Brevet FR2221206A1 — publié le 19741011

La présente invention se rapporte à une machine de moulage sous pression, de moulage par injection ou similaire comprenant un corps, un premier et un second éléments montés sur le corps et qui, lorsque la machine est en service, sont déplacés l'un par rapport à l'autre entre une première et une seconde positions, les éléments ou parties respectives portés par eux étant appliqués l'un contre l'autre dans la première position, alors que dans la seconde, les éléments ou parties portés par eux sont espacés l'un de l'autre, un dispositif d'actionnement pour produire ledit mouvement relatif et pour établir une pression de contact entre les éléments ou parties portés par eux dans la première position, ainsi que plusieurs colonnes qui sont orientées parallèlement à la direction dudit mouvement relatif et qui sont agencées de manière à absorber collectivement la contrainte engendrée lors du fonctionnement du dispositif d'actionnement en vue d'établir ladite pression de contact, les colonnes étant alors soumises à une contrainte de tension. L'invention est applicable principalement à une machine de moulage sous pression, mais il va de soi qu'elle peut être utilisée avec d'autres formes de machines, par exemple une machine de moulage par injection dans laquelle il se pose des problèmes similaires ou analogues. Dans une machine de moulage sous pression, il est d'une pratique courante de prévoir deux éléments porteurs (respectivement d'un premier et d'un second éléments de moule) le premier élément porteur étant monté dans une position fixe sur le corps de la machine, tandis que l'autre est mobile et est déplacé par le dispositif d'actionnement de façon à être rapproché ou écarté de l'élément fixe. Lorsque l'élément mobile est rapproché de l'élément fixe, les éléments de moule portés par les deux éléments porteurs viennent s'appliquer l'un contre l'autre par leurs surfaces de séparation ou de jointoiement et ils sont maintenus par le dispositif d'actionnement dans une position de fermeture définissant la cavité de moulage.Le dispositif d'actionnement comprend classiquement un mécanisme qui produit une force de fermeture extrêmement élevée, en maintenant les éléments de moule en contact l'un avec l'autre, par exemple un mécanisme à genouillère dont les bras se trouvent dans une position d'alignement ou presque lorsque les éléments porteurs sont placés dans la première position mentionnée ci-dessus. Pour faire en sorte que les surfaces d'application des éléments de moule restent parfaitement parallèles entre elles, il est d'une pratique courante de prévoir plusieurs colonnes, se présentant avantageusement sous la forme de barres, qui sont reliées à l'élément porteur fixe en des positions réparties sur sa périphérie et qui sont également reliées à un support destiné à porter le dispositif d'actionnement ou une partie de ce dernier. Théoriquement, ces colonnes sont soumises à des contraintes égales et, lorsque les éléments porteurs sont amenés dans leur première position, la contrainte a une valeur prédéterminée qui est suffisante pour empêcher un échappement de métal hors de la cavité de moulage entre les surfaces d'application des éléments de moule l'un contre l'autre dans le plan de joint, mais qui est inférieure à une valeur qui produirait une usure ou un endommagement excessif du dispositif d'actionnement ou d'autres parties de la machine. Au bout d'une certaine période de fonctionnement, la température des éléments de moule augmente et la dimension qu'ils définissent collectivement entre les éléments porteurs mobile et fixe croit du fait que leur dilatation thermique est supérieure à celle des colonnes. Il en résulte que la pression de contact entre les faces de joints des éléments de moule peut augmenter au-delà de la valeur correcte. En outre, les tontraintes absorbées par les colonnes peuvent devenir inégales par suite d'une différence d'échauffement entre une colonne et une autre, ou bien pour d'autres causes. Dans les réapisations connues, on consacre beaucoup de temps et d'habileté à régler les écrous de tension qui sont prévus sur les colonnes, afin de faire en sorte qu'elles soient sollicitées par des contraintes aussi égales que possible. Suivant l'invention, au moins un desdits premier et second éléments porteurs d'éléments de moule est monté de façon à coulisser sur lesdites colonnes et à être guidé par celles-ci et on interpose dans le trajet de transmission de contrainte correspondant à chaque colonne une chambre respective qui, lorsqu'elle est en service, est remplie d'un fluide par l'intermédiaire duquel ladite contrainte est transmise, toutes les chambres communiquant l'une avec l'autre en vue d'égaliser les pressions du fluide qu'elles contiennent. Avec cette construction, on maintient une relation prédéterminée entre les contraintes produites dans les différentes colonnes. Par exemple, si les colonnes ont la forme de barres présentant la même section droite et si les chambres associées aux colonnes ont toutes la même construction, des contraintes égales sont maintenues dans toutes les colonnes. De#préférence, les chambres communiquent toutes avec un dispositif de sécurité à la pression. Ce dispositif de sécurité à la pression agit de façon à empêcher l'application d'une pression de contact excessive entre le premier et le second éléments ou bien entre des organes portés par ceux-ci et pour empêcher les colonnes et les composants du dispositif d'actionnement d'être sollicités excessivement. Le dispositif de sécurité à la pression peut agir de façon à empêcher la contrainte s'exerçant dans les colonnes de dépasser une valeur maximale prédéterminée ou de façon à réduire la saleur d'augmentation de la contrainte dans les colonnes par comparaison à l'augmentation qui se produirait en l'absence du dispositif de sécurité. En conséquence, ce dispositif de sécurité peut comprendre une soupape de sûreté qui a pour fonction de limiter la pression pouvant régner dans lesdites chambres.En outre, ou en variante, le dispositif de sécurité à la pression peut comprendre un réservoir dont au moins une partie supérieure contient un fluide gazeux sous pression, les chambres étant remplies de liquide et la disposition étant telle que du liquide puisse être expulsé des chambres dans une partie inférieure du réservoir. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaitront à la lecture de la description suinte et des figures jointes données à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 représente schématiquement une machine de moulage sous pression suivant l'invention, les éléments porteurs étant représentés dans la seconde position la figure 2 est une vue en bout d'une machine de moulage sous pression correspondant à une vue faite suivant la flèche A de la figure 1 et à échelle agrandie par comparaison à cette figure 1; la figure 3 est une vue partielle de la machine faite suivant la flèche B de la-figure 2; et la figure 4 est une vue partielle de la machine faite à échelle encore agrandie -et montrant en coupe diamétrale une des chambres des figures 2 et 3, ainsi qu'une colonne associée à cette chambre. La machine de la figure 1 comprend un corps désigné par 10 et sur lequel est monté un élément porteur d'éléments de moule se presentant sous forme d'un plateau 11 qui est fixe par rapport au corps. Un autre élément porteur d'éléments de moule, également sous forme ,d'un plateau 12, est monté sur le corps de façon à coulisser en vue d'être rapproché ou écarté du plateau 11, le plateau 12 étant pourvu dans ce but d'une glissière 13 se déplaçant dans un guide 14 du corps 10. Les éléments de moule respectivement portés par les plateaux 11 et 12 ont été représentés simplement par leurs contours en 15 et 16. Sur le côté du plateau mobile 12 qui est éloigné du plateau fixe 11, il est prévu un dispositif d'actionnement désigné dans son ensemble par la référence 17. Il comprend un vérin à fluide 18 agencé pour être actionné hydrauliquement ou pneumatiquement et un mécanisme à genouillère 19 reliant la tige de piston du vérin au plateau mobile 12 porteur de coquille. Dans ce but, le mécanisme à genouillère comprend des paires supérieure et inférieure de bras de genouillère 20 et 21 représentés schématiquement, l'articulation de chaque paire de bras de genouillère étant reliée par une biellette d'égalisation 22 qui est elle-même reliée à la tige de piston 23 du vérin 18. Les bras de genouillère 20 et 21 sont articulés sur des blocs d'appui 24 et 25 solidaires du plateau mobile 12 et d'un support, se présentant également sous la forme d'un plateau 26 et monté de façon à coulisser sur le corps 12 en étant évidé pour permettre le passage de la tige de piston 23 du vérin. Le support 26 est relie au plateau fixe 11 par plusieurs colonnes ou tirants -se -présentant sous forme de barres 27 qui traversent des ouvertures ménagées dans le plateau mobile 12 et qui remplissent une fonction secondaire, à savoir le guidage de ce dernier et la contribution au maintien du parallélisme entre les plateaux porteurs d'éléments de moule 11 et 12. Les colonnes 27 se terminent à leurs extrémités de gauche, en regardant la figure 1, dans des embouts filetés passant par des trous ménagés dans le plateau fixe 11, ces embouts portant des écrous de fixation 28 qui sont serrés de façon que le plateau 11 vienne s'appliquer contre l'épaulement prévu dans la zone de jonction entre l'embout et la partie principale de la colonne correspondante. A l'autre extrémité, chaque colonne 27 comporte une partie filetée 31 sur laquelle est vissé un écrou de butée 29 s'appliquant contre la face de gauche du support 26. Un autre écrou de butée 30 est prévu sur la partie filetée de chaque colonne et sur le côté de droite du support 26. Entre chacun des écrous de butée 30 et la face de droite du support 26, il est prévu une unité 32 qui délimite une chambre annulaire comportant des parties de parois qui sont mobiles l'une par rapport à l'autre afin de faire varier le volume de la chambre. Une des unités 32 a été représentée en détail sur la figure 4 qui montre que cette unité comprend un composant intérieur 33 pourvu d'une partie 34 en forme de manchon s'emboîtant étroitement autour de la partie filetée 31 de la colonne associée ainsi que d'une collerette cylindrique 35 orientée radialement. L'unité 32 comprend en outre un composant extérieur 36 pourvu d'une partie 37 en forme de manchon s'emboîtant étroitement sur la face périphérique de la collerette 35, ainsi que d'une partie 38 en forme de collerette orientée radialement et s'emboîtant étroitement autour de la partie 34 en forme de manchon. Une chambre annulaire 39 est délimitée respectivement par les composants intérieur 33 et extérieur 36, une paroi axiale et la lisière radialement intérieure de la chambre étant constituées par des parties faciales du composant intérieur, tandis que l'autre paroi axiale et la lisière radialement extérieure sont constituées par des parties faciales du composant extérieur. Les composants intérieur et extérieur peuvent coulisser l'un par rapport à l'autre dans une direction axiale afin de faire varier le volume de la chambre 39. Le composant extérieur 36 est fixé par des vis sur un anneau 40 qui est lui-même fixé sur le support 26. Comme cela sera précisé dans la suite, lorsque la machine est en service, l'anneau 40 est soumis à une charge de compression et, en conséquence, les vis fixant l'anneau sur le support 26 et sur le composant extérieur 36 n'ont pas à résister à la force qui est transmise le long de la colonne 27. Un anneau de positionnement 41 est vissé sur la face extrême du composant extérieur 36 qui est éloignée du support 26. Cet anneau 41 est placé sur une partie radialement extérieure de la face terminale adjacente du composant intérieur 33. Des broches 42 fixées dans le composant intérieur sont engagées axialement dans des trous ménagés dans l'anneau de positionnement de manière à pouvoir glisser pour empêcher une rotation relative des composants# intérieur et extérieur tout en utilisant un mouvement relatif de glissementsdans une direction axiale. Les faces du manchon 37 et de la collerette 38 qui sont tournées radialement vers l'intérieur dans le composant extérieur sont pourvues d'évidements annulaires dans lesquels sont disposées des bagues d'étanchéité 43 et 44. Ces bagues d'étanchéité établissent un joint étanche aux fluides entre les composants intérieur et extérieur à l'une ou l'autre extrémité de la chambre 39, tout en permettant un mouvement relatif de glissement de ces composants. Deux douilles 45, pourvues chacune d'un filetage femelle, sont prévues dans le composant extérieur 36 et des conduits respectifs relient ces douilles à la chambre 39. Comme indiqué sur les figures 2 et 3, les unités 32 sont reliées l'une avec l'autre par des tuyaux 47 pourvus de raccords d'extrémité (non représentés) qui sont vissés dans les douilles 45. En conséquence, toutes les chambres 39 communiquent l'une avec l'autre, soit directement par l'intermédiaire d'un des tuyaux 47, soit indirectement par l'intermédiaire d'une autre chambre 39. Les chambres 39 communiquent également avec un dispositif de sécurité à la pression par l'intermédiaire d'un autre tuyau 48 et d'une soupape d'isolement 49. Le dispositif de sécurité à la pression comprend un réservoir 50 en forme de cylindre, disposé verticalement et monté sur une face latérale du support 26. Un conduit 51 relie l'extrémité inférieure du réservoir à la soupape d'isolement 49 et le réservoir est relié par son extrémité supérieure à un manomètre 52 et à une soupape de sûreté 53. Lorsque la machine est en service, les chambres 39, les tuyaux 47 et 48 et une partie inférieure du réservoir 50 sont remplis d'un fluide hydraulique tel que de l'huile classiquement utilisée dans des machines hydrauliques. Une partie supérieure du réservoir est remplie d'un gaz inerte qui est maintenu sous une certaine pression indiquée par le manomètre 52. Le gaz inerte peut être introduit dans le réservoir par l'intermédiaire de la soupape de sûreté 53 à partir d'une source pressurisée appropriée et, lorsque la pression dans le réservoir 50 atteint une valeur maximale prédéterminée, la soupape 53 s'ouvre de manière à décharger du gaz inerte, en empêchant ainsi la pression dans le réservoir d'excéder la valeur maximale prédéterminée. On peut introduire du fluide hydraulique dans la machine par l'intermédiaire d'une soupape d'entrée 54 reliée au tuyau 48. Il est prévu une soupape de purge 55, reliée de façon appropriée à un des tuyaux 47 pour décharger l'air des chambres 39 et des tuyaux 47 lorsque ceux-ci sont remplis de fluide hydraulique pour la première fois, ainsi que dans des opérations ultérieures de purge qui sont nécessaires pendant la durée de service de la machine. Lorsque la machine est en service, la fermeture des éléments de moule 15 et 16 par le dispositif d'actionnement 17 se traduit par l'établissement d'une pression prédéterminée entre les faces de joint des éléments de moule dans le plan d'application. Chacune des colonnes 27 est alors sollicitée par une tension, puisque la force exercée sur l'élément de moule 15 par l'élément de moule 16 est transmise au plateau 11, puis aux écrous 28, aux colonnes 27, aux écrous 30, aux ensembles 32, aux supports 26 et au mécanisme à genouillère 19. Les unités 32, le support 26 et les bras 20 et 21 du mécanisme à genouillère sont chacun soumis à une contrainte de compression. On empêche un aplatissement de chacune des chambres 39 lorsque les unités 32 sont soumises à une contrainte de compression en faisant intervenir la pression exercée par le li#quide à l'intérieur de la chambre 39 sur ses parois axiales. La tension produite dans chacune des colonnes 27 est par conséquent déterminée par la pression de fluide régnant dans la chambre associée 39. Puisque les colonnes 27 sont d'une construction identique, les unités 32 sont également d'une construction identique et les pressions régnant dans toutes les chambres 39 sont égales, de sorte que les colonnes sont soumises à des contraintes égales.En outre, la tension dans chaque colonne est limitée du fait que la pression régnant dans la chambre associée 39 ne peut pas augmenter au-delà d'une valeur maximale prédéterminée qui correspond à la pression d'ouverture de la soupape de sûreté 53. La soupape 53 peut être pourvue de moyens de réglage de la pression d'ouverture de la soupape pour décharger du gaz du réservoir 50, de sorte qu'un opérateur peut choisir la tension maximale à laquelle les colonnes 27 peuvent être soumises. Pendant une période de marche de la machine, du métal en fusion est injecté par un dispositif représenté schématiquement en 56 sur la figure 1 et par l'intermédiaire d'un conduit qui traverse le plateau fixe 11, de manière à pénétrer dans la cavité de moulage délimitée par les éléments de moule 15 et 16 en position de fermeture. Il en résulte un échauffement et une dilatation des éléments de moule 15 et 16, et, dans une certaine mesure, des plateaux ll et 12. Bien que les colonnes 27 puissent également s'échauffer dans une certaine mesure, leur augmentation de température est cependant bien inférieure à celle des éléments de moule. En conséquence, la dimension qui est définie collectivement par les éléments de moule entre les plateaux fixe et mobile 11 et 12 augmente par rapport aux longueurs des colonnes. Les unités 32 permettent d'éviter une augmentation excessive de la pression de contact entre les éléments de moule 15 et 16, qui se produirait autrement du fait de la dilatation de ces éléments par rapport aux colonnes. Lorsque la tension dans chaque colonne 27 augmente, le composant intérieur de l'unité associée 32 coulisse axialement par rapport à l'autre composant en vue de réduire la longueur hors-tout de l'unité 32. En conséquence, une partie du fluide hydraulique est refoulée hors de la chambre 39 vers le réservoir 50 par l'intermédiaire des tuyaux 47 et 48. Ce mouvement de fluide dans le réservoir produit une certaine compression du gaz inerte se trouvant à sa partie supérieure et, par conséquent, une augmentation de la pression du gaz et du liquide.Cependant, en marche normale, le volume du fluide refoulé hors des chambres 39 est relativement petit et l'augmentation de pression n'est pas suffisante pour endommager ou augmenter sensiblement l'usure des composants de la machine. Il est évident que,lorsque les éléments de moule 15 et 16 sont ouverts en cours de marche de la machine, la tension produite dans les colonnes 27 diminue légèrement, de sorte que chacune des chambres 39 peut se dilater en aspirant du fluide hydraulique à partir du réservoir 50. Une indication visuelle des positions relatives des composants intérieur 33 et extérieur 36 de chacune des unités 32 est fournie par la longueur des broches 42 qui dépassent de l'anneau de positionnement 41. Les positions relatives des composants intérieur et extérieur représentés sur la figure 4 correspondent à une tension minimale dans la partie filetée 31 de la colonne associée. Cette tension minimale est établie par réglage des écrous 29 par rapport aux écrous 30. De préférence, ces écrous sont réglés l'un par rapport à l'autre de manière que la tension produite dans la partie filetée de la colonne soit égale à la tension maximale engendrée dans la colonne pendant un cycle initial de travail de la machine, c'est-à-dire avant que les éléments de moule aient été chauffés.Lorsque la machine est réglée de cette manière, la pression régnant dans chacune des chambres 39 ne varie pas pendant le cycle initial de travail de la machine, mais, pendant des cycles ultérieurs, elle augmente légèrement lorsque les éléments de moule 15 et 16 sont appliques l'un contre l'autre avec une certaine pression de contact. Bien que dans le mode préféré de réalisation représenté sur les dessins, les chambres soient remplies de fluide hydraulique, il est possible de remplir ces chambres d'un fluide gazeux sous pression, auquel cas on peut supprimer le réservoir. Puisqu'un fluide gazeux est compressible, il exerce intrinsèquement un certain degré de sécurité à la pression et on peut prévoir une soupape de sûreté pour limiter la pression maximale pouvant régner dans les chambres. Dans une autre variante, les chambres contiennent un fluide hydraulique et le dispositif de sécurité à la pression est constitué par un élément élastique- à l'état solide qui peut s'infléchir de façon à produire une augmentation locale de l'espace disponible pour recevoir le liquide. De préférence, on place cet élément élastique dans un réservoir communiquant avec les chambres, mais il est évident que cet élément élastique pourrait être disposé à l'intérieur, ou former une paroi d'une des chambres proprement dites. Des tensions égales seraient maintenues dans les colonnes puisque les chambres communiqueraient l'une avec l'autre. Il est évident que, lorsque les unités 32 sont reliées entre elles mais ne sont pas raccordées à un dispositif de sécurité à la pression, la machine présente néanmoins, par comparaison à des machines classiques du type précité, l'avantage que les colonnes sont soumises à des contraintes égales. Des tensions égales établies dans les colonnes font en sorte que les deux paires de bras de genouillère 20 et 21 prennent des positions d'alignement égales ou sensiblement égales, ce qui évite un écart de parallélisme entre les éléments de moule 15 et 16 qui pourrait résulter de tensions inégales dans les colonnes. REVENDICATIONS 1.- Machine de moulage sous pression, par injection ou analogue , comprenant un premier élément de moule et un second élément de moule déplaçables l'un par rapport à l'autre de manière à se rapprocher ou à s'écarter, une pluralité de colonnes dont chacune est liée par une de ses extrémités audit premier elément de moule, des moyens-d'actionnement liés à l'autre extrémité de chacune desdites colonnes et audit second élément de moule de manière à pouvoir déplacer un desdits éléments de moule vers l'autre, cet élément déplacé étant guidé par lesdites colonnes, ladite machine comportant, en outre, une pluralité de chambres associées respectivement auxdites colonnes et interposées chacune dans le trajet de transmission des forces agissant sur la colonne intéressée, lesdites chambres étant remplies d'un fluide lors du fonctionnement de ladite machine et comportant chacune une partie de paroi mobile appelée à assurer la transmission desdites forces par l'intermédiaire dudit fluide, ladite machine étant caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de communication reliant entre elles lesdites chambres, de sorte que les pressions de fluide régnant respectivement dans les chambres précitées soient égalisées. 2.- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le fluide remplissant lesdites chambres est un liquide. 3.- Machine selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que lesdites chambres communiquent avec un réservoir dont au moins une partie supérieure renferme un fluide gazeux sous pression, cependant que la partie inférieure dudit réservoir est reliée par lesdits moyens de communication auxdites chambres, et que lesdites parties supérieure et inférieure du réservoir communiquent l'une avec l'autre. 4.- Machine selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que lesdites chambres communiquent avec des moyens de détente comprenant un élément élastique en matière solide permettant une augmentation locale du volume occupé par ledit liquide. 5.- Machine selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que lesdites chambres communiquent avec une soupape de dégagement appelée à limiter la pression maximum dans lesdites chambres à une valeur prédéterminée. 6.- Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite soupape de dégagement est-réglable de manière à permettre de modifier ladite pression maximum.