Brevet FR2225271A1 — publié le 19741108

La présente invention est relative aux moyens mis en oeuvre pour assurer la réalisation de pièces ou d'objets divers par moulage à partir d'une matière plastique et en particulier de polystyrène expansé. Pour réaliser par moulage des objets divers en polystyrène expansé, il est nécessaire de prévoir une phase d'alinentation en matière première, puis une phase d'éjection de ltob- jet moulé par rapport à la matrice de i-#ormage. Ces deux opéra tions posent certains problèmes lorsqu'il s'agit du polystyrène qui présente, d'une part, une faible densité entraînant des difficultés de remplissage du moule et, d'autre part, une faible résistance mécanique aux contraintes ponctuelles entraînant des difficultés d'éjection. Rn effet, dans le cas de réalisation d'objets ou de produits en forme de récipients de faible section Lais à parois périphériques de surface relativement grande, il est indispensable de placer l'orifice d'injection de la matière première dans le moule au niveau du point médian de la section en vue u'assurer un remplissage et une répartition convenables de la matière.Une telle disposition pose alors le problème de la nise en place d'un éjecteur dont la section d'appui est obligatoirement réduite au fait de la faible surface disponible pour son ontage. En plus, l'éjecteur est décalé par rapport au centre du cule, de sorte que l'éjection s'effectue dans de mauvaises conditions en ayant fréquemuent pour résultat la détérioratiOn de la section de l'objet ou de la pièce sur laquelle agit l'éjecteur. Pour remédier à cet inconvénient, on a proposé d'inverser la disposition relative des moyens d'injection et d'éjection. l'éjecteur est, dans un tel cas, disposé au centre la section, tanuis que l'injecteur est décalé latéralement. ne telle aisposition permet d'éviter les risques de aWLér-ora- tion au sonnent de l'opération d'éjection mais a pour conséquence un fort pourcentage de rebut d# au aéfaut de remplissage et de répartition de la matière première dans le moule. les caractéristiques particulières du polystyrène font également natte un autre roblbne lorsqu'il s'agit de la réalisation de récipients de brande section. En effet, dans un tel cas il est possible de munir le fond du moule d'un injecteur médian mais il est alors nécessaire d'avoir recours à un grand nombre d'éjecteurs périptlériques ou latéraux ce qui accroft le prix de revient du moule sans pour autant supprimer les risques de détérioration pouvant résulter de la-mise en oeuvre d'éjecteurs de faible surface d'appui. On a proposé aussi de réaliser des dispositifs injecteur-éjecteur comprenarlt un élément tubulaire d'injection contenant une tige centrale mobile axialement pour former éjecteur. Une telle réalisation ne permet pas de résoudre les problèmes ci-dessus car la tige formant éjecteur présente obligatoirement une section relativement faible et endommage les produits moulés au moment de l'éjection. La présente invention résout les problèmes ci-dessus en créant un dispositif d'injection et d'éjection permettant dans tous les cas d'obtenir un remplissage convenable du moule et, de procéder à l'opération de démoulage sans risque de détérioration de la pièce ou de l'objet moulé. Conformément à l'invention, le dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend au moins une canne tubulaire montée libre de coulisser avec étanchéité à travers le calisson de support d'une partie femelle d'un moule et munie extérieuremerit audit caisson d'un corps creux délimitant, d'une part, un prolongement tubulaire débouchant dans la canne et relié à un réservoir d'alimentation en matière première et, d'autre part, au moins un vérin à double effet contenant un piston prolongé par au moins une tige interne à la canne dont l'extrémité opposée au corps creux est munie d'un embout traversant la partie femelle du moule pour constituer, d'une part, un élément d'injection dont la section est contrée par la tige et, d'autre part, un élément d'éjection dont l'extension à l'intérieur de la partie femelle du moule résulte du déplacement de l'ensemble du dispositif sous l'action d'un organe de commande. Diverses autres caractéristiques de l'invention res sortesst d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des fores de réalisation de l'objet de i'ins 1 sont représentées, à titre d'exemples non limitatIfs, aux dessins annexés. La fig. 1 est une coupe-élévation 'une installation de moulage comportant un dispositif conforme à l'invention. les fig. 2 et 3 sont des coupes-élévations analogues à la fig. 1 mais montrant deux phases particulières de fonctionnement du dispositif La fig. 4 est une coupe-élévation analogue à la fig. 1 et représentant une variante de réalisation de l'un des éléments constitutifs du dispositif. Selon la fig. 1, le dispositif, désigné dans son ensemble par la référence 1, est adapté sur une installation de moulage comprenant un caisson 2, mobile dans l'un ou l'autre sens de la flèche fî' , et un caisson fixe 3. les caissons 2 et 3 sont en relation avec deux circuits 4 et 5 d'amenée et de retour d'un fluide d'expansion tel que de la vapeur. les caissons 2 et 3 sont fermés sur leurs faces en regard par deux plaques 6 et 7 supportant les éléments complémentaires d'un moule 8 par exemple destiné à la réalisation d'un récipient tubulaire cylindrique ouvert à l'une de ses extrémités.A cet effet, la plaque 6 supporte une partie mtle 9 tubulaire destinée à pénétrer dans une partie femelle complémentaire 10 portée par la plaque 7 pour étre disposée à l'intérieur du caisson 5. 3ien que cela ne soit pas représenté, la partie male 9 et la partie femelle 10 sont munies de buses d'intercommunication entre le volume interne des caissons 2 et 3 et la cavité de moulage 11 délimitée par les parties complémentaires 9 et 10 du moule 8o le dispositif selon l'invention comprend une canne tubulaire 12 montée libre de coulisser avec étanchéité dans une bague de guidage 13 portée par la paroi du caisson 3. La canne 12 est engagée avec possibilité de coulissement dans la paroi transversale 14 de la partie femelle 10 laquelle délimite un siège 15 pour la réception de la collerette 16 d'un embout 17 porté par la canne tubulaire 19. A l'opposé de l'embout 17, la canne 12 supporte å. ltextérieur du caisson 3 une bride 18 sur laquelle est fixé un corps de distribution 19 délimitant, selon l'axe de la canne 12, un cylindre 20 fermé par un bouchon 21. le cylindre 20 continent un piston 22 prolongé par une tige 23 qui est guidée dans un alésage 24 du corps 19 et dans un trou 25 présenté par l'embout 17. La tige 23 présente une longueur clìoisie pour affleurer la collerette 15 lorsque le piston 22 est placé dans le fond du cylindre 20 qui communique par deux canalisations 26 et 27 avec un distributeur de fluide quelconque sous pression. le corps 19 forme également un probngement tubulaire 28 débouchant à l'intérieur de la canne 12. Le prolongement 28 est relié à un' réservoir 29 de matière première telle que des granules de polystyrène pré-expansé. Le prolongement tubulaire 28 forme, par ailleurs, un raccord 30 branché à une source de production d'air comprimé, Le dispositif décrit ci-dessus est maintenu dans la position stable, telle que celle représentée à la fig. 1, parol'intermédiaire d'un organe élastique 31 par exemple constitué par un ressort héli- cotidal travaillant à la compression enfilé concentriquement à la canne 12 pour prendre appui sur la bride 18 et sur le caisson 3. Le dispositif 1 est monté sur le caisson 3, de manière que la canne 12 coincide avec l'axe du moule. Dans la position selon la fig. 1, le piston 22 est maintenu dans le fond du cylindre 20, de sorte que la tige 23 ferme l'embout 17. Pour mettre le dispositif en état de fonctionnement lors d'une opération de moulage, on assure l'alimentation du cylindre 20 en fluide sous pression par l'intermé-. diaire de la tubulure 26 pour déplacer le piston 22 dans le sens de la flèche f2-jusqn'en butée contre le bouchon 21. La tige 23 effectue ainsi sa course de rétraction à l'intérieur de la canne 12 et libère totalement la section de passage de l'embout 17 mettant ainsi en relation, comme cela apparat à la fig. 2, la c-avité de moulage 11 avec le prolongement 28 par l'intermédiaire de la canne 12. De l'air comprimé est ensuite introduit dans le prolongement 28 par le raccord 30 pour être dirigé dans la cavité 11 au-delà de laquelle il peut s'échapper par les buses d'intercommunication ou par une section de fuite volontairement ménagée par exemple au niveau du plan de joint entre la partie femelle 10 et la plaque support 6. La dépression engendrée dans le prolongement tubulaire 28 par la circulation de l'air comprimé en aval du réservoir 29 assure l'entrainement des granules de plysstyrène préexpansé qui sont obligatoirement amenés à emprunter la canne 12 pour traverser l'embout 17 formant organe d'injection de la matière première dans la cavité de moulage 11. Lorsque le remplissage de cette dernière est effectué, le moule 5 est définitivement obturé, puis l'alimentation du cylindre 20 est inversée pour que le fluide sous pression amené par la tubulure 27 repousse le piston 22 contre le fond du cylindre 20.La tige 23 est ainsi amenée à obturer de nouveau l'embout d'injection 17 pour fermer complètement la cavité de moulage il qui peut alors être mise en relation avec le fluide d'expansion introduit dans les caissons 2 et 3 par les circuits 4 et 5. Après expansion et refroidissement de la matière introduite dans 12 cavité de moulage il, on commande le déplacement du caisson mobile 2 (fig. 3) en vue d'assurer l'extraction de la partie mâle 9 du moule 8. Après cette opération, on commande le déplacement d'une barre d'éjection 32 chargée de coopérer par exemple avec le bouchon 21 du cylindre 20. L'action de la barre d'éjection 32, dans le sens de la flèche ~37 provoque le déplacement de l'ensemble du dispositif 1 qui coulisse par la canne 12 dans la bague de guidage 13 contre l'action de l'organe élastique 31. L'embout 17 agit alors par sa collerette lo à la manière d'un éjecteur qui repousse l'objet moulé 33 hors de la partie femelle 10. La réalisation particulière du dispositif de l'in- vent ion décrit ci-dessus permet de combiner en un seul élément les moyens d'injection ainsi que les moyens d'éjection. Il s'ensuit que dans tous les cas, il devient ainsi possible d'assurer l'injection médiane favorable au parfait remplissage d'une cavité de moulage et de procéder à l'éjection de ltobået réalisé sans détérioration étant donné que la collerette 16 peut présenter avec embout 17 une surface relativement grande uniquement limitée par la section utile de la partie de moule 10. Une variante de réalisation est représentée aux fig. i et 2 selon lesquelles la tige 23 présente à proximité du piston 22 une rainure 34 pratiquée sur une distance axiale choisie pour mettre en communication le cylindre 20 et la canne -12 lorsque le piston occupe la position représentée à la fig. 2. la rainure 34 permet de supprimer le raccord 30 et de créer, à l'intérieur de la canne 12 au moyen du fluide d'alimentation du cylindre 20, une dépression suffisante pour assurer l'alimentation du moule 8 à partir du réservoir 29. Dans ce qui précède, il est précisé que le déplacement de l'ensemble du dispositif est assuré par une barre d'éjection 32 qui peut éventuellement être remplacée par tout autre dispositif mA en corrélation avec le cycle de fonctionnement de la machine. Une telle variante est illustrée par la fig. 4 selon laquelle le dispositif 1 est associé à un vérin de commande 35 à double effet dont la tige 36 est fixée au bouchon 21. La mise en oeuvre au vérin 35 permet de supprimer le ressort 31 et de commander de façon positive et parfaitement contr#lable le point de départ ainsi que l'amplitude de la course d'éåection. Quelle que soit la forme de réalisation particulière, il peut titre envisagé de réaliser le dispositif pour lui faire comporter au moins deux cannes parallèles 12 associées à autant de tiges 23 qui peuvent titre commandées en déplacement par un piston commun 22 ou par des pistons individuels logés dans un corps commun 19. Il devient ainsi possible de constituer un organe d'injection ou d'apport de matière première de plus grand débit susceptible autre mis en oeuvre pour réduire le temps de remplissage des moules de faible volume ou pour assurer la répartition et l'alimentation convenables des cavités de moulage de grande capacité. Il y a lieu de noter que la collerette 16 formée par l'embout 17 peut être réalisée selon un modèle unique correspondant par exemple à la plus petite section disponible. De même, il peut être prévu également de réaliser la collerette 16 sous la forme d'une coupelle interchangeable fixée de façon amovible sur l'embout 17 et correspondant exactement au siège 15 délimité par la partie femelle 10 du moule 8. L'invention n'est pas limitée aulu exemples de réalisation représentés et décrits en détail,. car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. S E V E N D I C A T I O z S 1 - Dispositif injecteur-éjecteur pour le moulage de pièces ou ulobjetsen matière plastique, notamment en polystyrène expansé, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une canne tubulaire montée libre de coulisser avec étanclléité à travers le caisson de support d'une partie femelle d'un moule et munie extérieurerent audit caisson d'un corps creux délimitant, d'une part, un prolongement tubulaire débouchant dans la canne et relié à un réservoir d'alimentation en matière première et, d'autre part, au moins un vérin à double effet contenant un piston prolongé par au moins une tige interne à la canne dont l'extrémité opposée au corps creux est munie d'un embout traversant la partie femelle du moule pour constituer, d'une part, un élément d'injection dont la section est contre lée par la-tige et, d'autre part, un élément d'éjection dont l'extension à l'intérieur de la partie femelle du moule résulte du déplacement de l'ensemble du dispositif sous l'action d'un organe de commande. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé eu ce qu'il comprend au moins une canne tubulaire montée libre de coulisser dans une bague portée par le caisson à l'intrérieur duquel la partie terminale de la canne est munie d'un embout tubulaire délimitant un alésage d'injection dont la section est contrée par la tige du vérin à double effet porté par le corps qui est en relation d'une part, avec un réservoir d'alimentation de matière première et, d'autre part, avec une source de production de fluide sous pression débouchant dans la canne en aval du réservoir de matière première. 3 - Dispositif suivant la revendication 1 ou 2,caractérisé en ce que la partie de la canne interne au caisson traverse avec possibilité de coulissement étanche la paroi en regard de la partie femelle du moule qui délimite un siège d'appui pour une collerette présentée par Embout pour constituer un élément d'éjection de l'objet ou pièce réalisé par moulage. 4 - Dispositif suivant l'une des reverldications i à 3, caractérisé en ce que la canne contient intérieurement au moins une tige reliée à au moins un piston disposé dans un cylindre délimité par le corps pour constituer un vérin à double effet dont la course maximale est choisie pour amener l'extrémité de la tige d'une position, dans laquelle elle affleure la surface de la collerette affleurant elle-même la face interne de la partie femelle du moule traversé par l'embout, à une autre position dans laquelle elle dégage totalement l'alésage dudit embout pour mettre en relation le volume interne de la partie femelle du moule avec celui de la canne qui est lui-m#me relié au réservoir d'alimentation. 5 - Dispositif suivant la revendication i, caractérisé en ce que le vérin à double effet commaudant la tige est alimenté avec un fluide sous pression identique à celui délivré à l'intérieur du dispositif en aval du réservoir d'alimentation en matière première. 6 - dispositif suivant la revendication I, caractérisé en ce que la tige est reliée au piston du vérin à double effet et présente une rainure pratiquée pour-mettre en commu- nication le volume interne de la canne et celui du cylindre lorsque ledit piston occupe dans le cylindre la position correspondant au retrait de la tige par rapport à l'embout. 7 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que organe de commande produisant le coulissement axial du dispositif au cours d'une phase d'éjection agit de façon antagoniste à unvorgaae élastique de rappel constitué par un ressort interposé entre le caisson et le corps solidaire de la canne. 8 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de commande produisant le coulissement axial du dispositif est constitué par un vérin à double effet.