WO2008102076A2 - Buse d'injection de matière plastique en fusion - Google Patents

Buse d'injection de matière plastique en fusion Download PDF

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WO2008102076A2
WO2008102076A2 PCT/FR2007/002173 FR2007002173W WO2008102076A2 WO 2008102076 A2 WO2008102076 A2 WO 2008102076A2 FR 2007002173 W FR2007002173 W FR 2007002173W WO 2008102076 A2 WO2008102076 A2 WO 2008102076A2
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injection
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annular chamber
tip
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Alain Roulle
Roland Vuillermoz
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Curtil Societe Anonyme
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/27—Sprue channels ; Runner channels or runner nozzles
    • B29C45/278—Nozzle tips

Definitions

  • the present invention relates to an injection nozzle for conveying molten plastic material between an injection unit of an injection machine and a mold cavity.
  • the injection nozzle 2 comprises a nozzle body 3 delimiting an injection channel 4 opening into an opening 5 located at a first end of the nozzle body intended to communicate with an injection unit, and in an opening 6 located at a second end of the nozzle body equipped with fixing means in a nozzle holder 7 communicating with a molding cavity 8.
  • a nozzle tip 9 is fixed sealed in the nozzle body 3 at its second end.
  • the nozzle tip protrudes from the nozzle body and delimits with the nozzle holder and the nozzle body an annular chamber 11 in communication with the molding cavity 8 by an injection threshold 12.
  • the nozzle tip comprises a nozzle cavity 13 forming a portion of the free section of the injection channel, and outlet orifices 14 communicating the injection channel with the annular chamber.
  • An insulating ring 15 is disposed in the annular chamber 11 around the portion of the nozzle tip that protrudes from the nozzle body. This insulating ring thermally isolates the nozzle tip, which is generally heated to a temperature above 200 0 C through a heating collar 16 surrounding the nozzle body, and the nozzle holder which is generally cooled to a temperature of the order of 12 ° C.
  • a weak layer of hardened plastic material forms on the nozzle support taking into account the low temperature of the latter, the layer formed extending from the end of the ring opposite the body nozzle to the injection threshold.
  • This cleaning is carried out by injecting the new plastic into the injection channel at conditions of temperature and pressure higher than normal injection conditions. to ensure in particular a takeoff of the plastic layer formed on the nozzle support.
  • a disadvantage of this type of injection nozzle lies in its high manufacturing cost, especially because of the high cost of the insulating ring.
  • a thin layer of hardened plastic material extending from the second end of the nozzle body to the injection threshold would form on the nozzle support.
  • a material stagnation zone would be formed at the edge of the annular chamber located on the nozzle body side.
  • the nozzle support cool the tip by thermal conduction through the metal ring, which would result in a hardening of the plastic material flowing in the outlet orifices and in the annular chamber.
  • VVO 00/48814 describes an injection nozzle whose nozzle tip comprises a portion projecting from the nozzle body, this portion consisting of a conical tip extending substantially to the injection threshold.
  • the nozzle tip described in this document includes exit ports opening at the conical tip.
  • WO 00/48814 resides in that the injected plastic material is not homogeneous when it reaches the level of the injection threshold. This results in defects in the homogeneity of the plastic filling in the cavity of molding, which can cause the realization of objects with unsightly walls.
  • the present invention aims to remedy these disadvantages.
  • the technical problem underlying the invention therefore consists in providing an injection nozzle which is simple in structure and inexpensive, while allowing a satisfactory cleaning of the latter during a color change of plastic material, and a homogenization of the plastic material arriving at the injection threshold.
  • the present invention relates to an injection nozzle for conveying molten plastic material between an injection unit of an injection machine and a mold cavity, the nozzle comprising a nozzle body delimiting a channel.
  • injection nozzle opening into an opening at a first end of the nozzle body for communicating with an injection unit, and in an opening at a second end of the nozzle body equipped with fastening means in a nozzle holder communicating with with a molding cavity, a nozzle tip being sealingly attached in the nozzle body at its second end, the nozzle tip protruding from the nozzle body and defining with the nozzle holder and the nozzle body an annular chamber in communication with the molding cavity by an injection threshold, the nozzle tip comprising a cavity forming part of the free section of the injection channel, e t outlet ports communicating the injection channel with the annular chamber, characterized in that the portion of the nozzle projecting from the nozzle body has from the second end of the nozzle body a first portion of shape substantially cylindrical extended by a second conical tip portion extending
  • the plastic injection is performed at the edge of the annular chamber opposite the injection threshold, which allows, as and when injection of plastic material, a take-off of the entire layer of plastic material formed on the nozzle support and thus a complete cleaning of the injection chamber.
  • this arrangement of the outlet ports makes it possible to avoid the creation of a stagnation zone of material preventing a satisfactory cleaning of the annular chamber.
  • the injection nozzle does not have a high cost insulating ring, which reduces the manufacturing cost of the injection nozzle.
  • the structure of the portion of the nozzle tip protruding from the nozzle body makes it possible initially to ensure relaxation of the plastic material coming from the outlet orifices along the cylindrical part of the nozzle tip, and then a convergence of this plastic material towards the injection threshold along the tip-shaped portion. These arrangements make it possible to homogenize the flows of plastic material coming from the outlet orifices, and thus to ensure a continuous and homogeneous flow of plastic material at the injection threshold.
  • the outlet ports open back from the second end of the nozzle body.
  • the outlet orifices have a conical shape whose apex is directed towards the inside of the mouthpiece.
  • This shape of the outlets allows a better coating of the annular chamber and thus a cleaning of the latter further improved.
  • the shape of the outlets also makes it possible to improve the homogenization of the flows of material arriving at the injection threshold. This results in an even more aesthetic appearance of the molded objects.
  • the outlet orifices are regularly distributed over the circumference of the nozzle.
  • the section of the annular chamber is substantially constant from the second end of the nozzle body to the injection threshold.
  • Figure 1 is a longitudinal sectional view of an injection nozzle of the prior art.
  • Figure 2 is a longitudinal sectional view of an injection nozzle according to the invention.
  • Fig. 2 shows an injection nozzle 22 for conveying molten plastic material between an injection unit of an injection machine and a mold cavity.
  • the nozzle comprises a substantially cylindrical nozzle body 23 surrounded by a heating collar 24 and delimiting an injection channel 25 opening into an opening 26 located at a first end of the nozzle body intended to communicate with an injection unit, and in an opening 27 located at a second end of the nozzle body equipped with fastening means 28 in an Obuse holder 29 communicating with a molding cavity 30.
  • the nozzle 22 also includes a nozzle tip 31 sealingly attached in the nozzle body 23 at its second end.
  • the nozzle tip 31 comprises a thread 32 on its outer surface cooperating with a complementary thread 33 formed on the inner surface of the nozzle body.
  • the nozzle tip 31 protrudes from the nozzle body 23 and delimits with the nozzle support 29 and the nozzle body 23 an annular chamber 34 in communication with the molding cavity 30 through an injection threshold 35; the annular chamber 34 being substantially constant from the second end of the nozzle body 23 to the injection threshold 35.
  • the annular chamber 34 comprises a first cylindrical portion extending from the second end of the nozzle body 23, and a second portion extending the first cylindrical portion and converging towards the injection threshold 35.
  • the portion of the nozzle tip projecting from the nozzle body 23 has, from the second end of the nozzle body, a first portion 38 of cylindrical shape extended by a second portion 39 conically shaped tip extending substantially to the injection threshold.
  • the nozzle tip 31 comprises a cavity 36 forming part of the free section of the injection channel 25, and outlet orifices 37 placing the injection channel 25 in communication with the annular chamber 34.
  • the outlet orifices 37 open out from the second end of the nozzle body 23, and more particularly upstream of the first portion 38 of cylindrical shape.
  • outlet openings 37 open at the edge of the annular chamber opposite the injection threshold 35.
  • the outlet orifices 37 are regularly distributed over the circumference of the nozzle.
  • the outlet orifices 37 have a conical shape whose apex is directed towards the inside of the mouthpiece.
  • the invention is not limited to the sole embodiment of this injection nozzle, described above as an example, it encompasses all the variants.

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Abstract

Cette buse d'injection (2) comprend un corps de buse (23) délimitant un canal d'injection (25) débouchant dans une ouverture (26) située à une première extrémité du corps de buse destinée à communiquer avec une unité d'injection, et dans une ouverture (27) située à une seconde extrémité du corps de buse équipée de moyens de fixation (28) dans un support de buse (29) communiquant avec une cavité de moulage (30), un embout de buse (31) étant fixé de manière étanche dans le corps de buse (23) au niveau de sa seconde extrémité, l'embout faisant saillie du corps de buse et délimitant avec le support de buse et le corps de buse une chambre annulaire (34) en communication avec la cavité de moulage par un seuil d'injection (35), l'embout comprenant des orifices de sortie (37) mettant en communication le canal d'injection avec la chambre annulaire. Les orifices de sortie (37) débouchent dans la zone de la seconde extrémité du corps de buse.

Description

Buse d'injection de matière plastique en fusion
La présente invention concerne une buse d'injection destinée à acheminer de la matière plastique en fusion entre une unité d'injection d'une machine à injecter et une cavité de moulage.
Une buse d'injection de ce type est représentée sur la figure 1. La buse d'injection 2 comprend un corps de buse 3 délimitant un canal d'injection 4 débouchant dans une ouverture 5 située à une première extrémité du corps de buse destinée à communiquer avec une unité d'injection, et dans une ouverture 6 située à une seconde extrémité du corps de buse équipée de moyens de fixation dans un support de buse 7 communiquant avec une cavité de moulage 8. Un embout de buse 9 est fixé de manière étanche dans le corps de buse 3 au niveau de sa seconde extrémité. L'embout de buse fait saillie du corps de buse et délimite avec le support de buse et le corps de buse une chambre annulaire 11 en communication avec la cavité de moulage 8 par un seuil d'injection 12. L'embout de buse comprend une cavité 13 formant une partie de la section libre du canal d'injection, et des orifices de sortie 14 mettant en communication le canal d'injection avec la chambre annulaire.
Une bague isolante 15 est disposée dans la chambre annulaire 11 autour de la portion de l'embout de buse qui fait saillie du corps de buse. Cette bague isolante permet d'isoler thermiquement l'embout de buse, qui est généralement chauffé à une température supérieure à 2000C par l'intermédiaire d'un collier de chauffage 16 entourant le corps de buse, et le support de buse qui est généralement refroidit à une température de l'ordre de 120C.
Durant le fonctionnement de la buse d'injection, une faible couche de matière plastique durcie se forme sur le support de buse compte tenu de la faible température de ce dernier, la couche formée s'étendant de l'extrémité de la bague opposée au corps de buse jusqu'au seuil d'injection. Afin d'assurer un fonctionnement satisfaisant de la buse d'injection, il est nécessaire de pouvoir nettoyer entièrement et rapidement le canal d'injection, les orifices de sortie, et la chambre annulaire à chaque changement de couleur de matière plastique. Ce nettoyage est réalisé en injectant la nouvelle matière plastique dans le canal d'injection à des conditions de température et de pression supérieures aux conditions normales d'injection afin d'assurer notamment un décollage de la couche de matière plastique formée sur le support de buse.
Un inconvénient de ce type de buse d'injection réside dans son coût de fabrication élevé, notamment du fait du coût important de la bague isolante.
Une solution pour diminuer le coût de fabrication de la buse consisterait à retirer la bague isolante de la chambre annulaire 11.
Toutefois, dans ce cas, une faible couche de matière plastique durcie s'étendant de la seconde extrémité du corps de buse jusqu'au seuil d'injection se formerait sur le support de buse. De plus, une zone de stagnation de matière serait formée au niveau du bord de la chambre annulaire situé du côté du corps de buse.
Ainsi, durant le nettoyage de la buse d'injection, il ne serait pas possible de décoller entièrement la couche de matière plastique formée sur le support de buse, notamment la portion de la couche située à proximité de la seconde d'extrémité du corps de buse.
Ce nettoyage incomplet de la chambre annulaire pourrait avoir comme conséquence la désolidarisation de fragments de la couche de matière plastique formée sur le support de buse durant l'injection de la nouvelle matière plastique et le mélange de ces derniers avec celle-ci. Il en résulterait la réalisation de produits ne présentant pas une couleur uniforme, et donc une mise au rebut d'un nombre important de produits.
Il doit être noté qu'il n'est pas possible de remplacer la bague isolante par une bague métallique. En effet, dans ce cas, le support de buse refroidirait l'embout par conduction thermique à travers la bague métallique, ce qui aurait pour conséquence un durcissement de la matière plastique s'écoulant dans les orifices de sortie et dans la chambre annulaire.
Le document VVO 00/48814 décrit une buse d'injection dont l'embout de buse comprend une portion faisant saillie du corps de buse, cette portion étant constituée d'une pointe conique s'étendant sensiblement jusqu'au seuil d'injection. L'embout de buse décrit dans ce document comprend des orifices de sortie débouchant au niveau de la pointe conique.
Un inconvénient de la buse d'injection décrite dans le document
WO 00/48814 réside en ce que la matière plastique injectée n'est pas homogène lorsqu'elle arrive au niveau du seuil d'injection. Il en résulte des défauts d'homogénéité du remplissage de matière plastique dans la cavité de moulage, ce qui peut provoquer la réalisation d'objets présentant des parois peu esthétiques.
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. Le problème technique à la base de l'invention consiste donc à fournir une buse d'injection qui soit de structure simple et peu onéreuse, tout en permettant un nettoyage satisfaisant de cette dernière lors d'un changement de couleur de matière plastique, et une homogénéisation de la matière plastique arrivant au seuil d'injection.
A cet effet, la présente invention concerne une buse d'injection destinée à acheminer de la matière plastique en fusion entre une unité d'injection d'une machine à injecter et une cavité de moulage, la buse comprenant un corps de buse délimitant un canal d'injection débouchant dans une ouverture située à une première extrémité du corps de buse destinée à communiquer avec une unité d'injection, et dans une ouverture située à une seconde extrémité du corps de buse équipée de moyens de fixation dans un support de buse communiquant avec une cavité de moulage, un embout de buse étant fixé de manière étanche dans le corps de buse au niveau de sa seconde extrémité, l'embout de buse faisant saillie du corps de buse et délimitant avec le support de buse et le corps de buse une chambre annulaire en communication avec la cavité de moulage par un seuil d'injection, l'embout de buse comprenant une cavité formant une partie de la section libre du canal d'injection, et des orifices de sortie mettant en communication le canal d'injection avec la chambre annulaire, caractérisée en ce que la portion de l'embout faisant saillie du corps de buse présente à partir de la seconde extrémité du corps de buse une première partie de forme sensiblement cylindrique prolongée par une seconde partie en forme de pointe conique s'étendant sensiblement jusqu'au seuil d'injection, et en ce que les orifices de sortie débouchent dans la zone de la seconde extrémité du corps de buse, en amont de la première partie de forme sensiblement cylindrique. Ainsi, lors d'une étape de nettoyage de la buse d'injection, l'injection de matière plastique est réalisée au niveau du bord de la chambre annulaire opposé au seuil d'injection, ce qui permet, au fur et à mesure de l'injection de matière plastique, un décollage de toute la couche de matière plastique formée sur le support de buse et donc un nettoyage complet de la chambre d'injection. En fait, cette disposition des orifices de sortie permet d'éviter la création de zone de stagnation de matière empêchant un nettoyage satisfaisant de la chambre annulaire.
De plus, la buse d'injection ne comporte pas de bague isolante d'un coût élevé, ce qui diminue le coût de fabrication de la buse d'injection.
La structure de la portion de l'embout de buse faisant saillie du corps de buse permet d'assurer dans un premier temps une détente de la matière plastique provenant des orifices de sortie le long de la partie cylindrique de l'embout de buse, et ensuite une convergence de cette matière plastique vers le seuil d'injection le long de la partie en forme de pointe. Ces dispositions permettent d'homogénéiser les flux de matière plastique provenant des orifices de sortie, et donc d'assurer un flux de matière plastique continu et homogène au niveau du seuil d'injection.
De préférence, les orifices de sortie débouchent en retrait de la seconde extrémité du corps de buse.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les orifices de sortie présentent une forme conique dont le sommet est dirigé vers l'intérieur de l'embout. Cette forme des orifices de sortie permet un meilleur nappage de la chambre annulaire et donc un nettoyage de cette dernière encore amélioré. La forme des orifices de sortie permet également une amélioration de l'homogénéisation des flux de matière arrivant au seuil d'injection. Il en résulte un aspect encore plus esthétique des objets moulés.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les orifices de sortie sont régulièrement répartis sur la circonférence de l'embout. De préférence, la section de la chambre annulaire est sensiblement constante de la seconde extrémité du corps de buse jusqu'au seuil d'injection.
De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique indexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette buse d'injection. Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une buse d'injection de l'art antérieur.
Figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une buse d'injection selon l'invention.
La figure 2 représente une buse d'injection 22 destinée à acheminer de la matière plastique en fusion entre une unité d'injection d'une machine à injecter et une cavité de moulage. La buse comprend un corps de buse 23 sensiblement cylindrique entouré d'un collier de chauffage 24 et délimitant un canal d'injection 25 débouchant dans une ouverture 26 située à une première extrémité du corps de buse destinée à communiquer avec une unité d'injection, et dans une ouverture 27 située à une seconde extrémité du corps de buse équipée de moyens de fixation 28 dans un support de Obuse 29 communiquant avec une cavité de moulage 30.
La buse 22 comprend également un embout de buse 31 fixé de manière étanche dans le corps de buse 23 au niveau de sa seconde extrémité. L'embout de buse 31 comprend un filetage 32 sur sa surface extérieure coopérant avec un taraudage 33 complémentaire ménagé sur la surface intérieure du corps de buse.
L'embout de buse 31 fait saillie du corps de buse 23 et délimite avec le support de buse 29 et le corps de buse 23 une chambre annulaire 34 en communication avec la cavité de moulage 30 par un seuil d'injection 35, la section de la chambre annulaire 34 étant sensiblement constante de la seconde extrémité du corps de buse 23 jusqu'au seuil d'injection 35. La chambre annulaire 34 comprend une première portion cylindrique s'étendant à partir de la seconde extrémité du corps de buse 23, et une seconde portion prolongeant la première portion cylindrique et convergeant vers le seuil d'injection 35.
La portion de l'embout de buse faisant saillie du corps de buse 23 présente, à partir de la seconde extrémité du corps de buse, une première portion 38 de forme cylindrique prolongée par une seconde portion 39 en forme de pointe conique s'étendant sensiblement jusqu'au seuil d'injection.
L'embout de buse 31 comprend une cavité 36 formant une partie de la section libre du canal d'injection 25, et des orifices de sortie 37 mettant en communication le canal d'injection 25 avec la chambre annulaire 34.
Les orifices de sortie 37 débouchent en retrait de la seconde extrémité du corps de buse 23, et plus particulièrement en amont de la première partie 38 de forme cylindrique.
Il doit être noté que les orifices de sortie 37 débouchent au niveau du bord de la chambre annulaire opposé au seuil d'injection 35.
Les orifices de sortie 37 sont régulièrement répartis sur la circonférence de l'embout. Les orifices de sortie 37 présentent une forme conique dont le sommet est dirigé vers l'intérieur de l'embout. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cette buse d'injection, décrite ci-dessus à titre d'exemple, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation.

Claims

REVENDICATIONS
1. Buse d'injection (2) destinée à acheminer de la matière plastique en fusion entre une unité d'injection d'une machine à injecter et une cavité de moulage, la buse comprenant un corps de buse (23) délimitant un canal d'injection (25) débouchant dans une ouverture (26) située à une première extrémité du corps de buse destinée à communiquer avec une unité d'injection, et dans une ouverture (27) située à une seconde extrémité du corps de buse équipée de moyens de fixation (28) dans un support de buse (29) communiquant avec une cavité de moulage (30), un embout de buse (31) étant fixé de manière étanche dans le corps de buse (23) au niveau de sa seconde extrémité, l'embout de buse faisant saillie du corps de buse et délimitant avec le support de buse et le corps de buse une chambre annulaire (34) en communication avec la cavité de moulage par un seuil d'injection (35), l'embout de buse comprenant une cavité (36) formant une partie de la section libre du canal d'injection, et des orifices de sortie (37) mettant en communication le canal d'injection avec la chambre annulaire, caractérisée en ce que la portion de l'embout (31) faisant saillie du corps de buse (23) présente à partir de la seconde extrémité du corps de buse une première partie de forme sensiblement cylindrique prolongée par une seconde partie en forme de pointe conique s'étendant sensiblement jusqu'au seuil d'injection (35), et en ce que les orifices de sortie (37) débouchent dans la zone de la seconde extrémité du corps de buse, en amont de la première partie de forme sensiblement cylindrique.
2. Buse d'injection selon la revendication 1 , caractérisée en ce que les orifices de sortie débouchent en retrait de la seconde extrémité du corps de buse.
3. Buse d'injection selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les orifices de sortie présentent une forme conique dont le sommet est dirigé vers l'intérieur de l'embout.
4. Buse d'injection selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les orifices de sortie sont régulièrement répartis sur la circonférence de l'embout.
5. Buse d'injection selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la section de la chambre annulaire (34) est sensiblement constante de la seconde extrémité du corps de buse jusqu'au seuil d'injection.
PCT/FR2007/002173 2006-12-27 2007-12-27 Buse d'injection de matière plastique en fusion WO2008102076A2 (fr)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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