FR2483318A1 - Injection moulding device - in which injection section is moved bodily to the mould and includes facility for avoiding breaking reinforcing fibres - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention est relative à un dispositif d'injection de matières plastiques élastomères ou autres matières analogues. Ce dispositif peut-être utilisé en particulier mais, non exlusivement, pour 1'injection de matières plastiques chargées telles des matières thermodurcissables chargées de fibres de verre. The present invention relates to a device for injecting elastomeric plastics or other similar materials. This device can be used in particular, but not exclusively, for the injection of charged plastics such as thermosetting materials filled with glass fibers.
Dans les dispositifs d'injection connus, la matière est malaxée par une vis située dans un fourreau puis injectée dans un moule par déplacement de cette vis dans le fourreau. Pour éviter qu'au cours de la phase d'injection la matière malaxée ne remonte dans la vis, celle-ci est munie à son extrémité d'un dispositif formant clapet, ce clapet se fermant automatiquement lors de lRinjectionç
Ce dispositif formant clapet présente l'inconvénient que, lors du malaxage de la matière par la vis, il oblige la matière à suivre un parcours sinueux, ce qui provoque une destruction des propriétés de la matière, et, en particulier, une cassure des fibres de verre lorsque la matière est chargée en fibres de verre.In known injection devices, the material is kneaded by a screw located in a sheath and then injected into a mold by displacement of this screw in the sheath. To avoid that during the injection phase the kneaded material does not go back into the screw, the latter is provided at its end with a device forming a valve, this valve closing automatically during the injection
This device forming a valve has the disadvantage that, during the kneading of the material by the screw, it forces the material to follow a sinuous path, which causes a destruction of the properties of the material, and, in particular, a breakage of the fibers. glass when the material is loaded with glass fibers.
Dans d'autres dispositifs connus, il est remédié à cet inconvénient en utilisant une vis placée dans un fourreau mobile avec lequel elle forme clapet à l'injection, le fourreau mobile, qui forme piston d'injection, étant monté coulissant dans un fourreau fixe, solidaire
du moule dans lequel doit être injectée la matière.In other known devices, this drawback is remedied by using a screw placed in a movable sheath with which it forms a valve for injection, the movable sheath, which forms the injection piston, being slidably mounted in a fixed sheath , united
of the mold into which the material is to be injected.
Ces derniers dispositifs, bien que supprimant la destruction de la matière, ont également de graves in convénients. En effet, comme le fourreau fixe est solidaire du moule, la matière malaxée contenue dans ce fourreau fixe avant injection est soumise à l'influence de la température du moule. C'est ainsi que, d'une part, dans le cas d'injection de matières thermoplastiques, le moule étant refroidi, le fourreau fixe est refroidi au contact du moule de sorte que la matière se durcit et vient boucher l'orifice d'injection et, d'autre part, dans le cas d'injection de matières thermodurcissables, le moule étant chauffé pour assurer la polymérisation de la matière, le fourreau fixe est également chauffé de sorte que la matière commence à polymériser dans le fourreau avant autre injectée. These latter devices, while suppressing the destruction of matter, also have serious drawbacks. Indeed, as the fixed sheath is integral with the mold, the kneaded material contained in this fixed sheath before injection is subjected to the influence of the temperature of the mold. Thus, on the one hand, in the case of injection of thermoplastic materials, the mold being cooled, the stationary sheath is cooled in contact with the mold so that the material hardens and clogs the orifice of injection and, on the other hand, in the case of injection of thermosetting materials, the mold being heated to ensure the polymerization of the material, the stationary sheath is also heated so that the material begins to polymerize in the sheath before other injection .
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et a pour objet un dispositif d'injection de matières plastiques, élastomères ou autres matières analogues du type comportant une vis de malaxage, coulissant dans un fourreau mobile pour former clapet, lui m8me coulissant dans un fourreau fixe, des moyens d'ac actionnement la vis pour l'injection de la matière dans un moule caractérisé en ce que des moyens de solidarisation relient le fourreau fixe aux moyens d'actionnement, l'ensemble du dispositif d'injection pouvant être déplacé par rapport au moule. The present invention aims to remedy these drawbacks and relates to an injection device for plastics, elastomers or other similar materials of the type comprising a kneading screw, sliding in a movable sheath to form a valve, itself sliding in a fixed sheath, actuation means the screw for injecting the material into a mold characterized in that securing means connect the fixed sheath to the actuation means, the entire injection device can be moved relative to the mold.
Grâce à cette disposition, le fourreau fixe n'étant plus lié au moule, il est possible d'éloigner du moule le dispositif d'injection pendant la période de malaxage de la matière et de n'amener ce dispositif au contact du moule qu'au nomment de l'injection de cette matière dans le moule. Thanks to this arrangement, the fixed sheath no longer being linked to the mold, it is possible to move the injection device away from the mold during the period of mixing the material and to bring this device into contact with the mold only in the name of the injection of this material into the mold.
D'autres caractéristiques et avantages apparattront au cours de la description qui va suivre
Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple
- le Fig. 1 est une vue schématique en coupe d'un dispositif d'injection selon l'invention en position après injection de la matière,
- la Fig. 2 est une vue schématique en coupe d'un dispositif d'injection selon l'invention en position de malaxage de la matière,
- la Fig. 3 est une vue schématique partielle en coupe, à plus grande échelle que celle de la Fig. f, d'un dispositif d'injection selon l'invention en position après injection de la matière,
- le Fig. 4 est une vue schématique partielle en coupe, à plus grande échelle que celle de la Fig. 2, d'un dispositif selon l'invention en position de malaxage de la matière.Other characteristics and advantages will appear during the description which follows
In the accompanying drawings, given only by way of example
- Fig. 1 is a schematic sectional view of an injection device according to the invention in position after injection of the material,
- Fig. 2 is a schematic sectional view of an injection device according to the invention in the mixing position of the material,
- Fig. 3 is a partial schematic view in section, on a larger scale than that of FIG. f, of an injection device according to the invention in position after injection of the material,
- Fig. 4 is a partial schematic view in section, on a larger scale than that of FIG. 2, of a device according to the invention in the mixing position of the material.
Suivant ltexemple représenté aux Fig. 1 et 2, l'invention est appliquée au moulage de pièces en matière plastique dans un moule M solidaire d'un bâti B. According to the example shown in Figs. 1 and 2, the invention is applied to the molding of plastic parts in a mold M secured to a frame B.
Sur ce mame bâti B est monté coulissant, sous 1'ac- tion d'un vérin V, un dispositif d'injection I selon la présente invention. On this same frame B is slidably mounted, under the action of a jack V, an injection device I according to the present invention.
Ce dispositif d'injection I selon l'exemple représenté aux Fig. 1 à 4, se compose
- d'une semelle 1, formant bâti au dispositif d'injection, coulissant sur le bâti B sous l'action du vérin
V, et portant deux plateaux parallèles, le premier 2 et le second 3, reliés entre eux par quatre colonnes 4 parallèles entre elles,
- d'un dispositif de malaxage et d'injection formé d'un cylindre ou fourreau fixe 5 solidaire du premier plateau 2 par deux plaques planes parallèles 6 formant moyens de solidarisation et situées de part et d'autre d'un second cylindre ou fourreau mobile 7, coulissant dans le fourreau fixe 5 et dans le premier plateau 2, et, portant une trémie 8 d'alimentation en matière plastique. A l'intérieur du fourreau mobile 7 est montée coulissante une vis de malaxage 9.Le fourreau fixe 5 est muni du c8té du moule M d'une buse ou orifice de sortie 10 destiné à venir s'appliquer contre le moule et muni d'un robinet de sectionnement ti. Le fourreau mobile 7 comporte, à son extrémité du caté du moule, une buse 12 de forme générale cynique destinée à coopérer avec ltextrémité c8nique 13 de la vis de malaxage 9 pour former clapet,
- des moyens d'actionnement du dispositif d'injection et de malaxage contitués par un vérin d'injection 14, à un fond formé par le second plateau 3 et un cylindre 15 et à piston 16.Le piston 16 porte, à son extrémité opposée à la vis 9, un moteur électrique ou hydraulique 17 qui entratne la vis 9 en rotation par l ' intermé- diaire d'une tige 18, libre en rotation à l'intérieur du piston 16, mais solidaire en translation par l'inter- médiaire d'une tige 19 s'appuyant d'une part sur le piston 16 et d'autre part sur une plaque butée 20 solidaire du piston 16. L'extrémité du fourreau mobile 7, opposée à la buse, est formée d'une plaque collet 21, parallèle à la plaque butée 20, et à laquelle elle est solidaire par deux vérins 22 diamétralement opposés, à cylindre 23 solidiaire de la plaque collet 21 et piston 24 solidaire de la plaque butée 20.This injection device I according to the example shown in FIGS. 1 to 4, consists
- a sole 1, forming a frame for the injection device, sliding on the frame B under the action of the jack
V, and carrying two parallel plates, the first 2 and the second 3, interconnected by four columns 4 parallel to each other,
- a kneading and injection device formed by a fixed cylinder or sheath 5 secured to the first plate 2 by two parallel flat plates 6 forming fastening means and located on either side of a second cylinder or sheath mobile 7, sliding in the fixed sleeve 5 and in the first plate 2, and carrying a hopper 8 for supplying plastic. Inside the movable sheath 7 is slidably mounted a kneading screw 9. The fixed sheath 5 is provided with the mold side M8 of a nozzle or outlet orifice 10 intended to come to be applied against the mold and provided with a shut-off valve ti. The movable sheath 7 comprises, at its end of the mold cat, a nozzle 12 of generally cynical shape intended to cooperate with the c8nic end 13 of the kneading screw 9 to form a valve,
- Means for actuating the injection and kneading device formed by an injection cylinder 14, at a bottom formed by the second plate 3 and a cylinder 15 and with piston 16. The piston 16 carries, at its opposite end to screw 9, an electric or hydraulic motor 17 which drives the screw 9 in rotation by means of a rod 18, free in rotation inside the piston 16, but integral in translation by the medial of a rod 19 resting on the one hand on the piston 16 and on the other hand on a stop plate 20 integral with the piston 16. The end of the movable sheath 7, opposite the nozzle, is formed of a collar plate 21, parallel to the stop plate 20, and to which it is secured by two cylinders 22 diametrically opposed, to cylinder 23 solid of the collar plate 21 and piston 24 secured to the stop plate 20.
Le dispositif selon l'jnventjoii fonctlornle de la manière suivante
Le vérin V étant en position telle que le dispo sitif d'injection I est éloigné du moule M, le piston 16 étant en position avancée, contre le second plateau 3, et les vérins 22 étant non alimentés, d'une part la vis 9 et d'autre part le fourreau mobile 7 sous l'action de la plaque collet 21, sont en position avancée, contre la buse 10 du fourreau fixe 5 (position représentée aux
Fig. 1 et 3).The device according to the jnventjoii works in the following manner
The jack V being in position such that the injection device I is distant from the mold M, the piston 16 being in the advanced position, against the second plate 3, and the jacks 22 being unpowered, on the one hand the screw 9 and on the other hand the movable sheath 7 under the action of the collar plate 21, are in the advanced position, against the nozzle 10 of the fixed sheath 5 (position shown in
Fig. 1 and 3).
On recule le piston 16 d'une longueur L de manière à ouvrir un canal de passage 25 entre l'extrémité canique 13 de la vis 9 et l'extrémité 12 du fourreau mobile 7. Ainsi, le piston 24 recule de cette meme longueur L dans le cylindre 23 du vérin 22. On alimente alors les vérins 22.Puis, le moteur 17, entraînant en rotation la vis 9 et la trémie 8 étant alimenté en matière plastl#iuo, celle-ci est malaxée et poussée vers la chambre 26 limitée par l'extrémité 12 du fourreau mobile et le rob:LIlet de sectionnement 11 en position fermée. la matière de cette chambre 26 étant comprimée par la vis 9, elle provoque un recul de l'ensemble fourreau mobile 7 - vis 9 et piston 16 du vérin d'injection, les vérins 22 empêchant la fermeture du canal 25. The piston 16 is moved back by a length L so as to open a passage channel 25 between the canic end 13 of the screw 9 and the end 12 of the movable sheath 7. Thus, the piston 24 moves back by this same length L in the cylinder 23 of the jack 22. The jacks 22 are then supplied. Then, the motor 17, driving the screw 9 and the hopper 8 in rotation being supplied with plastl # iuo material, the latter is kneaded and pushed towards the chamber 26 limited by the end 12 of the movable sheath and the rob: LIlet sectioning 11 in the closed position. the material of this chamber 26 being compressed by the screw 9, it causes a retraction of the movable sleeve assembly 7 - screw 9 and piston 16 of the injection cylinder, the cylinders 22 preventing the channel 25 from closing.
Lorsque la quantité de matière désirée pour une opération de moulage est malaxée, l'entrainement en rotation de la vis 9 est arrêté. (position représentée aux Fig. 2 et 4). When the quantity of material desired for a molding operation is kneaded, the rotation drive of the screw 9 is stopped. (position shown in Figs. 2 and 4).
Sous l'action du vérin V , le dispositif d'injection
I vient en appui sur le moule M. Puis les vérins 22 n'étant plus alimentés sous l'action du vérin 14, la vis 9 est poussée vers le moule M, entraînant avec elle le fourreau mobile 7 sur lequel son extrémité vient en appui en fermant le canal 25. La vis 9 comprimant alors la matière contenue dans la chambre 26, le fourreau fixe étant solidaire par les plaques planes parallèles 6 des plateau: 2 - 3 et du cylindre 15 et le robinet de sectionnement 11 étant ouvert, la matière de la chambre 26 est alors inroduite dans le moule M jusqu'à ce que la buse 12 du fourreau mobile soit au contact de l'extrémité du fourreau fixe.Under the action of cylinder V, the injection device
I comes to bear on the mold M. Then the jacks 22 are no longer supplied under the action of the jack 14, the screw 9 is pushed towards the mold M, carrying with it the movable sheath 7 on which its end comes to bear by closing the channel 25. The screw 9 then compressing the material contained in the chamber 26, the fixed sheath being secured by the parallel flat plates 6 of the plates: 2 - 3 and the cylinder 15 and the shut-off valve 11 being open, the material of the chamber 26 is then introduced into the mold M until the nozzle 12 of the movable sheath is in contact with the end of the fixed sheath.
L'injection de la matière étant terminée, l'ensemble du dispositif d'injection est éloigné du moule par le vérin V. Un nouveau cycle peut alors recommencer pour injecter une nouvelle pièce. The injection of the material being finished, the entire injection device is moved away from the mold by the jack V. A new cycle can then start again to inject a new part.
Grâce à l'invention, il est possible d'avoir un dispositif d'injection déplaçable par rapport au moule afin de limiter au maximum les temps de contact entre le moule M et le fourreau fixe 5. Cette limitation de contact permet d'éviter les transferts de chaleur et/ou de froid entre le moule et le dispositif d'injection. La chaleur pour l'injection des matières thermodurcissables -ou le froid dans le cas des matières thermoplastiques créant dans la buse 10 et IL chambre 26 du fourreau fixe 5 respectivement une polymérisation de la matière ou son durcissement par refroidissement. Ce déplacement du dispositif d'injection par rapport au moule est obtenu grâce à la solidarisation du fourreau fixe 5 au vérin d'injection 14 par les plaques parallèles 6. Thanks to the invention, it is possible to have an injection device which can be moved relative to the mold in order to limit as much as possible the contact times between the mold M and the fixed sleeve 5. This contact limitation makes it possible to avoid heat and / or cold transfers between the mold and the injection device. The heat for the injection of thermosetting materials - or the cold in the case of thermoplastic materials creating in the nozzle 10 and IL chamber 26 of the sheath 5 respectively fixes a polymerization of the material or its hardening by cooling. This displacement of the injection device relative to the mold is obtained by securing the fixed sheath 5 to the injection cylinder 14 by the parallel plates 6.
L'invention permet également l'injection des matières plastiques, en particulier de matières thermodurcissables, chargées de fibres de verre ou autres fibres carle canal de passage 25 de longueur L formant clapet permet le passage de ces matières sans occasionner des cassures#de ces fibres. Les fibres contenues dans la matière injectée peuvent ainsi autre de longueur suffisante à la réalisation de pièces injectées à résistance mécanique élevée. C'est le mouvement provoqué par les vérins 22 qui assure le maintien ouvert de ce canal 25 au moment du malaxage de la matière. The invention also allows the injection of plastics, in particular thermosetting materials, loaded with glass fibers or other fibers. Carle passage channel 25 of length L forming a valve allows the passage of these materials without causing breakage # of these fibers . The fibers contained in the injected material can thus also be of sufficient length for the production of injected parts with high mechanical strength. It is the movement caused by the jacks 22 which keeps this channel 25 open when the material is kneaded.
Un autre avantage de l'invention et que, comme le fourreau mobile 7 ne se déplace que d'une faible longueur par rapport à la vis, la matière introduite par la trémie 8 est malaxée sur une longueur quasiment constante ne dépendant pas de la longueur de la chambre 26. Another advantage of the invention and that, as the movable sheath 7 only moves a short length relative to the screw, the material introduced by the hopper 8 is kneaded over an almost constant length which does not depend on the length from room 26.
La matière est ainsi toujours correctement traitée.The material is thus always correctly treated.
Lors de l'injection, comme la vis 9 assure le déplacement du fourreau mobile par son extrémité 13, les vérins 22 n'ont pas besoin de transmettre l'effort élevé d'injection mais uniquement le maintien de l'effort de séparation du fourreau mobile 7 et de la vis 9.Ceci est possible car les vérins 22 étant solidaires d'une part du fourreau mobile et d'autre part du piston d'injection 16, ils peuvent assurer le positionnement relatif fourreau mobile-vis. During the injection, as the screw 9 ensures the displacement of the movable sheath by its end 13, the jacks 22 do not need to transmit the high injection force but only the maintenance of the force of separation of the sheath mobile 7 and the screw 9. This is possible because the jacks 22 being integral on the one hand with the movable sleeve and on the other hand with the injection piston 16, they can ensure the relative positioning of the movable sleeve with screws.
Les plaques 6 de solidarisation du fourreau fixe 5 aux moyens d'actionnement de la vis étant situés de part et d'autre de la trémie 8, il est possible d'utiliser une trémie d'alimentation de grandes dimensions afin de faciliter l'alimentation en matièrmplastiques chargées par des fibres de verre, cette alimentation étant réalisée sans les détériorer. The plates 6 for securing the fixed sheath 5 to the screw actuation means being located on either side of the hopper 8, it is possible to use a large feed hopper in order to facilitate feeding made of plastics loaded with glass fibers, this feeding being carried out without damaging them.
Bien qu'elle n'ait été décrite que pour l'exemple ci-dessus, la présente invention en englobe également toutes les variantes. Although it has only been described for the above example, the present invention also encompasses all variants thereof.
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