FR2776562A1 - Control assembly to give the required color additive to plastics material for molding - Google Patents

Control assembly to give the required color additive to plastics material for molding Download PDF

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    • B29C45/76—Measuring, controlling or regulating

Abstract

The injection unit (10), to deliver a colored plastics material for the molding extruder (12), has the color material component delivered by a rotating unit (16) powered by a drive shaft (17). The drive shaft (17) carries a keyed disk (20) for a sensor (21) to generate signals to show the rotation. A meter (30a) registers the rotary angles of the rotating unit (16). A control circuit (30) stops the injector when the number of rotations is less than a set value for each press cycle, as a function of the minimal acceptable color density in the extruded material. The disk (20) has a stepped periphery, or it has alternating opaque and transparent or light and dark zones. The disk can also be coded for sensor recognition. An Independent claim is included for an apparatus with a hopper (15) to hold the master material and a rotating unit (16) to deliver the master mixture. A rotating disk (20) works with a sensor (21) to signal the rotations, to be used by a meter (30a) and a control circuit (30) to determine the color feed.

Description

II

COMMANDE DE L'ALIMENTATION EN COLORANT  COLORING FEED ORDER

D'UNE MACHINE DE MOULAGEOF A MOLDING MACHINE

La présente invention est relative à la fabrication de pièces moulées en plastique et plus particulièrement à la fabrication de pièces colorées par utilisation des techniques de moulage avec adjonction de colorant par mélange maître. Dans l'industrie du moulage, il est courant de produire des pièces en matière plastique de différentes couleurs. Généralement, la coloration exacte n'a pas une importance primordiale. Dans l'industrie de la photographie, et plus particulièrement dans la fabrication des appareils photographiques ou dans la fabrication des chargeurs ou boîtiers contenant le produit photosensible, il est nécessaire de protéger le produit photosensible de l'action de la lumière. Cette protection est obtenue en utilisant des constituants suffisamment opaques au rayonnement lumineux. On a donc besoin de  The present invention relates to the manufacture of molded plastic parts and more particularly to the manufacture of colored parts by using molding techniques with the addition of dye by masterbatch. In the molding industry, it is common to produce plastic parts of different colors. Generally, the exact coloring is not of primary importance. In the photography industry, and more particularly in the manufacture of cameras or in the manufacture of chargers or cases containing the photosensitive product, it is necessary to protect the photosensitive product from the action of light. This protection is obtained by using constituents sufficiently opaque to light radiation. So we need to

pièces présentant une densité de colorants suffisante.  parts with sufficient color density.

Lors de la fabrication par moulage de pièces en plastique, les presses d'injection  When manufacturing plastic parts by molding, the injection presses

sont alimentées en granulés vierges non teintés que l'on fait fondre avant leur extrusion.  are fed with untinted virgin granules which are melted before extrusion.

Lorsque l'on désire des pièces ayant une coloration donnée, on ajoute aux granulés non teintés un mélange maître colorant qui vient teinter l'ensemble fondu. La coloration des  When pieces with a given color are desired, a master coloring mixture is added to the non-tinted granules which will tint the entire melt. The coloring of

pièces obtenues est fonction de la quantité de mélange maître ajouté aux granulés.  parts obtained is a function of the quantity of masterbatch added to the granules.

Habituellement, ce mélange maître est rajouté en continu aux granulés fournis eux aussi 2 0 en continu à la machine. Le dispositif d'alimentation en mélange maître comprend habituellement une trémie, contenant le mélange maître, à la base de laquelle on a disposé un organe rotatif, tel que par exemple une vis sans fin ou un dispositif à godets, de  Usually, this masterbatch is added continuously to the granules which are also supplied continuously to the machine. The master mixture supply device usually comprises a hopper, containing the master mixture, at the base of which a rotary member, such as for example a worm or a bucket device, is placed.

manière à délivrer une quantité déterminée de mélange maître.  so as to deliver a determined quantity of masterbatch.

Parfois l'entraînement de l'organe rotatif est défectueux, soit parce que le moteur  Sometimes the drive of the rotary member is faulty, either because the motor

2 5 est en panne, soit parce que la transmission est défectueuse, soit pour d'autres raisons.  2 5 is down, either because the transmission is faulty or for other reasons.

Ce phénomène provoque un amoindrissement dans la densité de coloration des pièces qui perdent peu à peu de leur couleur. Ce phénomène progressif induit une mise au rebut importante lorsque l'utilisation ultérieure des pièces nécessite une densité de colorant très précise. Dans l'industrie photographique le mélange maître le plus couramment utilisé 3 0 présente une coloration noire qui arrête de manière très efficace le rayonnement lumineux. Lorsque la quantité de colorant fournie est trop faible, les pièces obtenues peuvent garder une coloration visuelle suffisante tout en ayant une densité insuffisante pour assurer la fonction de protection des produits photosensibles pour laquelle elles ont  This phenomenon causes a decrease in the density of coloring of the pieces which gradually lose their color. This progressive phenomenon induces significant scrapping when the subsequent use of the parts requires a very precise dye density. In the photographic industry the most commonly used masterbatch has a black coloration which very effectively stops light radiation. When the quantity of dye supplied is too low, the parts obtained can keep a sufficient visual coloration while having an insufficient density to ensure the protective function of the photosensitive products for which they have

été conçues.been designed.

On a donc besoin d'un procédé et d'un dispositif qui permettent de commander le fonctionnement d'une presse d'injection afin d'éliminer la fabrication de pièces défectueuses. Le procédé, suivant l'invention, pour commander le fonctionnement d'une machine alimentée en matière première par un organe rotatif d'alimentation, comprend la détermination de l'angle de rotation de l'organe rotatif à chaque cycle de fonctionnement de la machine, et l'arrêt de la machine lorsque l'angle de rotation est inférieur à une quantité déterminée. Le colorateur, suivant l'invention, pour alimenter en mélange maître une machine, comprend: a) une trémie d'alimentation pour recevoir le mélange maître, b) un organe rotatif pour délivrer le mélange maître lors de la rotation de cet organe, c) un détecteur pour engendrer des impulsions lors de la rotation de cet organe, et d) un compteur d'impulsions permettant de déterminer l'angle de rotation de l'organe rotatif. Suivant l'invention la presse à injecter de la matière plastique dans laquelle la matière à extruder est colorée au moyen d'un mélange maître ajouté, par un organe rotatif muni d'un arbre de rotation, aux particules de matériau plastique, comprend: a) un élément fixé sur l'arbre de l'organe rotatif, b) un détecteur pour engendrer des impulsions lors de la rotation de l'élément, c) un compteur d'impulsions permettant de déterminer l'angle de rotation de l'organe rotatif, d) un circuit de commande pour arrêter la presse à injecter lorsque le nombre d'impulsions est inférieur à une quantité déterminée pour chaque cycle de fonctionnement de cette presse, cette quantité 2 0 déterminée étant fonction de la densité de coloration minimale acceptable pour la  There is therefore a need for a method and a device which make it possible to control the operation of an injection press in order to eliminate the manufacture of defective parts. The method according to the invention for controlling the operation of a machine supplied with raw material by a rotary supply member, comprises determining the angle of rotation of the rotary member at each operating cycle of the machine , and stopping the machine when the angle of rotation is less than a determined quantity. The dye, according to the invention, for supplying a master mixture with a machine, comprises: a) a feed hopper for receiving the master mixture, b) a rotary member for delivering the master mixture during the rotation of this member, c ) a detector for generating pulses during the rotation of this member, and d) a pulse counter for determining the angle of rotation of the rotary member. According to the invention, the plastic material injection press in which the material to be extruded is colored by means of a masterbatch added, by a rotary member provided with a rotation shaft, to the particles of plastic material, comprises: a ) an element fixed on the shaft of the rotary member, b) a detector to generate pulses during the rotation of the element, c) a pulse counter making it possible to determine the angle of rotation of the member rotary, d) a control circuit for stopping the injection molding machine when the number of pulses is less than a determined quantity for each operating cycle of this press, this determined quantity being a function of the minimum acceptable coloring density for the

matière extrudée.extruded material.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de  Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading

la description qui suit faite en référence au dessin annexé dans lequel:  the following description made with reference to the appended drawing in which:

la figure 1 représente schématiquement un dispositif de distribution de mélange maître modifié suivant l'invention, la figure 2 représente une portion d'un disque utilisable pour la mise en oeuvre  Figure 1 schematically shows a modified masterbatch distribution device according to the invention, Figure 2 shows a portion of a disc usable for implementation

de l'invention.of the invention.

Comme on le voit sur la figure 1, une presse d'injection 10 utilisée dans les techniques de moulages comprend une trémie d'alimentation 11 en charge sur une vis d'extrusion 12. En fonctionnement, la machine est commandée par un circuit de commande 30 qui agit sur un circuit de chauffage (non représenté) et sur un moteur 18. Le matériau plastique est fondu et extrudé au moyen de la vis d'extrusion 12. Le matériau délivré par la trémie 11 est une matière plastique telle que par exemple du polystyrène ou du polyéthylène. Ce matériau se présente sous la forme de granulés blanc vierges. Lorsqu'on désire fabriquer des pièces colorées, on dispose entre la trémie 11 et la vis d'extrusion 12 une entretoise munie d'une chambre de mélange 13 permettant l'introduction d'un colorant. Pour introduire le mélange maître coloré, on relie la chambre de mélange 13 à un colorateur 14. Le colorateur 14 comprend essentiellement une trémie 15 de stockage du mélange maître alimentant un organe rotatif 16 de distribution permettant de délivrer à la chambre 13 une quantité déterminée du mélange maître par tour de rotation de cet organe rotatif. L'organe rotatif peut être soit une vis sans fin tel que représenté sur la figure 1, soit un dispositif à godets. L'arbre 17 de l'organe rotatif 16 est relié à un motoréducteur 19  As seen in Figure 1, an injection press 10 used in molding techniques comprises a feed hopper 11 loaded on an extrusion screw 12. In operation, the machine is controlled by a control circuit 30 which acts on a heating circuit (not shown) and on a motor 18. The plastic material is melted and extruded by means of the extrusion screw 12. The material delivered by the hopper 11 is a plastic material such as for example polystyrene or polyethylene. This material is in the form of blank white granules. When it is desired to manufacture colored parts, there is between the hopper 11 and the extrusion screw 12 a spacer provided with a mixing chamber 13 allowing the introduction of a dye. To introduce the colored masterbatch, the mixing chamber 13 is connected to a dye 14. The dye 14 essentially comprises a hopper 15 for storing the master mix supplying a rotary distribution member 16 for delivering to the chamber 13 a determined quantity of the masterbatch per turn of rotation of this rotary member. The rotary member can be either an endless screw as shown in FIG. 1, or a bucket device. The shaft 17 of the rotary member 16 is connected to a geared motor 19

commandé par le circuit de commande 30.  controlled by the control circuit 30.

Suivant l'invention, on fixe sur l'arbre 17 d'entrainement de l'organe rotatif 16 un élément, tel que par exempe un disque 20, permettant de vérifier la rotation de cet arbre. La rotation du disque 20 est analysée au moyen d'un détecteur 21, par exemple travaillant par transmission. Avantageusement, comme on le voit sur la figure 2, le disque 20 présente une périphérie en forme de créneaux. Des entailles 23, angulairement équidistantes, sont séparées les unes des autres par des protubérances 24. Une source 22 envoie sur le détecteur 21 un rayonnement qui est interrompu lors du passage des protubérances entre la source 22. Il est évident que le disque 20 peut travailler par réflexion du pinceau lumineux issu de la source 22 sur les protubérances 24, le pinceau n'étant plus réfléchi vers le détecteur 21 lors du passage des entailles 23. Sur la figure 2, le trait en pointillé représente la section 25 du faisceau de radiations issu de la source 22 et dirigé vers le détecteur 21. Le détecteur 21 envoie un signal de sortie modulé vers le circuit de commande 30, ce qui permet d'incrémenter un compteur 30a afin d'en déduire l'angle de rotation de l'arbre 17 du colorateur. La fabrication de pièces colorées nécessite une quantité minimale de colorant pour chaque pièce fabriquée. Suivant le moule utilisé, on détermine la quantité de mélange maître à introduire dans la chambre de mélange 13 à chaque cycle de fonctionnement de la machine. Suivant le colorateur 14 utilisé, on détermine l'angle de rotation dont doit avoir tourné l'arbre 17 de l'organe rotatif 16 pour délivrer cette quantité minimale de mélange maître. Lorsque l'angle de rotation de l'arbre 17 par cycle de production de la machine est inférieur à l'angle déterminé, on arrête la machine 10 puisque cette dernière va produire des pièces ne présentant pas la quantité  According to the invention, an element, such as for example a disc 20, making it possible to check the rotation of this shaft, is fixed on the shaft 17 for driving the rotary member 16. The rotation of the disc 20 is analyzed by means of a detector 21, for example working by transmission. Advantageously, as can be seen in FIG. 2, the disc 20 has a periphery in the form of slots. Notches 23, angularly equidistant, are separated from each other by protuberances 24. A source 22 sends radiation on the detector 21 which is interrupted during the passage of the protrusions between the source 22. It is obvious that the disc 20 can work by reflection of the light brush coming from the source 22 on the protrusions 24, the brush no longer being reflected towards the detector 21 during the passage of the notches 23. In FIG. 2, the dotted line represents the section 25 of the radiation beam from the source 22 and directed towards the detector 21. The detector 21 sends a modulated output signal to the control circuit 30, which makes it possible to increment a counter 30a in order to deduce therefrom the angle of rotation of the coloring tree 17. The production of colored parts requires a minimum quantity of dye for each part produced. Depending on the mold used, the quantity of masterbatch to be introduced into the mixing chamber 13 is determined at each operating cycle of the machine. Depending on the dye 14 used, the angle of rotation is determined by which the shaft 17 of the rotary member 16 must have rotated to deliver this minimum quantity of masterbatch. When the angle of rotation of the shaft 17 per production cycle of the machine is less than the determined angle, the machine 10 is stopped since the latter will produce parts not having the quantity

de colorant suffisante et par là des pièces défectueuses.  sufficient dye and thereby defective parts.

Il est évident que le disque 20 peut comprendre des zones alternées noires ou sombres et blanches ou claires et que le pinceau lumineux issu de la source 22, qui  It is obvious that the disc 20 can comprise alternating black or dark and white or light zones and that the light brush coming from the source 22, which

peut êtreconstituée d'une lampe électrique, peut être transmis par une fibre optique.  can be made up of an electric lamp, can be transmitted by an optical fiber.

Chacune des zones alternées représentant un secteur d'angle déterminé. Dans un autre mode de réalisation, la source peut être la lumière ambiante. Dans un autre mode de réalisation, le disque peut présenter des zones alternées opaques et transparentes au rayonnement issu de la source 22, permettant de déterminer l'angle de rotation de l'organe rotatif 16 de distribution. On peut aussi utiliser une roue codeuse telle qu'un disque présentant des zones magnétiques alternées permettant de déterminer l'angle de  Each of the alternating zones representing a determined angle sector. In another embodiment, the source can be ambient light. In another embodiment, the disc may have alternating opaque and transparent zones to the radiation coming from the source 22, making it possible to determine the angle of rotation of the rotary member 16 of distribution. It is also possible to use a coding wheel such as a disc having alternating magnetic zones making it possible to determine the angle of

rotation de l'arbre 17.shaft rotation 17.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1 - Presse à injecter (10) de la matière plastique dans laquelle la matière à extruder est colorée au moyen d'un mélange maître ajouté à la matière vierge, par un organe rotatif (16) muni d'un arbre d'entraînement (17), comprenant: a) un élément (20) fixé sur l'arbre (17) de l'organe rotatif (16), b) un détecteur (21) pour engendrer un signal modulé lors de la rotation de l'élément, c) un compteur (30a) permettant de déterminer l'angle de rotation de l'organe rotatif, d) un circuit de commande (30) pour arrêter la presse à injecter lorsque le nombre d'impulsions est inférieur à une quantité déterminée pour chaque cycle de fonctionnement de cette presse, cette quantité déterminée étant fonction de la densité de coloration  1 - Press for injecting (10) plastic material into which the material to be extruded is colored by means of a masterbatch added to the virgin material, by a rotary member (16) provided with a drive shaft (17 ), comprising: a) an element (20) fixed on the shaft (17) of the rotary member (16), b) a detector (21) to generate a modulated signal during the rotation of the element, c ) a counter (30a) for determining the angle of rotation of the rotary member, d) a control circuit (30) for stopping the injection press when the number of pulses is less than a quantity determined for each cycle of operation of this press, this determined quantity being a function of the coloring density minimale acceptable pour la matière extrudée.  minimum acceptable for the extruded material. 2 - Presse selon la revendication 1 dans laquelle l'élément est un disque (20) présentant une périphérie en forme de créneaux.  2 - Press according to claim 1 wherein the element is a disc (20) having a periphery in the form of slots. 3 - Presse selon la revendication 1 dans laquelle l'élément est un disque (20) présentant des zones alternées3 - Press according to claim 1 wherein the element is a disc (20) having alternating zones opaques et transparentes.opaque and transparent. 4 - Presse selon la revendication 1 dans laquelle l'élément est un disque (20) présentant des zones alternées  4 - Press according to claim 1 wherein the element is a disc (20) having alternating zones sombres et claires.dark and light. - Presse selon la revendication 1 dans laquelle l'élément est une roue (20) codeuse 6 - Colorateur (14) pour alimenter en mélange maître une presse (10) selon la revendication 1, comprenant: a) une trémie (15) de stockage du mélange maître; b) un organe rotatif (16) pour délivrer le mélange maître lors de la rotation de cet organe, b) un détecteur (21) pour engendrer un signal modulé lors de la rotation de cet organe, et c) un compteur (30a) recevant le signal modulé et permettant de déterminer l'angle de rotation de l'organe rotatif. 7 - Procédé de commande d'une presse selon la revendication 1 alimentée en matière première par un organe rotatif d'alimentation, dans lequel: a) on détermine l'angle de rotation de l'organe rotatif à chaque cycle de fonctionnement de la presse, et b) on arrête la presse lorsque l'angle de rotation  - Press according to claim 1 in which the element is a coding wheel (20) 6 - Colorator (14) for supplying a master mixture to a press (10) according to claim 1, comprising: a) a storage hopper (15) masterbatch; b) a rotary member (16) for delivering the masterbatch during the rotation of this member, b) a detector (21) for generating a modulated signal during the rotation of this member, and c) a counter (30a) receiving the modulated signal and making it possible to determine the angle of rotation of the rotary member. 7 - A method of controlling a press according to claim 1 supplied with raw material by a rotary supply member, in which: a) the angle of rotation of the rotary member is determined at each press operating cycle , and b) the press is stopped when the angle of rotation est inférieur à une quantité déterminée.  is less than a specified amount.
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