Brevet FR2332861A1 — publié le 19770624

la présente invention se rapporte à une machine formant pre se ce moulage et à un procédé de fabrication de pièces moulées en résines ou en matières plastique durcissables au moyen d'une presse de moulage conçue selon l'invention. Pcur assurer le moulage de pièces en résine ou en matière plastique durcissable il est connu d'utiliser des presses de moulage qui ccml)rennent des moules ou matrices et des contre-moules ou Eoinçors portés respectivement par un coulisseau et par une table montés sur le chassis de la machine. Habituellement la table est fixe et le coulisseau su élève ou s ' abaisse durant le cycle de fabrication des pièces rapprochant les moules des contre-moules au moment de la coulée des pièces et les séparant au moment du retrait et de l'éjection des pièces moulées. La construction de telles machines pose de nombreux problèmes difficiles à résoudre relativement notamment à - la précision du guidage du mouvement du coulisseau dont dépend la précision du moulage, - la puissance nécessaire à l'ouverture et à la fermeture des moules pour assurer un moulage et un démoulage corrects des pièces, - la rapidité des opérations de préparation des pièces et en particulier celle d'ouverture et de fermeture des moules, - les dilatations différentielles notamment des moules et des contre-moules dans le bâti de la machine. la présente invention a pour but de réaliser une machine de conception originale permettant, moyennant des économies sensibles de montage, d'obtenir une machine plus précise et fiable que les machines connues de l'art antérieur et qui soit en meme temps d'em ploi plus rapide et plus pratique que selon l'art antérieur. Une machine formant presse de moulage conforme à l'invention du type comprenant des moules ou matrices et des contre-moules ou poinçons portés respectivement par un coulisseau et par une table montés sur le châssis de la machine se caractérise notamment en ce qu'elle comprend des moyens pour écarter et rapprocher rapidement ledit coulisseau de la table, des moyens pour bloquer dans une position préoise ledit coulisseau dans le bâti cn position dudit coulisseau extrême r@pprochéede la table, et des moyens pour écarter et reprocher ladite table dudit coulisseau dans un mouvement lent, précis et puissant, la course du mouvement de déplacement dudit coulisseau étant nettement plus longue que celle de ladite table. En adoptant une telle disposItion il est possible de manoeu- vrer rapidement le coulisseau à l'ouverture et à la fermeture de la presse de façon à raccourcir d'autant les opérations de temps mort , tout en simplifiant très considérablement la construction. On dissocie en effet essentiel4'eent l'opération de fermeture complète, de pression de moulage et de démoulage qui sont dévolues É la table, de celle ce dégagement des outils permettant l'éjection commode des pièces moulées et qui est dévolue au coulisseau. Selon une autre caractéristique de l'invention les moyens d'écartement et de rap@rochement du coulisseau comprennent un guidage par crémaillères articulées, suspendues au bâti, et par pignons roulant sur lesdites crémaillères, l'axe desditspignonsétant monté dans des paliers solidaires du coulisseau, et lesdits pignons étant couplés en rotation au moins de deux en deux.Ce système de guidage par "crémaillères flottantes" du coulisseau permet de maintenir le coulisseau dans un plan parallèle à luimeAme lors de son mouvement de déplacement tout en permettant au coulisseau de jouer relativement librement par rapport au bâti de la machine, ce qui est extrê mement avantageux en particulier lorsque c'est le coulisseau qui porte la partie du moule aui est chauffée pour permottre le dursi sement rapide des résines ou des matières plastiques durcissables utilisées. Belon une autre caractéristique très intéressante de l'invention les moyens d'écartement et de rapprochement de la table comprennent des vérins à vis ou analogues liés d'une part au bâti, de l'autre à la table, et il est prévu un guidage par patins de glissement contre des portées en regard usinées en conséquence des montants de la machine.Ainsi l'on obtient un guidage sûr et précis de la table qui peut etre actionné à l'ouverture et à la fermeture avec une très grande puissance et à faible vitesse, sans qu'il en résulte des pertes de temps notables car la course de déplacement de la table peut etre comparativement très réduite. le guipage pcr patins de glissement de la table peut etre précis et efficace, étant doriné qu'on s'rpliquerc habituellement i maintenir la table seTsi- blement à la temrérature ambiante de façon à éviter tous les problèmes de dilatation thermiques. L'invention se rapporte en outre à un procédé de moulage des résines ou des matières plastiques durcissables au moyen d'une presse de moulage de type mentionné, le procédé se caractérisant par rapport auxprocédés connus notamment en ce que partant d'une position de départ dans laquelle le coulisseau et la table sont écartés l'un de l'autre, on actionne d'abord les moyens de rapprochement du coulisseau, après quoi on actionne ses moyens de verrouillage, ensuite on actionne les moyens de rapprochement de la table en commençant l'injection, on maintient les moules et les contre-moules pressés l'un contre l'autre le temps de durcissement désiré, on actionne les moyens d'écartement de la table, puis ceux du coulisseau, puis on retire la pièce moulée après ouverture complete de la presse-.Avantageusement après ouverture complète de la presse on actionne en rapprochement la table sur la plus grande partie de sa course, lors même des opérations de retrait de la pièce moulée, de sorte qu'en position de départ telle que ci-dessus définie la table a déjà été rapprochée en partie du coulisseau. On évite de ce-fait de grandes pertes de temps mort à l'ouverture et à la fermeture de la presse de moulage, étant donné que la plus grande partie du mouvement d'ouverture et de fermeture est réalisée par le coulisseau à grande vitesse, sans inconvénient pour la précision du moulage, comme il a été expliqué précédemment. l'invention apcçraîtra plus clairement à l'aide de la description qui va suivre faite en référence aux:-dessins annexés illustrant schématiquement à titre d'exemple un mode de mise en oeuvre de l'invention. Dans ces dessins - la figure 1 est une vue schématique en élévation d'une ma chine formant presse de moulage conforme à l'invention - les figures 2, 3 et 4 sont des vues en coupe faites sensiblement selon les plans respectifs II-II, III-III, ItJ-IV de la figure t; - la figure 5 est une vue en coupe faite à travers la partie supérieure d'un montant de la machine comme illustré à la figure i; - la figure 6 est une vue à plus grande échelle d'un détail de montage d'une crémaillère servant à guider le coulisseau ;; - la figure 7 est une vue en plan à plus grande échelle nontrant l'actionnement des organes de verrouillage que l'on aperçoit dans leur ensemble à la figure 3 - la figure 8 est une vue à plus grande échelle du détail entouré VIII à la figure S - lafigure 9 est un diagrnmmeillustrant la séquence des mouvements du coulisseau et de la table lors d'un cylce d' opérations de moulage de la machine - la figure 10 montre schématiquement à petite échelle la coo- pératnon des moules et contre-moules portés par-le coulisseau et par la table de la machine et d'un injecteur assurant l'injection de matière dans le moule - la figure il est une vue à plus grande échelle du détail entouré XI dans la figure 10 -;- - la figure 12- est une vue semblable à celle de la figure 11 mais relative à une variante. On se reportera tout d'abord à la figure 1 dans laquelle on aperçoit 11 ensemble de la machine 10 formant presse de moulage et comprenant essentieiiement des moules ou matrices 11 portés par un coulisseau 12 et des contre-moules ou poinçons 13 portés par une table 14, le coulisseau 12 et la table 14 étant montés sur le châssis de la machine qui se compose essentiellement d'un socle 1-5 de quatre montants 16, 17, 18, 19 etd'une ossature supérieure 20. la structure du bati est avantageusement composée d'éléments mécano-soudés boulon- nés et piétés pour assurer une bonne tenue géométrique de l'ensemble. 5e coulisseau 12 est avantageusement un élément mécano il qui y sont fixés au moyen de contre-poids 21. les contre-poids sont avantageusement choisis de façon que ltensemble soit toujours rappelé vers le haut. La table 14 est également un élément mécano-soudé rigide avantageusement formé en caisson. On décrira maintenant les mécanismes d'actionnement et de guidage du coulisseau 12 dans la machine. L'actionnement du coulisseau 12 est assuré par un vérin hydraulique 22 à double action et effet amorti. Une valve de sécurité 23 as sure le verrouillage du vérin 22 dans la position où il se trouve en ca de manque de pression d'huile au vérin, assurant la sécurité d'opération du co@lisseau, et permettant les opérations de réglage notamment de positionnement des moules dans toutes positions intermédiaires voulues du coulisseau. Dans un exemple de réalisation la course du vérin 22 et par conséquent du coulisseau 12 est de 600mm. Pour assurer le guidage horizontal d'abaissement et de relèvement du coulisseau, on a prévu quatre crémaillcres 25, 26, 27, 28 articulées à leur partie supérieure sur l'ossature 20 et sur lesquelles roulent des pignons 29, 70, 31, 32 dont l'axe est monté dans des paliers solidaires du coulisseau 1 2 et trnnt dans une chape 33, 34,35, 36 qui porte des galets de réaction 37, 38, 39, 40, le montage apparaissant plus clairement à la figure 6. En outre les pignons en vis à vis tels que 29, 31 et 30, 32 sont associés de deux en deux par des arbres transversaux 41, 42 de sorte que lors de la commande du vérin 22 le coulisseau ne peut se déplacer que parallèlement à lul-meme, c'est-à-dire horizontalement.Ce système de t'crémaillères flottantes permet un engrenement correct des quatre crémaillères, quelle que soit la précision de guidage du coulisseau pendant la course Oe guidage peut par suite être assuré sans précision notable, par exemple au moyeu de galets de roulement 43, 44, 45, 46 (figure 2) montés sur le coulisseau 12 et roulant sur des chemins de roulement 47, 48, t9, 50 prévus sur les montants 16 19 de la machine. On déc:r-Ira maintenant les moyens de verrouillage permettant plus particulièrement Ce blc-uer le coulisseau dans une position extrême parfaitement déterminée rapprochée de la table. Pans exemple illustré et comme on le voit @t plus clairement aux figures 3 et 8 les moyens de verrouillage comprennent quatre verroux 51, 52, 53, 54 dont les pênes 55, 56, 57, 58 sont actionnés -7uand le coulisseau 12 est dans la position extrême bass@, de façon s'engrger dLflS des gâches ménagées dans une partie du bâti de la machine, par exemple dans les montants 16 à @.Dans l'exemple illus- tré quatre verrous sont prévus dont les pénis sont commandés deux par deux en oppositIon au moyen de vérins 59, 60 de commande et de bielles artioulées peiettant un flottement et un jeu dans la com mande de verrouillage. Un tel système est plus clairement décrit à la figure 7 Jans laquelle on a illustré les verrous 52, 54 commandés par le vérin 60. les pênes 56, 58 coulissent dans des logements 61, 62 ménagés dans une paroi du coulisseau 12 pour venir s'engager dans des gâches 63, 64 formées dans les montants 16, 18 de la machine. la tige 65 du vé rin repousse une tige 66 qui est montée articulée sur la tige 65 en 67. La tige 66 commande les mouvements conjugués opposés de deux bielles 68, 69 qui sont articulées sur elle en 70. l'extrémité 66a de la tige 66 est guidée dans un coussinet élastique 71 monté dans un logement 72 porté par le coulisseau 12, le coussinet 71 permettant un certain jeu de débattement de l'ensemble.Ainsi on évite qu'au moment de la cor@@rde du verrouillage du coulisseau les moyensde verrouillage ne viennent interférer avec le guidage général par pignons et crémaillères, galets de roulement et chemins de roulement précédemment décrits. Comme on le voit plus en détails à la figure 8 qui est une coupe faite dans un plan vertical, chaque pêne tel que le pêne 55 guidé dans une douille 74 d'une paroi du coulisseau 12 pénètre dans une douille 76 formant gâche convenablement positionnée sur le mon tout correspondant 17 de la machine. Le pênc ', F" LU; : inférieure taillée en biseau 74a et une face plane supérieure hori- zontale 74b, lesquelles coopèrent respectivement avec une face en biseau 76a et une face plane 76b de la gâche 76.Ainsi lorsque le coulisseau arrive en pcsition basse, les pênes dont les extrémités sont effilées pénètrent aisément dans les gâches en regard, et le blocage en fin de course des vérins de commande 60, 59 des verrous parachève le positionnement précis du coulisseau 12 dans le bâti de la machine. les faces horizontales planes des verrous et des gâches, telles que 74b, 76b permettent au coulisseau d'encaisser les efforts de moulage transmis parla table. les verrous retiendront également efficacement le coulisseau au moment de l'ouverture du moule (démoulage). Les verrous 51 -54 peuvent également êtrevutilisés pour ver- rouiller îE7ccuîisseau en position b3ute, procurant; ainsi une sécuri- té supplémentaire à l'opérateur pendant la phase de tavail sous prisse les gâche3 hautcs telles que 77 (figure 5) étantkormées dans les montants au-dessus des gâches basses telles que 76. On décrira maintenant en faisant référence aux figures I et 4 les moyens de déplacement de la table. nns l'exemple illustré la levée parallèle de la table est obtenue par deux vérins à vis 78, 79 irréversibles liés entre eux pr un arbre 80 et entraînés par un moteur hydraulique 81. Le mouvement de la table est guidé par des patins de glissement 82 solidaires de la table qui glissent contre des portées en regard 83 des mon t nts 16, 17. La course du mouvement de la table est faible par rap- port à celle du coulisseau, par exemple 75 mm, mais développe ltef- fort nécessaire de la presse, par exemple 80 tonnes dans un mode de realisat ion. La machine est alimentée en fluide hydraulique sous pression au moyen d'un groupe hydraulique qui permet de commander toutes les fonctions de la presse et notamment la levée et l'abaissement du coulisseau, le verrouillage et le déverrouillage des verrous, la levée et l'abaissement de la table. On fera maintenant référence à la figure 10 dans laquelle on a montré schématiquement un moule Il porté par le coulisseau 12 qui coopère avec un contre-maule 13 monté sur la table 14 permettant l'injection de résine dans l'intervalle de moulage 85 ménagé entre moule et contre-moule. L'injection se fait au moyen d'un injecteur 86 comportant une arrivée 87 de résine, l'injecteur étant commandé par un vérin 88. L'injecteur peut etre de tout type approprié, et par exemple tel que décrit dans une demande de brevet déposée parallèlement à la présente demande. Pans ltexerple illustré la surface 11a de coulée de la matrice 1I est chauffée par une circulation d'huile chaude dans l'espace 88 ménagé entre la paroi Ila et une tôle déflectrice 89. le poinçon peut être chauffé par une circulation d'huile dans ltespace 91 mais il porte sur un cassis 90 ajouré qui évite la transmission de chaleur du poinçon à la table 14. les échauffements du coulisseau ne sont pas pre judiciables compte tenu de son guidage particulier décrit plus haut qui permet d'absorber les dilatations différentielles sans préjudice pour le fonctionnement du coulisseau et son positionnement final précis. On va décrire maintenant le cycle de fonctionnement te la machine en faisant référence plus particulièrement à la figure 9. Dans cette figure on a porté en abscisses le temps en minutes et en ordonnéesrespectivement au-dessus de l'axe des abscisses la course du coulisseau et en-dessous de l'axe des abscisses la course de la table. Au moment O on commence à abaisser le coulisseau depuis sa position extrême relevée au point A jusqu'à sa position extreme basse au point B, c'est-à-dire qu'on lui fait parcourir la course de 600 mm prévue en quelque; secondes. A ce moment, le moule étant ou-vert puisque la table est encore abaissée à la position intermédiaire C, on ouvre les injecteurs et llon commence l'injection de résine dans le moule. La durée d'injection est illustrée par l'aire hach-arée D. L'admission de la dose de résine étant achevée on sou- lève la table pour venir l'appliquer au point E contre le coulisseau, fermant le moule, soit quelques instants avant le point d'abs cisseO > 5 mn. On maintient alors le moule fermé pendant la durée nécessaire à la polymérisation, ctest-à-dire jusqu'au point F. A ce moment on réalise le démoulage en abaissant la table comme illustré par le segment F- G. Le démoulage se fait aisément, la table ayant la puissance d'action nécessaire. On remarquera que la course de démoulage dans l'exemple choisi est de 75 mm. La pièce étant décollée, on commande alors 11 ouverture du coulisseau comme illustré par le segment H-I. Habituellement la pièce reste posée sur la partie inférieure du moule ce qui permet son retrait manuel sans effort, le coulisseau étant dégagé.Dès que le coulisseau est soulevé, c'est-à-dire au temps tI on commande le soulèvement de la table de sa position extreme basse à sa position intermédiaire de départ comme illustré par le segment J-K. La machine est prete pour un nouveau cycle d'opérations. Pans le cycle décrit il apparait que la montée en pression de la résine assurant la qualité du moulage est assurée essentiellement par la fermeture de la presse et par la fuite d'un peu de résine à la jonction du moule et du contre-moule. Avantageusement, comme illustré à la figue 11 on ménage à cet effet un joint de fuite mince entre une lame 93 rapportée à la péri pilérie de moulage du poinçon 15 et le bord en regard llb de la matrice 11. la résIne de la pièce moulée 94 comprimée dans l'entrofer 85 et en excès s'écoule par le joint de fuite, ce qui laissera après démoulage une bavure mince 95 qu'il sera facile d'éliminer. Gomme illustré à la figure 12 on ménagera en outre avantageu- serrent dans la Lare 93 au moins une rainure 96 pour le positionne- ment d'un Joint d'étanchéité 97. Ge dernier sera evantageusement formé par de la résine de moulage qui sera restée encastrée dans la rainure 96 lors d'une première opération de moulage et de démoulage d'une pièce et qui aura été séparée d'elle. Le joint ainsi formé in situ fera parfaitement l'affaire et sera régénéré au fur et à me- ure de ses éventuelles usures. Parmi les avantages supplémentoires de l'invention on peut mentionner que l'absence de guidage précis transversal et longitudi- nal du coulisseau permet à ce dernier de se dilater sans introduire de contraintes sur le système de guidage. La presse peut ainsi rece- voir des moules et contre-moules de dimensions, de formes et donc d'échauffements civers sans que l'on rencontre de problèmes de réglage au niveau du guidage du coulisseau. la seule précaution consistera à ne venir serrer définitive- ment les moules et contre-moules sur la table et sur le coulisseau qu'une fois que la machine aura été portéo à un régime de température stable pour un montage dorré des moules. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de résl@sstion illustré et décrit qui n'a été donné qu'à titre d'exem- ple, l'invention comprenant tous les équivalonts techriques des moyens déorits sinsi que leurs combinaisons si @elles-ci sont réslisées oulyan@ on esprit et mises en oeuvre oans le cadre des reven dictions oui suivent. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Machine formant presse de moulage comprenant des moules ou matrices et des contre-moules ou poinçons portés respectivement par un coulisseau et par une table montés sur le bâti de la machine, ladite machine étant caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour écarter et rupprocher rapidement ledit coulisseau de la table, des moyens pour bloquer dans une position précise ledit coulisseau dans ledit boti en position dudit coulisseau extrême rapprochée de la table, et des moyens pour écarter et rapprocher ladite table dudit coulisseau dans un mouvement lent, précis et puissant, la course du mouvement de déplacement dudit coulisseau étant nettement plus longue que celle de ladite table. 2 - Presse de moulage selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens d'écartement et de rapprochement du coulisseau comprennent un guidage par crémaillères articulées, suspendues au bâti, et par pignons roulant sur lesdites crémaillères, l'axe desdits pignons étant monté dans des paliers solidaires du coulisseau, et lesdits pignons étant couplés en rotation au moins de deux en deux. 3 - Presse ce moulage selon la revendication 2, caractérisée en ce que le bati de la machine étant sensiblement rectangulaire, quatre crémaillères sont prévues en quatre points distincts du bâti, répartis sur les quatre cotés d41 machine,et lesdits pignons sont associés de deux en deux par des arbres transversaux. 4 - Presse de moulage selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisée en ce que les pignons des crémaillères sont guidés sur elles par des galets montés sur une chape commune de montage des pignons et dans laquelle chape est prise la crémaillère. 5 - Presse de moulage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits moyens d'écartement et de rapprochement du coulisseau comprennent un guidage par galets de roulement montés sur le coulisseau et roulant su des chemins de roulement prévus sur des montants du bâti. 6 - Presse de mou'age selon l'une des revèndication.s pré é- dentes, caractér sée en ce oue ledit moyens décardement et de rapprochement du coulisseau comprennent un vérin, dont une extreni- té est fixée au bâti de la machine et dont l'autre extrémité est fixée audit coulisseau, lequel vérin assure le mouvement d'écartement et de rapprochement dudit coulisseau par rapport à la table. 7 - Presse de moulage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le coulisseau est monté sensiblement horizontalement au-dessus de la table et est équilibré par des contre-poids, ledit coulisseau et ladite table ayant des mouvements de déplacement sensiblement verticaux. 8 - Presse de moulage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de verrouIllage bloquant le coulisseau dans sa position extreme rapprochée de la table comprennent des verrous actionnés, quand le coulisseau est dans sa position, lesdits verrous ayant un pêne avec une face en biseau et une face plane coopérant avec une face plane en regard d'une vache ménagée dans le bâti-de la machine, ladit face plane des gâches formant surface de contre-butée d'appui du coulisseau lorsque ladite table est pressée contre lui. 9 - Presse de moulage selon la revendication8, caractérisée en ce que quatre penes et gâches précités sont prévus, lesquelles gâches sont ménagées dans quatre montants de la machine et lesquels pênes sont commandes deux par deux en opposition par un vérin de commande etdes bielles articulées permettant un flottement et un jeu dans la commande du verrouillage 10 - Presse de moulage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits moyens d'écartement et de rapprochement de la table comprennent des vérins à vis ou analogues liés d'une part au bâti, de l'autre à la table. Il - Presse de moulage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits moyens d'écartement et de rapprochement de la table comprennent un guidage par patins de glissement contre des portées en regard usinées en conséquence des montants de la machine. 12 - Presse de moulage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moules ou contre-moules portés par ledit coulisseau sont chauffés, par exemple par une circulation de fluide chaud, et en ce que la table est isolé@ de@ @@les st contre-mcules et maintenue à température sensiblement @meiante, @3 - Pr@@édé de moulare de réaines @@ d@ matièn@@ mlastioues durcissables au moyen d'une prasse de moulage selon l'une des revendications précédentes. @@actérisé en ce @ue nartant d'une r@sition de départ dans laquelle le coulissean et la teble sont écartés l'un de l'outre, on actionne d'abord les moyena de ranpr@chement du @@@- lisseau, a@rès quei on antionne ses moyens de verrouillage, ensuite on actionne les movens de rap@rochement de la table en commer@ant l'iniection, on maintient les moules et les contre-moules pressés l'un centre l'autre le temp@ de durcissement désiré. or actionne les moyens d'érartement de la table, puis @@u@ du couliss@au puison tetire la pièce moulée après ouverture complète de la presse. 14 - Procédé de moulage selon la revendication 13, caractérisée en ce que qu'après ouverture complète de la presse on actionne en/approchement la table sur la plus grande partie de sa course, lors même des opérations de retrait de la pièce moulée, de sorte qu'en pusition de départ, telle que définie ci-dessus en revendication 12, la table a dé@à été rapprochée en partie du coulisseau. 15 - Procédé de moulage de résines selon l'une des revendications 13 ou 14 caractérisé en ce oue, de façon à obtenin une montée en pression satisfaisante lors du mouvement de rapprochement lent de la table, on ménage un @@int de fuite pince entre une lame rap@@rtée montée sur le noincon et une face en regard de la matri@e 16 - Progédé de moulage selo@ la revendication 15, caractérisé en ce qu'on ménage dans ladite lame une rainure pour le positionnement d'un i@int d'étanchéité. 17 - Procédé de moulage @elon le revendication 16, caractérisé ence oue ledit @oint est formé par de la résine des pièces moulées ou@ est restée en@astrée dans ladite rainure et out, lors d'une @remière opération de moulese et de démoul@me d'une njèse. @ été gér alell@@