Brevet FR2338129A1 — publié le 19770812

La présente invention concerne une presse à injecter, notamment pour moulage par injection de matière plastique, du type comportant un fourreau de vis, des moyens pour alimenter en matière à plastifier l'intérieur du fourreau, une vis de plastifi cation mobile axialement et en rotation autour de son axe dans ledit fourreau, une buse munie d'un obturateur et terminant ledit fourreau, une chambre de réserve ménagée dans le fourreau en aval de la vis, des moyens de remplissage pour refouler hors de la buse dans un moule la matière plastifiée accumulée en aval de la vis, ces moyens comprenant un piston creux coulissant axialement dans au moins un alésage situé en aval du fourreau de vis et en amont de la buse, ce piston étant susceptible d'être actionné par des moyens moteurs, et son alésage communiquant, d'une part, avec une chambre de réserve située à l'intérieur du fourreau en aval de la vws et, d'autre part, avec la buse, et un clapet anti-retour.' dit de maintien en pression interposé entre la chambre de réserve et la buse et fermant dans le sens allant de ladite buse à ladite chambre de réserve. Dans une presse connue de ce type (brevet français n0 1.518.023) les moyens de remplissage sont constitués exclusivement par un piston creux qui constitue également l'extrémité frontale du fourreau. Dans cette presse connue, le diamètre extérieur de ce piston creux est nécessairement grand afin de pouvoir refouler la totalité de la matière nécessaire au remplissage d'un moule. De plus, le fourreau de vis de cette presse connue doit être déplacé axialement pendant le remplissage puisqu'il est solidaire du piston d'injection .11 en résulte que le coulissement du piston creux dans son alésage ne peut etre rendu étanche en raison du grand diamètre dudit alésage, de sorte que des fuites de matière plastifiée vers l'extérieur ne peuvent être évitées. Par ailleurs, la néces-sité de déplacer axialement le fourreau de vis pendant le remplissage rend cette presse connue de construction et d'utilisation compliquées et augmente l'inertie et les frottements du piston de remplissage, de sor#te qu'il est impossible de régler avec précision la pression d'injection. Dans cette presse connue, le clapet anti-retour de maintien en pression a pour rle d'isoler de la buse la chambre de réserve ménagée dans le fourreau et dans laquelle la vis peut accumuler de la matière plastifiée alors que l'écoulement de matière dans le moule se poursuit. On permet ainsi à la vis de travailler de façon pratiquement continue, ce qui procure un gain de temps appréciable et permet d'obtenir une matière plus homogène. De plus, on évite les stagnations de matière plastifiée en raison du fait que le piston d'injection est creux et constamment balayé par la matière plastifiée. Néanmoins, dans cette presse connue, étant donné que le piston creux a à la fois pour fonction de refouler la matière vers le moule pendant toute la durée de l'injection et de maintenir en pression la matière plastifiée se trouvant dans le moule,ledit piston ne peut assurer ledit maintien avec précision et efficacité. La présente invention remédie à tous les inconvénients susmentionnés de cette presse connue et a notamment pour but de réaliser une presse dans laquelle la fin de remplissage du moule et le maintien en pression sont réalisés avec précision, sans risque de fuite de matière à l'extérieur et dans laquelle la vis de plastification fonctionne notamment pendant les phases de fin de remplissage et de maintien en pression. Le problème selon l'invention, consiste à prévoir des moyens de remplissage principaux assurant le remplissage partiel du moule à plus de 90 % et des moyens de remplissage secondaires dont le roule principal est de parachever de façon précise le remplissage du moule et d'assurer le maintien en pression de la matière plasti fiée injectée dans le moule. Ce problème est résolu, conformément à l'invention, du fait que les moyens de remplissage comprennent d'une part, la vis elle-m#me qui est munie à son extrémité frontale d'un clapet antiretour annulaire flottant fermant dans le sens allant de l'aval vers l'amont et, d'autre part, le piston creux qui est distinct du fourreau de vis, l'alésage dans lequel coulisse ledit piston creux étant interposé entre la buse et la chambre de réserve et présentent un diamètre inférieur à celui de l'alésage du fourreau de vis. Ainsi, dans la presse selon l'invention, le piston creux ne constitue que des moyens de remplissage secondaires, de sorte qu'il peut présenter un diamètre extérieur faible et permettre ainsi, grace aux possibilités d'usinage de précision de l'apport de carbure de tungstène, ces opérations étant plus faciles sur des pièces de petites dimensions,une bonne étanchéité de son coulissement dans son alésage. On entend par maintien en pression, une phase pendant laquelle la pression de la matière plastifiée en cours d'injection dans le moule est maintenue non pas obligatoirement constante mais souvent entre deux limites, suivant une courbe de pression prédéterminée. En raison de la bonne étanchéité du coulissement du piston creux on peut, grâce à l'invention, obtenir une bonne précision dans l'établissement du maintien en pression. Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue partielle en coupe axiale d'une presse selon un premier mode de réalisation de l'invention - la figure 2 est une coupe suivant Il-Il de la figure I ; - la figure 3 est une vue partielle en coupe axiale d'une presse selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 est une coupe suivant IV-IV de la figure 3 - la figure 5 est une vue partielle en coupe axiale d'une presse selon un troisième mode de réalisation de l'invention --la figure 6 est une coupe suivant VI-VI de la figure 5 - la figure 7 est une coupe suivant VII-VII de la figure 5. lies dessins représentent une presse à injecter, notamment pour moulage par injection de matière plastique, du type comportant un fourreau de vis 9, des moyens pour alimenter en matière à plastifier l'intérieur du fourreau, une vis de plastification 26 mobile axialement et en rotation autour de son axe dans ledit fourreau, une buse 1 munie d'un obturateur 2 et terminant ledit fourreau 9, une chambre de réserve 104 ménagée dans le fourreau en aval de la vis, des moyens de remplissage pour refouler hors de la buse dans un moule la matière plastifiée accumulée en aval de la vis, ces moyens comprenant un piston creux 4, 21 ou 36 coulissant axialement dans au moins un alésage 100, 101 ou 102 situé en aval du fourreau de vis 9 et en amont de la buse 1, ce piston étant susceptible d'être actionné par des moyens moteurs et son alésage 103 communiquant, d'une part, avec une chambre de réserve 104~située à l'intérieur du fourreau en aval de la vis 26 et, d'autre part, avec la buse 1, et un clapet anti-retour dit de maintien en pression 11, 16 ou 52 interposé entre la chambre de réserve 104 et la buse 1 et fermant dans le sens allant de ladite buse 1 à la dite chambre de réserve 104. Conformément à l'invention, les moyens de remplissage comprennent d'une part, la vis 26 elle-mtme qui est munie-à son extrémité frontale d'un piston anti-retour annulaire flottant 24 formant clapet fermant dans le sens allant de l'aval vers l'amont, et, d'autre part, le piston creux 4, 21 ou 36 est distinct du fourreau de vis 9, l'alésage 100, 101 ou 102 dans lequel coulisse ledit piston creux 4, 21 ou 36 étant interposé entre la buse 1 et le clapet anti-retour de maintien en pression 11, 16 ou 52 et présentant un diamètre inférieur à celui de l'alésage 105 du fourreau de vis 9. La vis 26 présente un siège conique 25 pour le clapet de vis 24 qui laisse passer la matière plastifiée à travers l'espace annulaire 106 subsistant entre la vis et ledit clapet 24. L'extrémité frontale de la vis 26 présente des fraisures ou évidements 23 laissant passer la matière plastifiée en aval de la vis. Le piston creux 4, 21 ou 36 est susceptible d'être entraîné en coulissement axial au moyen de vérins latéraux 27,32 ou 107. Ce piston creux est coaxial à la vis 26 et au piston 24. Selon le mode de réalisation représenté aux figures 1 et 5, le piston creux 4 ou 36 est un piston différentiel dont la partie de plus fort diamètre est située côté buse 1 et coulisse dans l'alésage 100, tandis que l'autre partie coulisse dans un alésage de plus faible diamètre 101. Selon ce mode de réalisation le clapet anti-retour de maintien de pression est soit sphérique 11, soit en forme d'ogive 52 et il coopère avec un siège conique lOa ou 47a prévu à l'extrémité frontale d'une pièce 10, 47 vissée à l'extrémité du fourreau 9 et recevant une pièce 14 dans laquelle sont ménagés les alésages 100 et 101. Selon le mode de réalisation représenté à la figure 3, le clapet anti-retour de maintien en pression 16 coopère avec un siège conique 21a ménagé à l'extrémité amont du piston creux 21. Le clapet 16 est fixé à l'extrémité d'une queue 108 qui traverse de part en part l'alésage 103 dudit piston 21 et qui se termine du côté opposé par un élément de retenue 19. Les vérins 27, 32 ou 107 actionnent le piston creux 4, 21 ou 31 par l'intermédiaire de deux doigts 5 et 13 ou 17 et 20 ou 37 et 65 solidaires de la tige ou élément mobile desdits vérins. Les vérins 27 (figure 1) et 107 (figure 5) sont à simple effet car le retour du piston creux 4 ou 36 est obtenu gracie à leur nature de piston différentiel. Le vérin 32 (figure 3) est à double effet. Les vérins 27 et 32 sont associés à des circuits hydrauliques de commande qui comprennent une pompe 29 entrainée par un moteur 30, une servo-valve proportionnelle de pression 28 recevant le fluide sous pression de la pompe 29 et fournissant aux vérins 27 ou 32 une pression de valeur prédéterminée réglable. Le circuit de commande des vérins 32 comporte en outre un distributeur d'inversion. Selon le mode de réalisation de la figure 5, les vérins de commande 107 sont incorporés à l'ensemble porte-buse comportant le piston creux 36. Le circuit de commande des vérins 107 comprend un multiplicateur air-huile 62 recevant, d'une part, de l'huile d'un réservoir 63 et, d'autre part, de l'air comprimé fourni à partir d'une source 109 par l'intermédiaire d'un distributeur 56 commandé par les bobines 57 et 58. La bobine 57 est commandée par un contact de fin de pré-remplissage non représenté de la presse. Un manomètre à contact 53 est susceptible de commander sélectivement la bobine 58 ou la bobine de commande 61 d'un distributeur à deux positions et à une voie 60 reliant l'une des sorties du distributeur 56 à l'échappement. Le fonctionnement de la presse décrite ci-dessus et représentée aux dessins est le suivant La matière plastifiée est accumulée presque continuellement dans la chambre de réserve 104 par le travail de la vis 26. Le clapet de vis 24 laisse passer cette matière à son travers sauf pendant une première#période de la phase de remplissage dite période de pré-remplissage durant laquelle l'essentiel de la matière à mouler (par exemple 95 à 99 % du volume total) est injecté dans le moule. L'injection de cette matière est essentiellement réalisée par la vis 26 qui, munie de son clapet anti-retour 24, constitue un piston d'injection refoulant la matière hors de la chambre de réserve 104, le clapet 24 étant alors fermé. Conformément à l'invention, le maintien en pression est assuré par l'ensemble formé par le clapet anti-retour de maintien en pression 11, 16 ou 52 et le piston creux 4, 21 ou 36 qui assure la fermeture dudit clapet en augmentant la pression régnant en aval du clapet soit grâce à sa nature de piston différentiel (cas des figures 1 et 5), soit en raison du fait que le clapet de maintien en pression 16 coopère avec un siège 21a constitué par l'embouchure tournée vers la buse 1 de l'alésage 103 du piston creux 21. Avantageusement, le maintien en pression est réalisé lorsque le moule contient déjà 98 à 99 % de la matière à mouler. A ce moment, la fin du remplissage est assurée par le piston creux exclusivement qui est mu vers la buse 1 par les vérins latéraux 27, 32 ou 107, alors que le clapet de maintien en pression est fermé et que la vis 26 accumule de la matière plastifiée dans la chambre 104. Le retour du piston creux à sa position de recul est obtenu soit par les vérins 32 (cas de la figure 3) qui sont alors à double effet, soit par la réaction de la matière sur la section différentielle du piston 4 ou 36 (cas des figures 1 et 5). La pression appliquée à la matière durant la phase fin de remplissage et la phase-de maintien en pression peut être réglée soit à une valeur constante, soit à des valeurs variables au cours du temps au moyen de la servo-valve 28. Une minuterie non représentée coupe l'alimentation en pression des vérins 27 ou 32 à la fin de la phase de maintien en pression, Le circuit de commande des vérins 107 représenté à la figure 3 a pour avantage d'éviter l'utilisation de servo-valves cotfteuses et de permettre d'alimentation en pression des vérins hydrauliques 107 à partir d'une simple source d'air compri mé 109. L'entrée d'air du multiplicateur 62 est reliée à deux sorties du distributeur 56 par les conduites respectives 110 et 111 en parallèle. Un premier relais 112 reçoit un signal de fin de course de pré-remplissage fourni par un contacteur non représenté actionné par la vis 26. Le relais 112 alimente la bobine 57 qui est désexcitée par le signal fourni par le manomètre à contact 53 au moment où la pression fournie par le distributeur 56 atteint une valeur prédéterminée. Lorsque l'on désire établir une pression croissante durant la phase de maintien en pression, on alimente au moyen du relais présélectionné 113 la bobine 58 et on règle le débit d'air au moyen de l'étrangleur réglable 54 interposé sur la conduite 110. Lorsqu'au contraire on veut établir une pression decroissante, on alimente au moyen du relais présélectionné 114 la bobine 61 du distributeur 60 et on règle le débit d'échappement au moyen de l'étrangleur réglable 59. A cet effet, les relais 113 et 114 sont associés à un relais d'inversion à deuxbobines 115, chacune desdites bobines 115a, 115b est excitée sélectivement par le signal de commande émis par le manomètre 53, un bouton de présélection 116 étant prévu entre lesdites bobines 5 et le manomètre 53. Dans les deux cas toutes les bobines de commande 57, 58 et 61 sont coupées à la fin de la phase de maintien en pression par une minuterie non représentée. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Presse à injecter, notamment pour moulage par injection de matière plastique, du type comportant un fourreau de vis, des moyens pour alimenter en matière à plastifier l'intérieur du fourreau, une vis de plastification mobile axialement et en rotation autour de son axe dans ledit fourreau, une buse munie d'un obturateur et terminant ledit fourreau, une chambre de réserve ménagée dans le fourreau en aval de la vis, des moyens de rem isoge pour refouler hors de la buse dans un moule la matière plastifiée accumulée en aval de la vis, ces moyens comprenant un piston creux coulissant axialement dans au moins un alésage situé en aval du fourreau de vis et en amont de la buse, ce piston étant susceptible d'être actionné par des moyens moteurs, et son alésage communiquant, d'une part, avec une chambre de réserve située à l'intérieur du fourreau en aval de la vis et, d'autre part, avec la buse, et un clapet anti-retour dit de maintien en pression interposé entre la chambre de réserve et la buse et fermant dans le sens allant de ladite buse à ladite chambre de réserve, caractérisée en ce que les moyens de remplissage comprennent d'une part,la vis elle-même qui est munie à son extrémité frontale d'un piston anti-retour annulaire flottant formant clapet fermant dans le sens allant de l'aval vers l'amont,et diau- tre part, le piston creux qui est distinct du fourreau de vis,l'alésage dans lequel coulisse liit pistoncreuxétant idStposé entre la buse et le clapet anti-retour de maintien en pression et présentant un diamètre inférieur à celui de l'alésage du fourreau de vis. 2) Presse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le piston creux est un piston différentiel dont la partie de plus grand diamètre est située du côté de la buse. 3) Presse selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le piston creux en position extrême de recul est en appui sur le clapet anti-retour de maintien de pression de manière à appliquer ce dernier contre son siège. 4) Presse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'alésage dans lequel coulisse le piston creux est ménagé dans une pièce qui est montée de façon amovible à l'extrémité frontale du fourreau et qui porte la buse à son extrémité opposée audit fourreau. 5) Presse selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 4, caractérisée en ce que le piston creux constitue le siège du clapet anti-retour de maintien en pression. 6) Presse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la vis constitue des moyensde remplissage principaux assurant le remplissage du moule à plus de 90% et le piston creux constitue des moyens de remplissage secondaires achevant le remplissage du moule et assurant le maintien en pression de la matière plastifiée contenue dans le moule. 7) Presse selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée'en ce que le piston de vis et le piston creux sont coaxiaux.