Brevet FR2416788A1 — publié le 19790907

La présente invention concerne un dispositif perfectionné pour le moulage de pièces partir de matière thermoplastique sous forme de granules. Elle a trait plus particulièrement à un perfectionnement apporté a la demande de brevet français n0 2 258 256 qui permet de réaliser des pièces moulées de faible épaisseur, notamment a partir de grenules de polystyrène, telles que notamment des boites à oeufs, des emballages divers, des gobelets,...... Schématiquement, la technique de moulage décrite dans la demande de brevet français pré-citée, consiste - à former une cavité de moulage par l'intermédiaire d'au moins deux parties complémentaires, mobiles l'une par rapport à l'autre, - à relier ladite cavité ainsi formée à une source de granules de matière thermcplastique éventuellement pré-expansée., - à effectuer un vide relatif à l'intërieur de la cavité de moulage de manière à y introduire des granules de matière, - à obturer ladite cavité, - puis à la chauffer et à la refroidir, - et enfin à écarter les parties complémentaires et enlever la pièce moulée formée. Cette technique permet de réaliser des objets moulés de très faible épaisseur, homogènes et réguliers, et ce sans avoir pratiquement de perte de matière prem ère. Le chauffage et le refroidissement des deux parties formant la cavité de moulage est obtenu par tout mcyen approprié conventionnel, en agissant soit intérieurement, soit extérieurement, sur les deux parties formant le moule. Avantageusement, le chauffage est obtenu en faisant circuler à l'intérieur de chacune des parties formant le moule, de la vapeur d'eau. Selon cette technique, les cycles de chauffage et de refroidissement sont très courts étant donné qu'il suffit d'une différence de l'ordre d'une dizaine de degrés entre la température de chauffage pour provoquer le ra- molissement de la matière et le collage des granules entre eux et la température de refroidissement pour l'éjection du produit moulé. Il est évident, que pour obtenir des produits moulés exempts de défaut, il est indispensable que le moule soit chauffé le plus régulièrement possible, cette condition étant d'autant plus impérative que l'épaisseur de l'objet moulé est faible. Or on a constaté, que dans le cas d'objets moulés de forme complexer par exemple lors du moulage de boites à oeufs, il était très difficile de chauffer de manière régulière les parties basses et les parties hautes du moule lorsque le chauffage est réalisé par injection de vapeur d'eau à l'intérieur de chacune des parties constituant le moule. Or, on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un dispositif perfectionné de moulage du type pré-cité, qui surmonte ces inconvénients et permet notamment un chauffage régulier et identique pour toutes les parties du moule. Par ailleurs, il est bien connu que dans le cas de moulage de granules de polystyrène, on obtient les meilleurs résultats en mettant la matière directement en contact avec de l'eau chaude ou de la vapeur lors du chauffage. Le dispositif selon l'invention permet également de réaliser aisément un tel traitement. Le dispositif selon l'invention pour le moulage de pièces à partir de particules de matière thermoplastique, notamment de particules de polystyrène éventuellement pré-ex#ans . , et du type cOrr#pOrtant - une cavité de moulage ayant la forme de l'objet réalisé et constituée d'une partie mâle et d'une partie femelle de formes complémentaires, mobiles l'une par rapport à l'autre, ladite cavité de moulage étant reliée à une source de matière thermoplastique qui est obturée lorsque le remplissage de la cavité est réalisé, - des moyens permettant l'introduction de la matière dans la cavité de moulage, - des moyens de chauffage et de refrcidissement du moule et de la matière, le chauffage étant obtenu par circulation d'un fluide chauffant te que de la vapeur d'eau à l'intérieur de chacune des parties mâles et femelles constituant le moule, - des moyens d'évacuaticn de l'objet moul-é. Le dispositif selon l'invention se caractérise par le fait qu'au moins l'une des parties mâles ou femelles constituant le moule comporte une chambre interne reliée à des moyens de chauffage et de refroidissement dudit moule, la forme de ladite chambre étant telle que l'épaisseur de la paroi formant la cavité de moulage est sensiblement constante, le fluide de chauffage circulant à l'intérieur de ladite chambre étant introduit dans celle ci par la face opposée à la surface formant la cavité et son évacuation étant réalisée par l'intermédiaire de conduits disposés à l'inté rieur de la chambre et dont les orifices d'entrée sont situés à proximité de la paroi définissant la cavité de moulage, les dimensions desdits orifices étant telles que le fluide chauffant soit sous pression dans la chambre. Selon l'invention, les orifices d'entrée, les conduits d'évacuation du fluide chauffant scnt disposés à proximité des points hauts de la paroi définissant la cavité de moulage. Par ailleurs, il est avantageux de prévoir à l'intérieur de la chambre interne en face. des orifices par lesquels le fluide chauffant est introduit dans la chambre, des plaques ou similaires, qui permettent de dévier ce courant de fluide à l'intérieur de la chambre, de telle sorte que sa répartition se fasse de ma-nière plus régulière. Enfin, comme déjà dit, la surface totale des orifices d'en triée des conduits d'évacuation du fluide chauffant doit être telle que celui-ci soit en légère surpression à l'intérieur de la chambre. Par ailleurs, de manière connue, le refroidissement du moule peut être réalisé en prévoyant, à l'intérieur des chambres, des conduits d'amenée: d'eau froide. Enfin dans un mode préférentie ] . de mise en oeuvre de l'invention, les parties mâles et femelles constituant le moule comportent au moins un conduit. qui débouche directement à l'intérieur de la cavité de moulage, ledit conduit pouvant être relié successivement au cours de l'opération de moulage soit à une source de vide permettant l'introduction de la matière dans ladite cavité, soit à une source de vapeur permettant le chauffage direct de la matière, soit à une source d'air comprimé permettant l'éjection de l'objet moulé. La portée de l'invention et les avantages qu'elle apporte seront cépendant mieux compris grace à la suite de la description et à l'exemple de réalisation donné ci-apres, illustre par la figure unique annexée. Cette figure unique montre schématiquement, en coupe transversale, un dispositif de moulage conforme à l'inventicn, en po scion ferre, pendant l'opération de chauffage. Ainsi qu'on peut le voir sur cette figure, le dispositif de moulage comporte essentiellement une cavité de moulage 1, ayant la forme de l'objet à réaliser, et constituée au moyen d'un élé ment m le 2 emboité dans un élément femelle 3, de formes complémentaires. Ces éléments 2 et 3 sont mobiles l'un par rapport à l'autre pour permettre l'enlèvement de la pièce après moulage. Avantageusement, le remplissage de la cavité de moulage 1 est obtenu selon le principe décrit dans la demande de brevet fran çais 2 258 256 en prévoyant notamment, un conduit 4 d'amenée de matière, par exemple dans la partie femelle, conduit relié à une trémie d'alimentaticn (non représentée) ainsi que des moyens 56 permettant le retour de la matière en surplus dans la trémie de stockage. Le remplissage du moule et l'obturation de la cavité après remplissage étant effectués de manière connue, il ne sera pas décrit plus en détail. Conformément à l'invention, chacune des parties mâles 2 et femelles 3 constituant le moule comporte une chambre interne 78 reliée à des moyens de chauffage et de refroidissement dudit moule. La forme des chambres 7-8 est telle que l'épaisseur des parois 27-28 de chacune de ces parties qui définissent la cavité de moulage soit sensiblement constante. Par ailleurs, chacune des parties 2-3 est reliée à une source de fluide de chauffage, par exemple de la vapeur d'eau, l'admission de vapeur à l'intérieur des chambrès7-8 étant obtenue au moyen de conduits 9-10, 11-12, qui débouchent dans la chambre par la face opposée de la paroi définissant la cavité.Conformément à l'invention la circulation du fluide chauffant à l'intérieur d'au moins l'une des chambres, dans le cas présent la chambre 8,est obtenue en prévoyant à l'intrieur de ladite chambre des conduits d'évacuation 13-14 dont les orifices d'entrée 15-16 sont situés à proximité de la surface de la paroi définissant la cavité de moulage. la dimension des orifices 15-16 est telle que. le fluide amené par l'intermédiaire des conduits 9-10 soit en légère surpression à l'intérieur de la chambre 8. Par ailleurs, afin de favoriser une meilleure répartition du fluide de chauffage à l'intérieur de la chambre 8 des plaques déflectrices 17-18 sont prévues en face des conduits d'amenée de la vapeur 9-10 dans la chambre 8. Gracie à cette manière de procéder, le fluide de chauffage circule à l'intérieur de la chambre 8 et vient en contact de manière unifcrme avec la totalité de la surface de la paroi définissant la cavité de moulage. Le fluide chauffant est évacué par l'intermédiaire des conduits 13-14 et est ensuite recyclé. Par ailleurs, les parties mâles 2 et femelles 3 comportent des conduits 19 qui débouchent dans la cavité de moulage 1, ces conduits pouvant être reliés successivement à une source de vide pour favoriser l'intrcduction de la matière dans la cavité de moulage, à une source d'air pour favoriser l'éjection de la pièce moulée et éventuellement à une source de chauffage par exemple au moyen de vapeur d'eau, permettant de chauffer également direc tement la matière lors du moulage. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant Les éléments mâles 2 et femelles3 étant rapprochés, définissent une cavité de moulage 1 entre leur deux parois 27 et 28. Le remplissage est effectué de manière connue en utilisant la technique décrite dans la demande de brevet français 2 258 256. Dans le cas prisent, ces conduits 19-20 sont soumis à une aspiraticn, ce qui facilite le remplissage de la cavité. Après remplissage la cavité est obturée de manière connue et la matière en surplus évacuée. Le chauffage du moule est alors réalisé en injectant de la vapeur à l'intGrieur des chambres internes 7-8 par l'intermédiaire des conduits 9, 10, 11, 12. La circulation du fluide chauffant à l'intérieur de la chambre 8 est obtenue, conformément à l'invention, grâce aux plaques de répartition 17-18 qui permettent de dévier le courant de fluide chauffant et aux conduits d'évacuation 13-14 dont les orifices d'entrée 15-16 sont disposés à proximité de la surface de la paroi à réchauffer. Après chauffage, on refroidit le moule de manière connue, puis on écarte les parties mâles et femelles et l'on provoque l'éjection de la pièce moulée, par exemple, en insufflant de l'air dans le conduit 20. Un tel dispositif permet de chauffer de manière régulière les moules permettant de réaliser les pièces à partir de matière thermoplastique sous forme de granules et notamment ceux permettant de réaliser des articles de faible épaisseur en polystyrène expansé. Par ailleurs, il permet de réaliser des articles de forme relativement complexe, tels que des boites à oeufs. Il est évident que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus mais qu'elle en couvre également toutes les variantes. Ainsi, dans l'exemple de réalisation décrit, seule la chambre formée dans la partie femelle comporte des conduits d'évacuation du fluide de chauffage dont les orifices d'en trée sont situés à proximité des surfaces à chauffer; il est évident que l'on ne sort pas du cadre de l'invention en prévoyant de tels conduits également dans l'élément mâle. -REVENDICATIONS- 1/ Dispositif de moulage de pièces à partir de particules en matière thermoplastique, éventuellement pré-expansée , comportant - une cavité de moulage ayant la forme de l'objet à réaliser et constituée d'une partie male et d'une partie femelle de formes complémentaires, mobiles l'une par rapport à l'autre, ladite cavite de moulage -étant reliée à une source de matière thermoplastique et obturée lorsque le remplissage de la cavité est réalisé, - des moyens d'introduction de la matière dans la cavité de soulage, - des moyens de chauffage et de refroidissement du moule et de la matière, le chauffage étant réalisé par l'intermédiaire d'un fluide circulant à l'intérieur de chacune des parties mâles et femelles, - des moyens d'év#acuation de l'objet moulé, caractérisé par le fait qu'au moins l'une des parties-m les ou femelles constituant le moule comporte une chambre interne reliée à des moyens de chauffage dudit moule, la forme de ladite chambre étant telle que l'épaisseur de la paroi définissant les cavités de moulage soit sensiblement constante, le fluide de chauffage circulant à l'intérieur de ladite. chambre étant introduit dans celle-ci par la face opposée à la surface formant la capité et son évacuation étant réalisée par l'intermédiaire de conduits disposés dans la chambre et dont les orifices d'entrée sont situés à proximité de la paroi définissant la cavité de moulage, les dimensions desdits orifices étant telles que le fluide chauffant soit sous pression dans la chambre. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le fluide chauffant est de la vapeur d'eau. 3/ Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, carac térisé par le fait que les orifices d'entrée des conduits d'évacuation du fluide chauffant sont situés à proximité des points hauts de la surface chauffée.. 4/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caracté péris8 par le fait qu'il comporte des moyens de répartition du fluide chauffant à l'intérieur de ladite chambre, 5/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par-le fait que la partie mâle et/ou la partie femelle présente un conduit gul débouche dans la cavité de moulage, ledit conduit pouvant etre successivement relié a une source d'air, une source de vide et/ou de vapeur.