Brevet FR2271915A1 — publié le 19751219

lies machines classiques à mouler par injection, uti- lisées couramment1 comprennent un ensemble d'éléments électriques et hydrauliques et notamment des pompes, des distributeurs et des cylindres qui coopèrent pour injecter une matière plastique à 12 état fluide dans 12 empreinte dtun moule. lies machines sclas- siques de ce type consomment une quantité d'énergie très importanté et par ailleurs, elles sont compliquées, relativement fragiles et sujettes à des pannes fréquentes. En outre, dans ces machines, il ntest pas toujours possible d'obtenir la pression de moulage pratiquement uniforme qui est nécessaire pour fabriquer en série des pièces préci#ses ayant des dimensions uniformes. Certaines autres machines dtinjection classiques sont entièrement mécaniques et comporte#nt des embiellages, des vilebrequins, des réducteurs à engrenages, des embrayages, etc. Ces machines à commande mécanique ne permettent pas non plus d'obtenir des résultats uniformes. En fait, ces systèmes de commande mécaniques ou hydrauliques ne perme#ttent pas d'obtenir en permanence des cycles de moulage uniformes et de ce fait les frais de fonctionnement de la machine et les frais dtentretien sont très élevés. Par ailleurs, la vitesse d'écoulement de la matière plastique à ltétat fluide dans ltempreinte du moule n2 est pas toujours constante et il en résulte que les pièces moulées sont fréquemment défectueuses. Btinvention a donc pour objet une machine à mouler par injection ntayant pas les inconvénients des machines classiques soit mécaniques, soit hydrauliques et en particulier une machine simple, robuste et peu coûteuse, dont le cycle de moulage reste constant lorsqu'elle fonctionne en continu. En substance, la machine de 12 invention comprend un premier et un second demi-moules qui délimitent entre eux lfem- preinte de moulage. Pendant le cycle de moulage, le second demimoule est poussé élastiquement contre le premier demi-moule par un mécanisme à ressort qui eserce une pression de fermeture pratiquement constante. D'invention sera décrite plus en détail ci-après, en regard des dessins annexés à titre dtexemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est une vue en plan de la machine à mou ler par injection de 12 invention la figure 2 est une élévation avec coupe partielle de la machine représentée sur la figure 1 ; et les figures 3, 4 et 5 sont des vues semblables à celle de la figure 2 mais à échelle réduite et illustrant les phases successives du cycle de moulage. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, la machine 10 de l Invention comprend un bati fixe 11. Deux traverses de support 12 et 13 sont fixées sur la face supérieure du bssti 11, elles sont parallèles ltune à lrautre et disposées chacune au voisinage d2une extrémité du bssti. Peux colonnes horizontales de guidage 14 et 15, parallèles ltune à ltautre sont fixées par leurs extrémités sur les deux traverses 12 et 13. lies deux colonnes 14 et 15 guident les éléments coulissants de la partie active de la machine qui comprend la texte mobile dtinjection 16, le premier demi-moule 17 et le second demi-moule 18. Des butées espacées longitudinalement, telles que des bagues d'arrêt 14a, 14b, 15a et 15b sont fixées d'une manière appropriée sur les colonnes correspondantes 14 et 15. La t8te mobile 16 comprend un plateau de support 20 qui coulisse sur les deux colonnes 14 et 15 et qui porte la trémie 19. me piston cylindrique dtinjection 21 est fixé sur la traverse arrière fixe 13 et son extrémité avant libre coulisse sans jeu appréciable dans l'alésage central horizontal 22 du plateau arrière 20. Quatre ressorts de compression 23 intercalés entre la traverse arrière 13 et la face arrière du plateau 20 repoussent élastiquement la texte 16 vers sa position normale illustrée par la figure 2 dans laquelle la face avant du plateau 20 est en butée contre les deux bagues d'arrêt 14b et 15b. La matière première qui est par exemple une matière plastique standard granulée est chargée dans la trémie 19. Elle tombe par un conduit vertical dans ltalésage 22 d'oh elle est ensuite chassée par le piston dsinjection 21 dans le canal 24 central du fourreau cylindrique métallique ou pot dtinjection 25 et dans celui-ci elle passe autour dtune torpille classique qui délimite un canal annulaire de détente. lie pot d2injec- tion 25 est entouré par des colliers chauffants 26 reliés à une source de courant électrique non représentée. lies éléments chauffants ou colliers 26 chauffent le pot dtinjection à une température suffisante pour liquéfier pendant le cycle de moulage le granulé de matière plastique chassé dans le canal annulaire du pot dtinjection. Une buse dtinjection classique 27 est fixée par son extrémité arrière dans ltestrémite avant du pot d2injection 25 et elle comporte un canal central 28 qui communique avec le canal annulaire 24 du pot d'injection, Btettrémité libre de la buse constitue un nez conique 29.Normalement, le nez conique 29 de la buse est écarté dtune distance X de la surface conique complémentaire d'un siège usiné dans le fond drun évidement central du plateau porte-moule 30. lie plateau 30 coulisse sur les deux colonnes horizontales 14 et 15 et il est normalement en butée contre les bagues dtar- rêt 14a et 15a. lie premier demi-moule 31 est fixé contre la face avant du plateau 30 et il comporte un canal central divergent 32. Ce canal dtalimentation du type "Venturi" communique par son extrémité arrière avec le canal central 28 de la buse et débouche par son autre extrémité dans 12 empreinte femelle 33 du premier demi-moule 31. L'empreinte femelle 33 est en face de l2empreinte male 34 du second demi-moule 35. lies deux empreintes mâle et femelle délimitent ensemble-une empreinte de moulage partagée en deux qui donne à l'article moulé sa forme définitive. 12 empreinte male est usinée dans la face avant du second demi-moule 35 qui est lui-m8me fixé sur le plateau mobile 36 qui constitue un coulisseau monté sur les deux colonnes de guidage 14 et 15. lia face extérieure du coulisseau 36 est reliée par un pivot 37 à 12 extrémité dtune biellette 38. La seconde extrémité de la biellette 38 est articulée par un pivot 39 sur l'extrémité supérieure d'un levier ou balancier 40. La partie médiane du balancier 40 est articulée par un pivot 42 sur une extrémité diane bielle de commande 41 dont la seconde extrémité est articulée sur le maneton 44 d'un vilebrequin 43. lie vilebrequin 43 est claveté sur l'extrémité d'un arbre 45 dont l'autre extrémité est munie d'une poulie 46 accouplée par une courroie sans-fin 47 à une seconde poulie 48 calée elle-mme sur ltarbre de sortie dtun réducteur à engrenages 49 entraîné par un moteur électrique 50. lie réducteur 49 fait partie du mécanisme de fermeture qui déplace sélectivement le second demi-moule 35 pour qu'il vienne d'abord en contact avec le premier demi-moule 31 et l'entrain ensuite axialement vers la gauche selon la figure 2. Ltextrémité inférieure du levier ou balancier 40 est articulée par un pivot 51 sur un bloc mobile 52 qui coulisse sur deux glissières parallèles 53 (dont une seule est visible sur la figure 2). lies deux glissières 53 font partie intégrante dtune semelle fixe 54. D'extrémité droite, selon la figure 2, de la semelle 54 comprend une traverse 55 orientée vers le haut et qui constitue une butée limitant le déplacement du bloc mobile 52 vers la droite. li' extrémité gauche de la semelle 54 comporte un flasque vertical 56 ai comporte un trou central taraudé dans lequel est vissé un boulon de réglage 57. li'extrémité avant libre du boulon 57 est en contact avec une-plaque de retenue 58 qui coulisse sur deux autres glissières parallèles 59 solidaires de la semelle 54. Un ressort hélicoïdal 60 est intercalé entre le bloc mobile 52 et la plaque coulissante 58 et il repousse élastiquement le bloc mobile vers la droite pour qutil soit normalement en contact avec la butée constituée par la traverse 55. Conformément à l2inven- tion, le ressort 60 constitue un dispositif élastique qui exerce une pression de moulage pratiquement uniforme sur les deux demi-moules 31 et 35, comme on le verra ci-dessous. Il faut noter qutun autre élément élastique tel que par exemple un accumula- teur de force, peut entre substitué au ressort de compression 60. lia machine de l'invention fonctionne de la manière suivante Des granulés de matière plastique qui ont été chargés dans la trémie 19 s'écoulent dans les canaux 22 et 24. On fait d'abord fonctionner la machine coup par coup pour strie certain que les canaux 22, 24 et 28 sont entièrement remplis de matière plastique. Comme on le verra ci-dessous,à chaque course relative du piston 21 dans l'alésage 22, le volume de matière chassé par le piston est sensiblement égal au volume de matière injecté dans l'empreinte 33, 34 du moule à chaque cycle de moulage. lie moteur 50 accouplé sélectivement à la poulie 46 par le réducteur 49 fait tourner l'arbre 45 d'un tour complet lors de chaque cycle de moulage. La durée d'un cycle complet est par exemple de 6 secondes, et dans ce cas l'arbre 43 tourne donc à 10 tr/mn. lies figures 3 à 5 Illustrent trois phases suc cessives du cycle de moulage. Sur la figure 3, le vilebrequin 43 est orienté verticalement vers le haut et il tourne en sens inverse des aiguilles dtune montre et par conséquent il fait basculer le levier 40 dans le meme sens autour de son pivot inférieur 51. Lorsque le vilebrequin 43 atteint sa position angulaire de la figure 4, le second demi-moule 35 vient en contact avec le premier demimoule 31 et l'empreinte de moulage 33, 34 est ainsi complètement fermée.Lorsque les ressorts 23 sont complètement comprimés, le piston fixe dtinjeciion 21 a avancé vers la droite par rapport à l'alésage 22 pour injecter un volume prédéterminé de matière plastique dans l'empreinte du moule, ce volume étant déterminé par la course relative du piston De réglage de cette course relative du piston du moulage s'effectue au moyen d'un dispositif classique non représenté qui modifie la position axiale de I2 extrémité libre 21 dans l'alésage 22. Des colliers cnauffants 26 fournissent une quantité de chaleur suffisante au pot dtinjection pour que la matière plastique soit complètement liquéfiée avant quelle ne soit chassée dans le canal 28 de la buse et dans le canal d' injection 29. Lorsque la pression de la matière injectée dépasse une valeur prélétermuîéeffl pour ase le remplissage de l'empreinte du moule soit complet, le ressort 60 exerce une force prédéterminée pratiquement uniforme contre l'extrémité inférieure ou pied du balancier 40 au niveau du pivot 51 (figure 5). Cette force élastique exerce à son tour une pression pratiquement uniforme sur le bloc mobile 36 et sur les demi-moules assemblés 31 et 35 lorsque le vilebrequin 43 dépasse son point mort haut.Lorsque le vilebrequin continue ensuite à tourner dans le même sens que précédemment vers sa position de la figure 2, les deux demimoules se séparent l'un de l'autre et les ressorts arrière 23 rappellent les deux plateaux mobiles 20 et 30 vers la droite jusqu'à ce qu'ils viennent buter contre les bagues dtårrEt correspondantes 14b et 15b, 14a et 15a (figure 1). En raison de son inertie, le -plateau porte-moule 30 se déplace vers la droite par rapport au pot d t injection et le nez conique de la buse 29 s'écarte du siège conique complémentaire du fond de l'évidement central du plateau 30, d'une dis- tance correspond à la distance X indiquée sur la figure 2. Cette distance est de l'ordre de 1,5 mm. Lorsque le vilebrequin continue à tourner au-delà de sa position de la figure 2, le coulis seau 36 continue à se déplacer vers la droite pour que le moule a'ouvre complètement et que l'article moulé puisse être facilement éjecté. De préférence, les deux demi-moules 31 et 33 sont refroidis selon une technique classique afin d'accélérer la so lidifcation de l'article moulé. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent 8tre apportées aux éléments décrits ci-dessus, sans sortir du cadre de l'invention. REN DICATIONS 1. Machine de moulage par injection dtarticles en matière plastique, caracterisée en ce qurelle comprend un support fixe, un dispositif de remplissage, un dispositif de chauffage et un dispositif de moulage montés en série sur le support, le dispositif de moulage comprenant un premier etin second demimoules séparables délimitant ensemble une empreinte de moulage en deux sections et effectuant chacun des mouvements de va-etvient sur le support, un dispositif de commande accouplé au second demi-moule et le déplaçant axialement, et un premier dispositif à ressorts accouplé au dispositif de commande et exer çant und poussée pratiquement uniforme contre le second demimoule lorsqu'il est en contact avec le premier demi-moule et déplace axialement ce dernier. 2. Machine selon la revendi#cation 1, caractérisée en ce qutun second dispositif à ressorts intercalé entre le support et le dispositif de remplissage repousse ce dernier vers le dispositif de moulage. 3. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de remplissage comprend une trémie a'ali- mentation recevant la matière plastique et un canal d'injection mettant en communication la trémie et llempreinte du moulage, et en ce qutil comporte en outre un piston chassant la matière plastique du canal dans Irempreinte de moulage lorsque le premier et le second demi-moules se déplacent axialement. 4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que le piston, qui est fixé sur le support, est engagé dans le canal d'injection faisant communiquer la trémie avec ltem- freinte de moulage, le piston interrompant la communication avec la trémie lorsqu'il chasse la matière plastique du canal dans ltempreinte du moulage. 5. Machine selon la revendication 7j caractérisée en ce que le canal dtinjection communique avec l'empreinte de moulage par une buse d'injection solidaire du dispositif de remplissage et écartée normalement du premier demi-moule. 6. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que le dispositif de chauffage comprend des résistances électriques montées autour dtune partie du canal dtinjection, au voisinage du dispositif de remplissage, et transmettant à la matière plastique une quantité de chaleur suffisante pour qutelle soit à L'état fluide avant qutelle soit injectée dans î: empreinte de moulage. 7. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend deux colonnes longitudinales parallèles de guidage sur lesquelles coulissent les dispositifs de remplissage, de chauffage et de moulage. 8. Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que des butées montées sur les colonnes de guidage limitent le déplacement axial du dispositif de remplissage et de chauffage vers le dispositif de moulage et limitent également le déplacement axial du premier demi-moule vers le second demimoule. 9. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de commande comprend un levier dont ltextrémité supérieure est articulée sur le second demi-moule et dont ltextrémité inférieure est articulée sur un bloc coulissant qui est en butée contre le premier dispositif à ressort. 10. Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que le dispositif de commande comprend un vilebrequin en tratné par un moteur et accouplé au levier de commande entre les deux extrémités de ce dernier. 11. Machine de moulage par injection comprenant un premier et un second demi-moules séparables délimitant entre eux une empreinte de moulage en deux sections et un dispositif de commande accouplé au second demi-moule et le déplaçant axialement pour qu'il s'applique contre le premier demi-moule et lten- raine axialement, cette machine étant caractérisée en ce quelle comprend un mécanisme de fermeture comprenant un premier organe à ressort accouplé au dispositif de commande et exerçant une pression pratiquement urilf orme sur le second moule lorsque celuici se déplace axialement et entrattle le premier demi-moule. 12 Macliir#e selon l'une des revendicatIons 9 et 11, caractérisée en ce qu'elle comprend un second organe à ressorts repoussant le premier demi-moule vers le second demi-moule. 13. Machine selon la revendication li, caractérisée en ce quelle comprend un plongeur injectant une dose de matière plastique dans l'empreinte de moulage lorsque les premier et second demi-moules se déplacent axialement ensemble vers ledit plongeur. 14. Machine selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'un dispositif de chauffage placé au voisinage du plongeur chtauffe la matière plastique à une température suffisante pour qureile soit à l'état fluide avant qu'elle ne soit injectée dans l'empreinte de moulage. 15. Machine selon la revendication 11 caractérisée en ce# qu'elle comprend des butées limitant le déplacement axial du premier demi-moule vers le second demi-moulew 16. Machine selon la revendication 11, caractérisée en ce que le dispositif de commande comprend un levier dont l2ex- trémîté supérieure est articulée sur le second demi-moule et dont l'extrémité inférIeure est articulée sur un bloc coulissant qui est en butée contre le premier organe à ressort. 17. Machine selon l'une des revendications 10 et 16, caractérisée en ce quelle comprend un dispositif permettant de modifier par compression du ressort de manière à régler la pression exercée par le second demi-moule sur le premier demimoule. 18. Machine selon la revendication 15, caractérisée en ce que le dispositif de commande comprend une bielle articulée dtune part sur le levier et dtautre part sur le vilebrequin.