FR2693676A1 - Modular injection nozzle with integral heating - has heating pencils located in longitudinal bores in mass of nozzle body - Google Patents
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Abstract
Description
"Buse d'injection modulaire à chauffage intégré"
La présente invention a pour objet une buse d'injection de forme générale tubulaire munie d'un moyen de chauffage régulé pour, à partir d'une presse d'injection, guider, maintenir à température, et injecter un matériau thermoplastique chauffe dans un moule."Modular injection nozzle with integrated heating"
The present invention relates to an injection nozzle of generally tubular shape provided with a regulated heating means for, from an injection press, guide, maintain at temperature, and inject a heated thermoplastic material into a mold .
La technique du moulage de thermoplastique par injection est aujourd'hui bien connue, elle fait appel à une presse d'injection munie d'une buse d'injection pour injecter le thermoplastique dans un moule ayant la forme de la pièce désirée. The technique of thermoplastic injection molding is now well known, it uses an injection press fitted with an injection nozzle to inject the thermoplastic into a mold having the shape of the desired part.
Les buses d'injection connues sont de forme générale tubulaire, cylindrique avec une extrémité conique du côte du moule, la partie cylindrique est gé- néralement entourée d'un collier chauffant au moyen de résistances électriques ; la régulation de température de la buse d'injection, laquelle est nécessaire pour maintenir le thermoplastique à la température adéquate, est généralement obtenue au moyen d'un thermocouple installé à proximité de la résistance, par exemple entre le collier et le diamètre extérieur de la buse d'injection dans sa partie cylindrique.Ce mode de réalisation connu d'une buse d'injection présente plusieurs inconvénients : le collier de résistance est directement exposé aux projections de polymère lors des purges ou des fuites accidentelles, la disposition du collier autour de la buse provoque une déperdition calorifique dans l'air ambiant qui peut être de l'ordre de 50 %, la régulation de température est assez aléatoire puisque le thermocouple n'est pas installé tout à fait à proximité du thermoplastique ; le collier de résistance est relativement encombrant et cela rend quelque fois difficile le positionnement et le chauffage de la buse d'injection lorsque celle-ci doit pénétrer dans un outillage de moulage un peu complexe. The known injection nozzles are of generally tubular, cylindrical shape with a conical end on the side of the mold, the cylindrical part is generally surrounded by a heating collar by means of electrical resistances; the temperature regulation of the injection nozzle, which is necessary to maintain the thermoplastic at the appropriate temperature, is generally obtained by means of a thermocouple installed near the resistance, for example between the collar and the outside diameter of the injection nozzle in its cylindrical part. This known embodiment of an injection nozzle has several disadvantages: the resistance collar is directly exposed to polymer projections during purges or accidental leaks, the arrangement of the collar around the nozzle causes a heat loss in the ambient air which can be of the order of 50%, the temperature regulation is fairly random since the thermocouple is not installed quite close to the thermoplastic; the resistance collar is relatively bulky and this sometimes makes it difficult to position and heat the injection nozzle when it has to penetrate a somewhat complex molding tool.
La présente invention a pour but de supprimer ces inconvénients. The present invention aims to eliminate these drawbacks.
Selon la présente invention, une buse d'injection du genre précédemment défini est particulièrement remarquable en ce que le moyen de chauffage est intégré au sein de la paroi tubulaire de la buse à injection. Ainsi, en chauffant la paroi de l'intérieur, donc à proximité de la matière thermoplastique à chauffer, les déperditions d'énergie calorifique sont considérablement diminuées et il est alors possible d'utiliser une puissance de chauffage électrique inférieure tout en conservant un chauffage efficace ; bien entendu, le diamètre extérieur du tube va légèrement augmenter mais du fait de la suppression du collier chauffant l'encombrement global sera diminué. According to the present invention, an injection nozzle of the kind defined above is particularly remarkable in that the heating means is integrated within the tubular wall of the injection nozzle. Thus, by heating the wall from the inside, therefore near the thermoplastic material to be heated, the heat energy losses are considerably reduced and it is then possible to use a lower electrical heating power while retaining efficient heating ; of course, the outside diameter of the tube will slightly increase but due to the removal of the heating collar the overall size will be reduced.
Avantageusement, une buse d'injection conforme à l'invention est particulièrement remarquable en ce qu'elle est constituée de plusieurs éléments modulaires, chacun de forme générale tubulaire, dont notamment un corps de chauffe tubulaire, le moyen de chauffage étant logé dans la paroi du corps de chauffe tubulaire. Advantageously, an injection nozzle according to the invention is particularly remarkable in that it consists of several modular elements, each of generally tubular shape, including in particular a tubular heating body, the heating means being housed in the wall of the tubular heating body.
Dans un tel cas, à chaque extrémité du corps de chauffe tubulaire sont prévus des moyens de fixa tion pour y fixer respectivement de manière montable/démontable un nez de buse et un raccord adaptateur, tous deux de forme tubulaire et de petite dimension par rapport au corps de chauffage tubulaire. In such a case, at each end of the tubular heating body are provided fixing means for fixing therein respectively in a mountable / dismountable manner a nozzle nose and an adapter fitting, both of tubular shape and of small dimension relative to the tubular heating body.
Ainsi, la partie la plus massive de la buse d'injection, à savoir le corps de chauffe tubulaire, est chauffée et sa température est facilement transmise aux éléments moins massifs à savoir le nez de buse et le raccord adaptateur ; il est clair que ce mode de réalisation modulaire permet que plusieurs modèles de raccords d'adaptateur sont prévus pour adapter la buse d'injection aux différents types de presses d'injection et aussi que plusieurs modèles de nez de buse sont prévus pour adapter la buse d'injection, et sa portée en "buse collée't, aux différents types de moules. Thus, the most massive part of the injection nozzle, namely the tubular heating body, is heated and its temperature is easily transmitted to the less massive elements, namely the nozzle nose and the adapter fitting; it is clear that this modular embodiment allows that several models of adapter fittings are provided to adapt the injection nozzle to the different types of injection presses and also that several models of nozzle nose are provided to adapt the nozzle injection, and its scope in "glued nozzle", to different types of molds.
Ainsi, un seul corps de chauffe tubulaire peut être utilisé pour plusieurs outillages de moulage et/ou plusieurs presses d'injection ; de ce fait, une buse d'injection conforme à l'invention est un investissement facilement amortissable ; de plus, le nettoyage de chaque élément modulaire est relativement aisé, notamment le nettoyage du corps de chauffe tubulaire qui peut s'effectuer sans chauffage d'appoint, du genre bec à gaz, puisqu'il n'est pas séparé de son propre moyen de chauffage lors du nettoyage. Thus, a single tubular heating body can be used for several molding tools and / or several injection presses; therefore, an injection nozzle according to the invention is an investment that is easily amortized; moreover, the cleaning of each modular element is relatively easy, in particular the cleaning of the tubular heating body which can be carried out without additional heating, of the gas burner type, since it is not separate from its own means heating during cleaning.
Dans un mode de réalisation préféré, les moyens de fixation du nez de buse et du raccord adaptateur sur le corps de chauffe tubulaire sont prévus avec une surface de contact suffisamment importante pour assurer l'homogénéité de la température dans les trois éléments modulaires. In a preferred embodiment, the means for fixing the nozzle nose and the adapter fitting to the tubular heating body are provided with a contact surface which is large enough to ensure temperature uniformity in the three modular elements.
Dans ce cas, avantageusement, les moyens de fixation sont des filetages, la partie alésée filetée intérieurement étant prévue sur le corps de chauffe tubulaire. In this case, advantageously, the fixing means are threads, the internally threaded bored part being provided on the tubular heating body.
Ainsi, le nez de buse et le raccord adaptateur sont facilement interchangeables pour s'adapter aux différentes conditions de moulage ; évidemment, dans le but d'assurer une bonne étanchéité et d'éviter que le matériau thermoplastique ne vienne se glisser dans les filets, la face d'appui du système de serrage sera de préférence celle située au fond de l'alésage. Thus, the nozzle nose and the adapter connector are easily interchangeable to adapt to different molding conditions; Obviously, in order to ensure a good seal and prevent the thermoplastic material from slipping into the threads, the bearing face of the clamping system will preferably be that located at the bottom of the bore.
Parmi les moyens de chauffage, que l'on trouve dans le commerce, à loger au sein de la paroi tubulaire de la buse d'injection, on choisira de préférence une pluralité de crayons chauffants logés longitudinalement, et avec une répartition annulaire uniforme, dans la paroi. Among the heating means, which are commercially available, to be housed within the tubular wall of the injection nozzle, a plurality of heating rods housed longitudinally, and with a uniform annular distribution, will preferably be chosen. Wall.
La présente invention sera bien comprise au vu de la description d'un exemple de réalisation illustré par les dessins annexés. The present invention will be clearly understood in the light of the description of an exemplary embodiment illustrated by the accompanying drawings.
Un corps de chauffe est vu en coupe longitudinale sur la figure la et vu en bout à la figure lb. A heating body is seen in longitudinal section in FIG. 1a and seen at the end in FIG. 1b.
Un nez de buse est représenté en vue latérale sur la figure 2a et en vue en bout sur la figure 2b. A nozzle nose is shown in side view in Figure 2a and in end view in Figure 2b.
Un raccord adaptateur est représenté en vue latérale sur la figure 3. An adapter connector is shown in side view in Figure 3.
La figure 4 représente une vue latérale d'une buse d'injection conforme à l'invention. Figure 4 shows a side view of an injection nozzle according to the invention.
La figure 4 est donc une vue d'ensemble de l'extérieur d'une buse d'injection modulaire 4 comportant un corps de chauffe 1, un nez de buse 2, et un raccord adaptateur 3 ; ces trois éléments de forme générale tubulaire sont assemblés avec des moyens de fixation, ici des filetages, et dans le corps de chauffe 1 sont logés des moyens de chauffage connectés à une source d'alimentation électrique au moyen des connexions 50 ; chacun des trois éléments tubulaires est globalement cylindrique mais il comporte des plats pour faciliter le montage et le démontage. FIG. 4 is therefore an overall view of the exterior of a modular injection nozzle 4 comprising a heating body 1, a nozzle nose 2, and an adapter connector 3; these three elements of generally tubular shape are assembled with fixing means, here threads, and in the heating body 1 are housed heating means connected to an electrical power source by means of connections 50; each of the three tubular elements is generally cylindrical but it has dishes to facilitate assembly and disassembly.
La figure la représente le corps de chauffe 1 selon une coupe longitudinale et la figure lb représente le même corps de chauffe 1 vu en bout ; le corps de chauffe 1 est de forme générale cylindrique avec un élément conique du côté des moyens de fixation 12 prévus pour le nez de buse 2, alors que l'autre extrémité comporte une collerette 15 munie de plats 16 et un moyen de fixation 13 pour y fixer le raccord adaptateur 3 ; les moyens de fixation 12, 13 sont ici des alésages filetés intérieurement ; l'intérieur 19 du corps de chauffe tubulaire a un diamètre qui se rétrécit progressivement dans le sens du passage du matériau thermoplastique ; dans la paroi du corps de chauffe tubulaire 1 est prévue une pluralité de logements 11, au nombre de trois disposés annulairement de façon régulière dans le cas de figure, prévus pour y loger dans chacun un crayon chauffant ; chaque logement est ici constitué d'un trou borgne qui débouche du côté du raccord adaptateur ; d'autres modes de réalisation sont évidemment envisageables dans la mesure où la chaleur dégagée par l'élément chauffant se répartit équitablement dans tout le corps de chauffe 1. FIG. 1a represents the heating body 1 in a longitudinal section and FIG. 1b represents the same heating body 1 seen at the end; the heating body 1 is of generally cylindrical shape with a conical element on the side of the fixing means 12 provided for the nozzle nose 2, while the other end comprises a flange 15 provided with dishes 16 and a fixing means 13 for attach the adapter fitting 3 to it; the fixing means 12, 13 are here internally threaded bores; the interior 19 of the tubular heating body has a diameter which gradually narrows in the direction of passage of the thermoplastic material; in the wall of the tubular heating body 1 is provided a plurality of housings 11, three in number arranged annularly in a regular manner in the case, provided for accommodating therein each a heating rod; each housing here consists of a blind hole which opens on the side of the adapter fitting; other embodiments are obviously conceivable insofar as the heat released by the heating element is distributed evenly throughout the heating body 1.
La figure 2a représente un nez de buse 2 en vue latérale, et la figure 2b représente le même nez de buse 2 vu en bout ; le nez de buse 2 est de forme générale cylindrique avec une collerette 25 munie de plats 26, et avec un moyen de fixation 21, ici un embout fileté, agencé pour se fixer sur le moyen de fixation correspondant 12 du corps de chauffe 1 ; le trou 29 qui traverse axialement et longitudinalement le nez de buse 2 a un diamètre qui se rétrécit progressivement dans le sens du passage du matériau thermoplastique ; comme on peut le constater, le nez de buse 2 est une pièce relativement petite par rapport au corps de chauffage 1, les deux figures étant sensiblement à la même échelle. FIG. 2a represents a nozzle nose 2 in side view, and FIG. 2b represents the same nozzle nose 2 seen at the end; the nozzle nose 2 is of generally cylindrical shape with a flange 25 provided with dishes 26, and with a fixing means 21, here a threaded end piece, arranged to be fixed on the corresponding fixing means 12 of the heating body 1; the hole 29 which passes axially and longitudinally through the nozzle nose 2 has a diameter which gradually narrows in the direction of passage of the thermoplastic material; as can be seen, the nozzle nose 2 is a relatively small part compared to the heating body 1, the two figures being substantially on the same scale.
La figure 3 représente un raccord adaptateur 3 de forme tubulaire généralement cylindrique comportant une collerette 35 avec des plats pour le serrage, un moyen de fixation 31 pour être fixé sur le corps de chauffe 1 et un moyen de fixation 32 pour être fixé sur la presse d'injection ; les deux moyens de fixation 31, 32 sont ici des embouts filetés, l'embout 31 étant évidemment agencé pour se visser dans le filetage 13 du corps de chauffe 1 ; le raccord adaptateur 3 est traversé de part en part par un alésage 39 qui constitue le passage pour le matériau thermoplastique. FIG. 3 represents an adapter connector 3 of generally cylindrical tubular shape comprising a flange 35 with dishes for clamping, a fixing means 31 to be fixed on the heating body 1 and a fixing means 32 to be fixed on the press injection; the two fixing means 31, 32 are here threaded ends, the end piece 31 being obviously arranged to be screwed into the thread 13 of the heating body 1; the adapter connector 3 is traversed right through by a bore 39 which constitutes the passage for the thermoplastic material.
L'assemblage des trois éléments modulaires, à savoir le corps de chauffe 1, le raccord adaptateur 3 et le nez de buse 2, ne présente pas de difficulté il est évidemment préférable de prévoir que, pour des raisons d'étanchéité, les embouts filetés 21, 31, viennent respectivement en appui au fond des alésages filetés 12, 13. Dans les logements 11 prévus dans la paroi du corps de chauffe 1, on peut mettre, à titre d'exemple non limitatif, des crayons chauffants ; on peut aussi y mettre un thermo-couple, par exemple du type Fe/Cu. The assembly of the three modular elements, namely the heating body 1, the adapter fitting 3 and the nozzle nose 2, does not present any difficulty. It is obviously preferable to provide that, for sealing reasons, the threaded ends 21, 31, come respectively to bear at the bottom of the threaded bores 12, 13. In the housings 11 provided in the wall of the heating body 1, it is possible, by way of nonlimiting example, to use heating rods; one can also put a thermocouple, for example of the Fe / Cu type.
On peut prévoir que la connexion 50, visible sur la figure 4, est protégée par un capot vissé sur une plaquette qui solidarise le corps de chauffe 1 avec le raccord adaptateur 3, évitant ainsi tout desserrage. Provision may be made for the connection 50, visible in FIG. 4, to be protected by a cover screwed onto a plate which secures the heating body 1 with the adapter connector 3, thus preventing any loosening.
La buse d'injection peut encore être pourvue d'un manchon de matériau isolant dont le diamètre intérieur serait égal au diamètre extérieur du corps de chauffe pour améliorer l'isolation de l'ensemble de chauffe et ainsi diminuer les déperditions d'énergie calorifique. The injection nozzle can also be provided with a sleeve of insulating material, the inside diameter of which would be equal to the outside diameter of the heating body to improve the insulation of the heating assembly and thus reduce the loss of heat energy.
A titre indicatif, une buse d'injection réalisée selon l'invention avait un diamètre extérieur de 42 mm et une longueur hors tout de 115 mm pour une puissance de chauffe de 600 watts ; au cours de l'expérimentation d'une telle buse, on a pu constater une excellente rapidité de chauffe combinée avec une très bonne régularité thermique, d'où une économie de consommation d'énergie significative. De plus, du fait du faible encombrement de l'ensemble, il a été possible d'obtenir une diminution de la dimension des carottes de moulage puisqu'il est maintenant possible d'injecter au plus près des pièces ; en outre, à l'occasion de changement d'outillage, on a pu constater qu'il était possible de changer le nez de buse sans changer ni le corps de chauffe, ni le raccord adaptateur ce qui permet de ne pas déconnecter les moyens de chauffage et donc d'obtenir un gain de productivité. As an indication, an injection nozzle produced according to the invention had an outside diameter of 42 mm and an overall length of 115 mm for a heating power of 600 watts; during the testing of such a nozzle, it was possible to observe an excellent heating speed combined with very good thermal regularity, hence a significant saving in energy consumption. In addition, due to the small size of the assembly, it has been possible to obtain a reduction in the size of the molding cores since it is now possible to inject as close to the parts; in addition, when changing tools, it was found that it was possible to change the nozzle nose without changing either the heating body or the adapter fitting, which means that the means of heating and therefore to obtain a productivity gain.
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| Publication Number | Publication Date |
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| FR2693676A1 true FR2693676A1 (en) | 1994-01-21 |
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1992
- 1992-07-15 FR FR9208737A patent/FR2693676B1/en not_active Expired - Fee Related
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| FR2693676B1 (en) | 1994-10-14 |
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