5) contre ladite face périphérique intérieure (9) cylindrique, ladite bague (31) présentant vers l'avant deux lèvres annulaires (50, 49) coaxiales, élastiquement flexibles, respectivement intérieure et extérieure, définissant entre elles une gorge annulaire (48) et placées en contact d'étanchéité respectivement avec l'une, au moins, desdites faces périphériques extérieures (20, 22) et avec l'une, au moins, desdites faces périphériques intérieures (8, 9), caractérisé en ce qu'au moins la lèvre intérieure (50) s'étend suffisamment loin, vers l'avant, pour affleurer de façon périphériquement continue la face périphérique intérieure (8) s'évasant vers l'arrière, de façon à autoriser une fuite de matière thermoplastique à l'état liquide en direction de ladite gorge (48) et à emprisonner dans ladite gorge (48) la matière thermoplastique qui a fui vers elle.
2. Dispositif d'injection, selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites faces périphériques intérieure (8) et extérieure (22), s'évasant vers l'arrière, sont conformées de façon à définir entre elles une chambre (24) présentant un premier étranglement (25) au niveau de l'orifice d'injection (7) et un deuxième étranglement (26), offrant une section de passage supérieure à celle du premier étranglement (25), au niveau de la transition (21) de ladite face périphérique extérieure (22) s'évasant vers l'arrière à ladite face périphérique extérieure (20) cylindrique de révolution.
3. Dispositif d'injection, selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite transition (21) est placée en regard de ladite face périphérique intérieure (8) s'évasant vers l'arrière, suivant des directions radiales par rapport à l'axe (5).
4. Dispositif d'injection, selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que ladite face périphérique intérieure (8) s'évasant vers l'arrière est tronconique de révolution autour de l'axe (5) et en ce que ladite face périphérique extérieure (22) s'évasant vers l'arrière présente une forme concave lorsqu'elle est vue en coupe par des demi-plans définis par l'axe (5).
5. Dispositif d'injection, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la lèvre extérieure (49) s'étend également suffisamment loin, vers l'avant, pour être placée en contact d'étanchéité avec la face périphérique intérieure (8) s'évasant vers l'arrière.
6. Dispositif d'injection, selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'au moins la lèvre extérieure (49) est fléchie élastiquement vers l'axe (5) au niveau de son contact d'étanchéité avec la face périphérique intérieure (8) s'évasant vers l'arrière.
7. Dispositif d'injection, selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, dans sa relation de dépendance vis-à-vis de l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le contact d'étanchéité de la lèvre extérieure (49) avec la face périphérique extérieure (8) s'évasant vers l'arrière est situé approximativement au même niveau de l'axe (5) que ladite transition (21).
8. Dispositif d'injection, selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la gorge (48) s'étend, vers l'arrière, jusqu'en arrière de l'une ou, de préférence, de chacune des transitions (21, 10), respectivement entre la face périphérique extérieure (22) s'évasant vers l'arrière et la face périphérique extérieure (20) cylindrique et entre la face périphérique intérieure (8) s'évasant vers l'arrière et la face périphérique intérieure (9) cylindrique.
9. Dispositif d'injection, selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la gorge (48) présente une forme en V lorsqu'elle est vue en coupe par des demi-plans définis par l'axe (5).
10. Dispositif d'injection, selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'une ou, de préférence, chacune des lèvres intérieure (50) et extérieure (49) présente une forme en V lorsqu'elle est vue en coupe par des demi- plans définis par l'axe (5).
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