Brevet FR2411694A1 — publié le 19790713

La présente invention, réalisée sous la direction de-Monsieur bernard Léon SONNET, concerne une presseià injection destinée notamment à la fabrication de pièces en matière plastique. Les presses à injection comportent de façon classique un plateau fixe et un plateau mobile portant chacun un demi-moule, des moyens pour déplacer le plateau mobile et des moyens pour verrouiller ce plateau en position de fermeture du moule,ceci pour tenir compte du fait que le déplacement du plateau mobile nécessite un effort relativement faible alors que son verrouillage doit être puissant pour résister à la pression de la matière injectee, qui tend à ouvrir le moule. L'invention a pour but de fournir une presse à injection dans laquelle les moyens de verrouillage sont particulièrement simples et efficaces. A cet effet, elle a pour objet une presse du type précité, caractérisée en ce que les moyens de verrouillage comprennent une chambre annulaire pouvant être mise sous pression, dont une première paroi d'extrémité est solidaire de l'un des plateaux et dont l'autre paroi d'extrémité définit un piston de frettage d'un dispositif annulaire formant coin disposé autour d'une portée cylindrique solidaire de l'autre plateau. Dans un premier mode de réalisation,la portée cylindrique est constituée par un corps en saillie sur le plateau mobile, ladite première paroi d'extrémité étant solidaire de tirants fixés au plateau fixe et sur lesquels coulisse le plateau mobile. Ledit corps-peut notamment constituer un élément d'un vérin de déplacement du plateau mobile dont l'autre élément est solidaire de ladite première paroi d'extrémité, ce qui donne une construction très compacte. Dans un autre mode de réalisation, la portée cylindrique est constituée par un tirant fixé au plateau fixe et sur lequel coulisse le plateau mobile, ladite première paroi d'extrémité étant -solidaire de ce plateau mobile. Ceci permet de prévoir plusieurs dispositifs annulaires disposés chacun autour d'un tirant et par conséquent d'utiliser le nombre de dispositifs capable dé fournir l'effort de verrouillage désiré, même si celuici est élevé. Le dispositif annulaire peut comprendre une série de coins individuels juxtaposes, auquel cas il est souhaitable, pour avoir un frettage efficace D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés, sur lesquels la Fig. I représente schématiquement en coupe longitudinale une presse de moulage suivant l'invention, en position ouverte; la Fig. 2 est une vue analogue de la même presse fermée et verrouillée; la Fig. 3 est une vue prise en coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 1; la Fig. 4 représente en perspective une variante d'une partie de la presse des Fig. 1 à 3; la Fig. 5 est une vueschématique d'une presse suivant un autre mode de réalisation de l'invention, prise suivant la li gneST de la Fig. 6; la Fig. 6 est une vue prise suivant la ligne 6-6 de la Fig. 5;; la Fig. 7 est une vue partielle en coupe, à plus grande échelle, d'un détail de la presse des Fig. 5 et 6. La presse de moulage par injection des Fig. I à 3 comprend un plateau fixe 1 solidaire du bâti 2, quatre colonnes ou tirants 3 parallèles et horizontaux, un plateau mobile 4, un plateau de réaction 5, un vérin 6 de déplacement du plateau 4 et un dispositif 7 de verrouillage de ce plateau 4. Les plateaux 1, 4 et 5 sont verticaux et parallèles, de forme à peu près carrée. Ils présentent à chaque coin un passage cylindrique 8. Les extrémités des tirants 3 sont filetées; elles traversent les passages 8 du plateau 1 et du plateau 5 et y sont fixées par des écrous 9 et des bagues de retenue 10. Le plateau 4 coulisse librement entre les plateaux 1 et 5 sur les tirants 3 et est guidé par ceux-ci. Chacun des plateaux 1 et 4 porte en son centre, sur sa face tournée vers l'autre plateau, un demi-moule 11, 12 respectivement. Le demi-moule femelle 11 communique avec l'autre coté du plateau 1 par un passage d'injection 13 sur lequel vient s'appliquer, lorsque le moule est fermé, une tête 14 d'injection de matière plastique dont l'avance est permise par un évidement 15 du plateau 1. Le plateau 4 est prolongé, à l'opposé du plateau 1, par un corps ou portée cylindrique central 16 dont la partie la plus éloignée du plateau -4 est évidée pour définir un cylindre creux 17; ce dernier est fermé par un couvercle 18 percé d'un orifice central 19 L'autre partie de la portée cylindrique 16 est pleine et présente un conduit 20 reliant le cylindre 17 à un distributeur hydraulique (non représenté). Le plateau de réaction 5 repose librement sur le bâti 2, avec une possibilité de déplacement longitudinal. Il est prolongé dans le sens opposé au plateau 4 par un corps cylindrique creux 21 dont le diamètre intérieur est nettement supérieur au diamètre extérieur de la portée 16 et qui est fermé par un chapeau 22. Ce dernier comprend une plaque 23 sur laquelle fait saillie vers le plateau 4 une tige 24 se terminant par un piston plus large 25. Un conduit 26 s'étend axialement le long de la tige 24 et débouche radialement au voisinage du piston 25; son extrémité extérieure est reliée au même distributeur que le conduit 20, et ce distributeur est lui-meme relié à une source de fluide, par exemple d'huile, sous pression (non représentée). Le couvercle 18 et le cylindre 17 coulissent à joint étanche respectivement sur la tige 24 et sur le piston 25 , de façon à constituer le vérin 6 de déplacement du plateau 4. Le plateau 5 présente une ouverture centrale 27 dont le diamètre est supérieur au diamètre intérieur du corps 21 et qui est séparée de celui-ci par une collerette radiale 28 dont le diamètre intérieur est légèrement supérieur au diamètre extérieur de la portée 16. De plus, un bottier cylindrique 29 à paroi mince fait saillie sur le plateau 5 en direction du plateau 4. Ce bol- tier a à peu près le diamètre extérieur maximal lui permettant de s'inscrire dans l'espace délimité par les tirants 3; son diamètre intérieur est nettement supérieur au diamètre de llou- ouverture 27 La plaque deextrémrté 30 de ce boîtier comporte un orifice central 31 recevant à coulissement étanche la portée 16. Une collerette radiale 32 fait saillie à l'intérieur du boîtier, plus près de la plaque 30 que du plateau 5. Dans le boitier 29 coulisse à joint étanche un piston de frettage ou de verrouillage 33. Ce piston est étagé et comporte une partie 34 de grand diamètre, proche du plateau 5, coopérant avec la paroi intérieure du boîtier, et une partie plus étroite 35 coopérant avec celle de la collerette 32. De plus, un prolongement tubulaire 36 du piston 33 coulisse dans l'orifice 27 du plateau 5. Intérieurement, le piston 33 comporte, en allant vers le plateau 4, une partie cylindrique 37 un peu plus longue que le prolongement 36, puis une partie évasée 38. Celle-ci est constituée de huit plans divergents à symétrie axiale et a donc en section transversale (Fig. 3) la forme d'un octogone régulier. En fait,-cette cavité divergente est creusée dans une pièce d'usure 39 extérieurement cylindrique fixée dans un logement conjugué prévu dans le piston 33. Dans la plaque 3Q est ménagé un vérin annulaire à simple effet 40 à huit pistons axiaux 41-, alimenté en fluide sous pression par un conduit 42. Pour la manoeuvre du piston 33 sont prévus un conduit 43 traversant le plateau 5 et débouchant axialement dans le bottier 29 et un conduit radial 44 débouchant dans celui-ci au voisinage de la collerette 32, du cte du plateau 5. Les conduits 43 et 44 sont reliés à un distributeur (non représenté) relié lui-même à une source de fluide sous pression (non repré sentée). Huit coins 45 à section longitudinale en forme de trapèze sont disposés dans la cavité 38. Ils définissent ensemble, aux jeux près, une surface cylindrique interne de même rayon que la portée 16 et une surface extérieure à section transversale octogonale régulière (Fig. 3), la pente de ces coins étant la même que celle des plans divergents de la cavité 38. Entre la petite face radiale des coins 45 et la collerette 19 est disposée une bague cylindrique 46 qui ménage un jeu radial avec la portée 16 et qui coulisse dans le prolongement 36 du piston 33. Les pistons 33, le vérin 40, les coins 45 et la bague 46 constituent avec le boîtier 29 et le plateau 5 le dispositif de verrouillage 7. Le fonctionnement de cette presse est le suivant : Dans la position ouverte de départ (Fig. 1), les conduits 20 et 21 sont respectivement à la décharge et alimenté, de sorte que le plateau 4 est en recul maximal et le piston 25 en butée contre le fond du cylindre 17. Le Vérin annulaire 4Q est à la décharge, ainsi que le conduit 43, et le conduit 44 est alimente Le piston 33 est donc en recul maximal, en butée contre le plateau 5. La bague 46 et les coins 45 ont une position indéterminée mais ne subissent aucun effort notable;enparticulier,las coins n 'exer#ent aucun serrage sur la portée 16. Pour fermer le moule, on met le conduit 26 à la décharge et on alimente le conduit 20. Le plateau 4 vient alors dans la position de la Fig. 2, ou les deux demi-moules sont appliqués l'un contre l'autre en définissant une cavité de moulage 47. Pendant cette phase, les coins 45 et les pistons 33 et 41 ne jouent aucun rôle, le plateau-5, par son prolongement 21, sert d'appui fixe pour le mouvement du plateau 4. On procède ensuite au verrouillage de la presse. Pour cela, on alimente le vérin 40, de sorte que les pistons 41 poussent les coins 45 contre la paroi de la cavité 38 et absorbent les jeux Puis on met le conduit 44 à la décharge et le conduit 43 sous pression, ce qui pousse le piston 33 vers le plateau 4. Les coins étant retenus axialement par les pistons 41, ceci a pour effet de presser radialement ces coins sur la portée 16.De plus, il se forme dans le boîtier 29,entre les pistons 33 et le plateau 5, une chambre annulaire 48 (Fig. 2) sous pression; l'effort axial de verrouillage se développe donc entre la portée 16, par l'intermédiaire- des coins 45, et le plateau 5, qui transmet un effort de traction au plateau l par#l'intermédiaire des tirants 3. On remarque quesi les tirants 3 s'allongent sous l'effet des efforts de traction qu'ils subissent, la chambre 48 s'allonge grâce au coulissement du-plateau 5 sur le bâti 2, et l'effort de verrouillage, qui ne dépend que de la-pression régnant dans la chambre 48 et de l'aire des surfaces planes en regard délimitant axialement cette chambre, reste inchangé. Comme on le voit à la Fig. 2, le dimensionnement des élé- ments du dispositif 7 est tel que, dans la position de verrouillage, la bague 46 dispose d'un certain jeu axial et il subsiste toujours entre le piston 33 et la collerette 32 une chambre annulaire ou débouche le conduit 44, ainsi qu'un jeu axial entre la tranche d'extrémité du piston 33 et la plaque 30. Après avoir effectué le moulage au moyen de la tête 14 puis éloigné celle-ci, on déverrouille la presse de la façon suivante on met le vérin 40 à la décharge1 ainsi que le conduit 43, et on alimente le conduit 44, ce qui ramène le piston 33 en butée contre le plateau 5, c'est-a-dire dans sa position de la Fig. 1. Au cours de ce recul, le piston 33 peut entraîner par adhérence un ou plusieurs coins. Ceux-ci entraînent alors la bague 46, mais le jeu axial de celle-ci est tel qu'elle arrive en butée contre la collerette 28 avant la fin du recul du piston 33. Les coins considérés sont ainsi décollés de ce piston. On ramène enfin le plateau 4 dans sa position initiale en mettant le conduit 26 sous pression et le conduit 20 à la décharge. Au début de ce mouvement, les coins qui ont pu rester collés à la portée 16 pendant le déverrouillage viennent buter contre la bague 46, qui est elle-même appuyée sur la collerette 28, ce qui les décolle. Le cycle est alors terminé. Il est à noter que, par sécurité, on peut prévoir deux contacteurs 49 et 50 actionnés par le plateau 4 lorsque celui-ci arrive respectivement dans ses positions d'ouverture maximale et de fermeture. Le contacteur 49 interdit le verrouillage, tandis que le contacteur 50 l'autorise. La commande peut d'ailleurs être automatisée en reliant les contacteurs 49 et 50 à un circuit électrique connu en soi de commande des distributeurs hydrauliques de façon que l'actionnement du contacteur 49 déclenche l'avance du plateau 4 et que l'actionnement du contacteur 50 déclenche le verrouillage de ce plateau au moyen du dispositif 7. En variante, le vérin annulaire 40 peut être remplacé par une série de huit ressorts axiaux disposés comme les pistons 41 et agissant en permanence sur les coins 45, ce qui supprime les jeux axiaux de ces coins et de la bague 46 en position de déverrouillage. On peut même utiliser à la place des tétons axiaux de butée solidaires de la plaque 30, mais le bilan hydraulique du verrouillage est alors moins favorable, car la course du piston 33 doit être plus importante. On peut également prévoir des moyens de guidage des coins par rapport à la cavité 38, par exemple des clavettes et/ou des petits ressorts disposés entre les coins et compensant les jeux circonférentiels en position de déverrouillage. En variante encore (Fig. 4), l'ensemble des coins 45 peut être remplacé par un tronc de cône annulaire 51 rétractable élastiquement grâce à une série de fentes radiales 52 partant alternativement de la grande base et de la petite base et s'étendant chacune presque jusqu'à l'autre base. Dans ce cas, la cavité 38 du piston 33 peut être tronconique, conjuguée de la surface extérieure, au repos, du tronc de cône 51, car le rayon variable de ce dernier garantit au cours du verrouillage un contact sur toute sa surface extérieure. Une solution intermédiaire consiste à diviser le tronc de cône 51 en plusieurs secteurs, ce qui facilite la déformation radiale, notamment dans le cas de grosses presses. Le mode de réalisation des Fig. 5 à 7 diffère du précédent par le fait que le plateau mobile 4 ne comporte pas de prolongement central mais est relié en son centre à la tige 53 d'un vérin de déplacement 54 de faible puissance. Le corps 55 de ce vérin est fixé à une traverse diagonale 56 dont les extrémités sont fixées par des écrous aux extrémités de deux tirants 3 opposés, les extré- mités correspondantes des deux autres tirants 3 étant libres. Le plateau 4 glisse grâce à un patin 57 sur une surface de glissement et de guidage 58 fixée au bâti 2. Dans chaque coin du plateau 4, coaxialement au passage 8 et du côté opposé au plateau 1, est fixé par des vis 59 un module de verrouillage 60 entourant le tirant 3 correspondant. Les quatre modules 60 sont identiques. La moitié de l'un d'eux est représentée en coupe à la Fig. 7, où lton voit qu'il a-exactement la même structure que le dispositif 7 des Fig. 1 et 2, inversé bout pour bout dans le sens axial : on retrouve le boîtier 29 limité par une plaque 30 et un plateau 5a accolé au plateau 4 et remplaçant le plateau 5, le piston 23, les coins 45, la bague 46, le vérin 40 et les conduits 42, 43 et 44. Lorsque, à partir de la position d'ouverture du plateau 4, on a amené ce dernier dans sa position de fermeture (Fig. 5) au moyen du vérin 54, on effectue simultanément le verrouillage des quatre modules 60, de la même façon que précédemment,en mettant successivement sous pression le vérin 40 et la chambre 48. On voit que les coins 45 serrent radialement les tirants 3 qui servent d'appui fixe pour l'effort axial de verrouillage (Fig. 7). Cet effort se développe entre le plateau 4, par l'intermédiaire du plateau Sa, et les tirants 3, par l'intermédiaire des coins 45, ce qui crée une traction sur le plateau 1. Comme dans le cas des Fig. 1 et 2, on voit que les dispositifs de déplacement du plateau 4 et de verrouillage agissent en parallèle, chacun en prenant appui sur un élément fixe ( à l'allongement des tirants près), de sorte que les efforts de ces dispositifs s1 ajoutent. De même, comme précédemment, l'allongement des tirants n'a aucun effet nuisible sur l'effort de verrouillage, et-le même dispositif de verrouillage peut être utilisé si l'on modifie la position de fermeture du plateau 4, notamment en changeant les dimensions des demi-moules 11 et 12, puisque ce dispositif peut agir en n'importe quel point d'une longue portée cylindrique qui est constituée par le corps 16 aux Fig. 1 et 2 et par les tirants 3 aux Fig. 5 et 6. On pourrait bien entendu, en variante, ne conserver que deux modules 60, auquel cas l'effort de verrouillage serait diminué de moitié. Plus généralement, la solution des Fig. 5 à 7 permet d'adapter le dispositif de verrouillage à l'effort désiré, par le choix judicieux du nombre de tirants 3 et de modules 60. Cette solution convient particulièrement pour les grosses presses d'injection destinées à la fabrication de pièces de grandes dimensions. - REVENDICATIONS - 1.- Presse de moulage par injection comprenant un plateau fixe et un plateau mobile portant chacun un demivmoule, des moyens pour déplacer le plateau mobile et des moyens pour verrouiller ce plateau en position de fermeture du moule, caractérisée en ce que les moyens de verrouillage comprennent une chambre annulaire (5-29-33) pouvant être mise sous pression, dont une première paroi d'extrémité (5, 5a) est solidaire de l'un (1, 4) des plateaux et dont l'autre paroi d'extrémité (33) définit un piston de frettage d'un dispositlf an-nulaire (45, 51) formant coin disposé autour d'une portée cylindrique (16, 3) solidaire de l'autre plateau (4,1). 2.- Presse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif annulaire comprend une série de coins individuels juxtaposés (45). 3.- Presse suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le piston de frettage C33) présente une cavité évasée (38) entourant les coins (45) et dont la section transversale est polygonale, les coins ayant une surface intérieure cylindrique et une surface extérieure plane. 4.- Presse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif annulaire est constitué par un tronc de cône annulaire rétractable radialement (51), le piston de frettage présentant une cavité tronconique conjuguée. 5.- Presse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la portée cylindrique est constituée par un corps (16) en saillie sur le plateau mobile ( 4), ladite première paroi d'extrémité (5) étant solidaire de tirants (3) fixes-au plateau fixe (1) et sur lesquels coulisse le plateau mobile . 6.- Presse suivant la revendication 5, caractérisée en ce que ledit corps (16) constitue un élément d'un vérin (6) de déplacement du plateau mobile (4) dont l'autre élément (24-25) est solidaire de ladite première paroi d'extrémité (5). 7.- Presse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé? en ce que la portée cylindrique est constituée par un tirant (3) fixé au plateau fixe (1) et sur lequel coulisse le plateau mobile (4), ladite première paroi d'extrémité (5a) étant solidaire de ce plateau mobile. 8.- Presse suivant la revendication 7, caractérisée en ce qu'il est prévu plusieurs dispositifs annulaires (60) disposés chacun autour d'un tirant (3). 9.- Presse suivant l'une des revendications 7 et 8, carac térisée en ce que les moyens de déplacement sont constitués par un vérin (54) agissant entre une traverse (56) renaissant deux tirants (3) et le plateau mobile (4). 10.- Presse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'il est prévu une bague (46) de retenue axiale du dispositif annulaire (45) lors du mouvement de déverrouillage du piston de frettage (33). 11.- Presse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'il est prévu des organes #40-4l) pour solliciter axialement le dispositif annulaire (45) vers le piston de frettage (33) 12.- Presse suivant la revendication 11, caractérisée en ce que lesdits organes comprennent un vérin (40-41). 13.- Presse suivant la revendication Il, caractérisée en ce que lesdits organes comprennent des ressorts.