Brevet FR2471270A1 — publié le 19810619

La présente invention est relative à un dispositif automa- tique pour mouler une préforme qui est utilisée dans la fabrica- tion d'un disque d'enregistrement d'information et elle vise plus particulièrement un dispositif de ce type prévoyant un transfert automatique de la préforme de la coupe de moulage (moule) vers la presse de moulage du disque. Les disques enregistrés moulés par compression sont généra- lement obtenus en réalisant une préforme d'un matériau thermo- plastique et en plaçant la préforme entre une paire de moules chauffés. Les moules sont obturés contre la préforme, on fait fondre le matériau thermoplastique et on lecomprime de façon à l'amener à s'écouler vers l'extérieur pour qu'il remplisse la cavité du moule et définisse le contour de l'enregistrement. Lors du moulage des disques, il est fortement souhaitable d'empêcher, ou au moins de réduire à un minimum, les défauts de surface, tels que notamment les vides (bulles) provoqués par l'air ou les gaz emprisonnés, qui peuvent endommager ou détruire les sillons de la surface du disque. La prévention de tels défauts de surface est encore plus souhaitable lorsqu'on fabrique des disques d'in- formation à haute densité, tels que notamment des disques vidéo qui utilisent des densités de l'ordre de 3940 sillons par centi- mètre, étant donné que même le plus petit vide peut provoquer la rupture d'un grand nombre de sillons. Les préformes utilisées pour mouler les disques sont généra- lement formées sur la machine de moulage dans un moule ayant la forme d'une coupe que l'on désigne en général sous le nom de coupe. La matière plastique chauffée est injectée dans la coupe au travers d'une ouverture ménagée sur le côté de la coupe jusqu'à ce que cette dernière soit remplie de la matière plasti- que. Lorsque la matière plastique chauffée est injectée dans la coupe elle est extrudée sous la forme d'un boudin dans l'inté- rieur de la coupe et ensuite elle s'enroule dans cette dernière jusqu'à son remplissage. il en résulte une distribution de tem- pérature non uniforme dans la matière plastique qui peut entra - ner, en association avec l'action d'enroulement du boudin de matière plastique, la formation d'inclusions d'air et de gaz dans la préforme et ainsi que des variations de densité de la préforme. L'air et les gaz emprisonnés dans la préforme et les variations de densité peuvent donner lieu à des défauts dans le disque enregistré,réalisé à partir de cette préforme. En outre, l'injection latérale de la matière plastique dans la coupe peut provoquer une décomposition de la composition de moulage due au cisaillage, notamment sur le bord de la préforme adjacent à l'ouverture d'injection pratiquée latéralement dans la coupe. Ceci affecte également de façon nuisible la qualité de l'enre- gistrement réalisé à partir de ladite préforme. Afin de réaliser une préforme dans laquelle les défauts ci-dessus sont éliminés ou au moins réduits à un minimum, on a mis au point une coupe de moulage comportant une paire d'éléments de moule, l'un de ces éléments étant ajusté dans la cavité du moulage de l'autre et dans laquelle l'ouverture d'admission de la matière plastique est située dans le fond de l'un des éléments de moule. Pour réaliser une préforme à l'aide de *cette coupe de moulage, les deux éléments de moule sont déplacés ensembles jusqu'à ce que l'un d'eux s'ajuste dans l'autre et que le volume délimité par les cavités des éléments de moule soit considéra- blement plus petit que celui de la préforme désirée. La matière plastique est injectée dans le volume réduit des cavités de moule jusqu'à les remplir. L'injection continue de la matière plastique amène l'élément de moule supérieur à s'écarter jusqu'à ce que le volume désiré de la cavité du moule soit obtenu. Ce volume est déterminé par une commande pré-établie qui interrompt l'écoule- ment de la matière plastique dans la cavité du moule. La densité et la configuration de la préforme sont contrôlées par une force exercée sur l'élément de moule supérieur, cette force étant plus faible (et antagoniste) que la force développée par la matière plastique admise dans le moule. Les éléments de moule sont en- suite séparés afin de permettre un enlèvement de la préforme. Pour réaliser le moulage de disques dans une presse de moulage automatique, il est préférable de disposer d'une coupe de mou- lage qui est mise en oeuvre de la façon décrite ci-dessus et qui en outre, permet un transfert automatique de la préforme de la coupe à la presse de moulage du disque. L'invention vise en conséquence un dispositif répondant aux exigences exposées ci-dessus. Une coupe de moulage de préforme selon l'invention comprend une paire d'éléments de moule, une surface de chaque élément étant opposée à une surface de l'autre. Chacun des éléments de moule comporte un évidement (empreinte) de moulage concave dans sa surface opposée. Un bras support est monté entre les éléments de moule, ce bras étant conçu de façon à former une cavité de moulage avec les évidements de moulage dans les éléments de moule. Les éléments de moule sont conçus et réalisés de façon à s'ajuster dans le bras suppurit goût former une cavité de moulage ayant un volume plus petit que celui de la préforme devant être moulée. Une ouverture d'admission du matériau de moulage débouche dans l'évidement dans l'un des éléments de moulage au fond de l'évide- ment. Les éléments moulés sont conçus de façon à pouvoir se dé- placer vers et à partir l'un de l'autre et-le bras support est conçu de manière à se déplacer transversalement sur les éléments de moule pour transporter une préforme moulée depuis l'espace compris entre les éléments du moule jusqu'à une presse de mou- lage adjacente. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation non limitatif. Sur le dessin: - la figure 1 est une vue en élévation frontale d'un disposi- tif comportant une coupe de moulage selon la présente inven- tion; - la figure 2 est une vue en élévation latérale, avec arrache- ment partiel, du dispositif représenté sur la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective éclatée de la coupe de moulage selon la présente invention; - la figure 4 est une vue en coupe de la coupe de moulage selon la présente invention, celle-ci ayant été représentée dans sa position totalement fermée; - la figure 5 est une vue en coupe de la coupe de moulage dans sa position de moulage final et; - la figure 6 est une vue en coupe de la coupe de moulage dans sa position ouverte. En se référant à la figure 1, on y a représenté un disposi- tif de moulage, désigné dans son ensemble par la référence 10, qui comprend la coupe de moulage désignée dans son ensemble par la référence 12. Le dispositif de moulage 10 comprend un bâti de support 13 pourvu de rails latéraux verticaux 14, reliés à leurs extrémités par des rails horizontaux inférieur 18 et supérieur 16. La coupe de moulage 12 comprend un élément de moule inférieur , un élément de moule supérieur 22 et un bras porteur ou sup- port 24 disposé entre les éléments 20 et 22. Ainsi qu'on peut le voir sur les figures 3, l'élément de fond 20 est constitué par une plaque circulaire munie d'un évide- ment de moulage concave 26 dans sa surface supérieure et d'une ouverture 28 pratiquée au centre du fond de l'évidement 26. Un rebord 30 s'étend radialement vers l'extérieur à partir du bord de l'évidement de moule 26 sur environ la moitié de la périphérie de l'élément 20. Une broche de guidage 32 s'étend vers le haut à partir du rebord 30 sur la périphérie de ce dernier. L'élément da fond 20 est monté sur une plaque support 34 qui, ainsi qu'on peut le voir sur la figure 1, s'étend horizontalement entre les rails 14 du bâti de support 13. La plaque de support 34 comporte des bras 36 s'étendant à partir de ses extrémités et faisant saillie au travers des ouvertures des rails latéraux 14. La plaque de support 34 est munie d'une rainure 38 dans sa surface supérieure, rainure qui s'étend autour de la périphérie de la portion de l'élément de fond 20 qui ne&comporte pas de rebord. Comme on peut le voir sur la figure 4, la plaque de support 34 est munie d'une ouverture 40, qui la traverse de part en part afin de permettre l'accès à l'ouverture 28 de l'élément de fond 20. Un vérin pneumatique séparé 42 est fixé sur chacun des rails du bâti de support 13 au-dessus de la plaque 34. Les vé- rins pneumatiques 42 sont positionnes verticalement et chacun d'eux comporte une tige de pression 44 qui s'étend vers le bas et qui est reliée à son extrémité à un bras 36 de la plaque de support 34. Les vérins pneumatiques 42 sont d'un type qui norma- lement exerce une traction vers le haut sur la plaque 34. Sur chacun des rails latuéraux 14, au-dessus de la plaque de support 34, est prévue une butée réglable 46, contre laquelle sont main- tenus les bras 36 de la plaque 34 sous l'action des vérins 42. Un système d'extrusion de matière plastique 48 est monté en-dessous de la plaque support 34, ce système comportant un tuyau de sortie 50 qui s'étend vers le haut, vers la plaque 34. Sur l'extrémité du tuyau de sortie 50 est montée une buse 52 qui, ainsi qu'on peut le voir sur la figure 4, s'étend au travers de l'ouverture 40 dans la plaque support 34 et qui est montée à ajustage étroit dans l'ouverture 28 de l'élément de fond 20, 2 2471270 tout en pouvant coulisser dans cette dernière. Un vérin pneumatique 54 est fixé sur l'une des extrémités du rail supérieur 16, ce vérin s'étendant vers le bas à partir de cette extrémité. Une tige de piston 56 s'étend verticalement vers le bas à partir du vérin 54. L'élément de moule supérieur 22 est fixé à l'extrémité de la tige de piston 56. En se référant maintenant à la figure 3, on voit que l'élément de moulage supé- rieur 22 est circulaire et qu'il comporte un évidement ou cavité de moulage 58 dans son fond. Un rebord cylindrique 60 s'étend verticalement vers le bas à partir d'environ la moitié de la périphérie de la cavité du moule 58. Un bras de guidage 62 fait saillie radialement vers l'extérieur à partir de la périphérie de l'élément de moule supérieur 22 et il possède une encoche 64, ménagée dans son extrémité extérieure et qui est conçue de façon à recevoir la broche de guidage 32 qui s'étend à partir de l'élé- ment 20. Le bras support 24 est constitué par une plaque sensible- ment rectangulaire comportant des surfaces planes supérieure 66 et inférieure 68. Une ouverture semi-cylindrique 70 s'étend au travers du bras support 24 entre les surfaces 66 et 68, le dia- mètre de cette ouverture 70 étant disposé le long du bord anté- rieur 72 du bras de support 24. La paroi de l'ouverture 70 pos- sède une encoche peu profonde 73. Le rayon de l'ouverture 70 est égal au rayon de la surface interne du rebord cylindrique 60 de l'élément de couche supérieure 22. Une paire de bras de mon- tage 74 fait saillie des bords latéraux 76 du bras support 24 et ces bras sont alignés le long du bord postérieur 78 du bras sup- port. Une paire de vérins pneumatiques parallèles et espacés 80 sont montés sur une plaque support 82, cette dernière étant mon- tée entre les rails latéraux 14 et le bâti de support 13 (voir les figures 1 et 2). Les vérins cylindriques 80 s'étendent le long de lignes perpendiculaires au vérin 54. Les tiges de piston 84 s'étendent à partir des vérins 80 et les extrémités des tiges de piston 84 s'étendent au travers du bras de montage 74, du bras de support 24 et elles sont fixées à ce dernier (figure 3). Par conséquent le bras support 24 est supporté par les tiges de pis- ton 84 et il est conçu de façon à être déplacé par les tiges de piston 84 le long d'une trajectoire entre les éléments de moule 22 et 20, transversalement à ces derniers. Pour réaliser le moulage d'une préforme dans l'appareil de moulage 10, les vérins 42 sont actionnés afin de maintenir la plaque de support 34 vers le haut contre les butées 46. Ces bu- tées sont ajustées de manière que l'élément de moule inférieur soit positionné avec l'extrémité de la base 52 venant affleu- rer le fond de l'évidement du moule 26 et de façon que l'élément de moule inférieur 20 vienne s'appliquer contre la surface infé- rieure 68 du bras 24. Le bras support 24 étant situé au-dessus de l'élément de fond 20, il est maintenu en position à l'aide des vis 85 sur les extrémités des tiges de piston 84 de façon à venir affleurer le rebord de l'élément 20 et que la paroi de l'ouver- ture 70 coîncide avec la périphérie de l'évidement de moulage 26. Le vérin pneumatique 54 est ensuite actionné de façon à abaisser l'élément de moule supérieur 22 sur le bras porteur 24 et sur l'élément inférieur de moule 20. L'élément supérieur 22 est abaissé jusqu'à ce qu'il vienne se plaquer contre la surface supérieure 66 du bras de support 24 et le rebord cylindrique 60 vient s'ajuster dans la rainure 38 de la plaque de support 34 et il s'étend autour de la périphérie de l'élément inférieur 20, le bord de l'évidement de moule 58 venant coïncider avec le bord de l'évidement 26 comme on peut le voir sur la figure 4. Dans cette position affaissée de la coupe 12, l'élément supérieur 22 est dans l'ouverture 70 du bras de support 24 et l'élément de fond 26 est situé dans le rebord cylindrique 60 de l'élément su- périeur 22. De même, la cavité formée par les évidements de moule 26 et 58 possède un volume qui est plus petit que celui de la préforme en cours de moulage. L'élément supérieur de moule 22 est guidé dans sa position appropriée sur le bras 24 et l'élé- ment inférieur 20 par la broche de guidage 52 en prise dans l'en- coche 64 du bras de guidage 62. La coupe de moulage 12 étant dans la position affaissée re- présentée à la figure 4, le système d'extrusion 48 est mis en route pour extruder de la matière plastique au travers de la buse 52 dans la cavité formée par les évidements 26 et 58. Lorsque la matière plastique remplit totalement la cavité du moule, la pression de cette matière pénétrant dans la cavité du moule, repousse vers le haut l'élément supérieur 22 jusqu'à ce que la cavité présente un volume et une forme qui soient ceux 2 2471270 de la préforme en cours de moulage (position de moulage), comme on l'a représenté sur la figure 5. Comme on peut le voir sur la figure 1, un doigt 86 est monté sur l'élément de moule supérieur 22 et il est positionné de façon à s'étendre sur un commutateur de proximité 88 monté sur un rail latéral 14. Le doigt 86 et le commutateur de proximité sont positionnés de façon que, lorsque l'élément supérieur 22 atteint la position du moulage pour la- quelle la cavité du moule présente la forme désirée, le doigt 86 s'étend sur le commutateur 88,ce qui actionne ce dernier pour arrêter le positionnement de l'extrudeuse 48. Lorsque l'élément supérieur de moule 22 s'élève vers la position de moulage, la surface de l'ouverture 70 dans le bras de support 24 est dégagée jusqu'à l'intérieur de la cavité du moule permettant ainsi à la matière plastique de pénétrer et de remplir l'encoche 73. Lorsque la matière plastique pénètre dans la cavité de moule formée par les évidements 26 et 52, la surface de la matière plastique durcit lorsqu'elle vient au contact des surfaces des éléments de moule qui sont à une température plus faible que celle de la matière plastique. Lorsque la coupe de moulage 12 occupe sa position de moulage, comme représenté sur la figure 5, et que la cavité de moulage est totalement remplie de matière plastique, le vérin 54 est actionné.afin de soulever l'élément supérieur 22 vers le haut et les vérins 42 sont actionnés pour abaisser l'élément de moule inférieur 20, comme représenté à la figure 6. Dans cette position ouverte de la coupe 12, les élé- ments 20 et 22 sont espacés de la préforme moulé-e 90, représentée en traits interrompus à la figure 6. Cependant la préforme 90 est supportée par l'extrémité de la buse 52 et elle est également fixée mécaniquement au bras de support 24 étant donné qu'une cer- taine quantité du matériau de la préforme est située à l'inté- rieur de l'encoche 73 dans la surface de l'ouverture 70. les vé- rins pneumatiques 80 sont alors actionnés pour déplacer le. bras porteur 24 transversalement sur les éléments de moule inférieur et supérieur 22 ce qui assure le déchiLeweïat de la matière plastique au point de sortie de la buse 52 et le transport de la préforme 90 vers une presse de moulage adjacente, non représen- tée. Cette presse comprend des moyens pour maintenir la préforme de telle façon que, lorsque les vérins 80 sont actionnés pour ramener le bras 24, à sa position d'origine, la liaison mécanique- entre la préforme 90 et le bras porteur 24 est interrompue, la préforme 90 restant dans la presse. Lorsque le bras porteur 24 est rétracté vers sa position d'origine, la coupe 12 peut alors être refermée pour recommencer le cycle de moulage d'une autre préforme. De la description qui précède, on retiendra que la présente invention apporte un dispositif de moulage 10 permettant de mou- ler une préforme et d'assurer automatiquement le transfert de la préforme vers une presse de moulage de disque. Ce dispositif de moulage 10 possède une coupe de moulage 12 qui lorsqu'elle est complètement fermée, s'affaise vers une position pour laquelle la cavité du moule possède un volume plus petit que le volume désiré de la préforme en cours de moulage. Ce petit volume ré- duit à un minimum l'action d'enroulement du ruban ou boudin de matière plastique pénétrant dans la cavité du moule ce qui ré- duit à un minimum ou élimine les bulles d'air et les autres dé- fauts de la préforme en cours de moulage. Une telle préforme améliorée est nécessaire pour réduire les défauts de surface du disque d'enregistrement de l'information moulé avec la préforme. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limi- tée à l'exemple de réalisation décrit et représenté mais qu'elle en englobe toutes les variantes. 2 2471270 REVENDICAhIISO I.- Dispositif de moulage d'une préforme, caractérisé en ce qu'il comporte un moule en forme de coupe (12) qui comprend: - une paire d'éléments de moule (20 - 22) montés de façon qu'une surface de chaque élémient soit opposée à une surface de l'autre, chacun desdits éléments de moule comportant un évidement concave de moulage (26 - 58) dans ladite surface; - un bras porteur (24), disposé entre les deux éléments de moule, ce bras étant conçu de façon à former une cavité de moule avec les évidements desdits éléments de moule; l'un desdits éléments étant conçu de façon à s'adapter dans le bras porteur afin de délimiter avec l'autre élément de moule une cavité de moulage présentant un volume plus petit que celui de la préforme à mouler; - une ouverture d'admission de matière plastique (28) dans l'un desdits éléments de moule, cette ouverture débouchant dans le fond de l'évidement de cet élément, et - des moyens (54 - 42 - 80) pour déplacer les éléments de moule l'un vers l'autre et pour les éloigner et pour déplacer le bras porteur en travers des éléments de moule et pour les en écarter. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un des éléments de moule présente un rebord cylindrique (60) s'étendant à partir d'une partie du bord de l'évidement du moule vers l'autre élément de moule et le bras porteur (24) pré- sente une ouverture (70) qui est conformée de façon à s'étendre autour de la partie restante du bord de l'évidement (26) de l'autre élément. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'autre élément de moule (20) comprend une partie circulaire qui est conformée de façon à s'ajuster dans le rebord cylindrique (60) dudit élément de moule (22) lorsque cet élément de moule vient se positionner dans l'ouverture (70) du bras porteur afin que les éléments de moule puissent être positionnés pour former la cavité de moulage qui présente un volume plus faible que celui de la préforme à mouler. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bras porteur (24) comporte une encoche (73) sur la sur- face de son ouverture (70), cette encoche s'étendant autour de la surface de ladite ouverture. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'autre éléient de moule (20) comporte un rebord (30) s'éten- dant radialement vers l'extérieur à partir du bord de son évide- ment de moulage (26), ce rebord s'étendant partiellement autour de cet évidement et étant adapté à venir se plaquer contre le bras porteur lorsque les éléments de moule et le bras porteur sont associés pour former la cavité du moule. 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le rebord cylindrique (60) sur l'un des éléments de moule (22) est semi-cylindrique, en ce que l'ouverture (70) dudit bras porteur (24) est semi-cylindrique et en ce que le rebord (30) de- l'autre élément de moule (20) est également semi-cylindrique. 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bras porteur constitue une plaque possédant des surfaces planes opposées et en ce que l'ouverture (70) s'étend au travers de ladite plaque entre les surfaces opposées, le diamètre de l'ouverture étant orienté le long de l'un des bords de la plaque. 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens pour déplacer ensemble les éléments de moule ainsi que le bras porteur transversalement aux dits éléments sont cons- titués par des vérins pneumatiques séparés dont les tiges de pis- ton sont reliées aux éléments de moule et au bras porteur. .- Dispositif de moulage d'une préforme, caractérisé en ce qu'il comprend: - un élément de moule supérieur circulaire (22) comportant un évidement de moulage concave dans sa surface inférieure et un rebord semicylindrique faisant saillie vers le bas autour du bord de l'évidement; - un élément de moule inférieur circulaire (20) aligné verticale- ment avec l'élément supérieur et qui comporte un évidement con- cave de moulage dans sa surface supérieure et une ouverture d'ad- mission de matériau de moulage débouchant dans le fond de l'évi- dement de moulage, cet élément inférieur présentant une partie qui est conçue de façon à s'adapter dans le rebord cylindrique de l'élément de moule supérieur (21) lorsque les deux éléments sont déplacés ensembles vers une position affaissée dans laquelle les évidements de moule forment ensembles une cavité de moule qui présente un volume plus petit que celui de la préforme en cours de moulage; - un bras porteur (24) monté entre les deux éléments de moule, 2 2471270 ce bras porteur étant pourvu d'une ouverture semi-cylindrique (70) conçue de façon à s'ajuster autour de l'élément supérieur lorsque les éléments de moule sont en position affaissée et qui forme avec l'élément supérieur la paroi centrale de la cavité de moulage lorsque les éléments de moule sont écartés vers une posi- tion de moulage dans laquelle la cavité du moule présente un vo- lume qui correspond à celui de la préforme en cours de moulage et, - des moyens pour déplacer lesdits éléments de moule l'un vers l'autre et pour les écarter l'un de l'autre ainsi que pour dépla- cer le bras porteur transversalement en travers des éléments de moule et pour les écarter de ces éléments. 10.- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le bras porteur présente une encoche ménagée dans la sur- face de l'ouverture, cette encoche s'étendant autour de ladite surface. 11.- Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le bras porteur est constitué d'une plaque comportant des surfaces planes opposées, en ce que ladite ouverture s'étend en travers de ladite plaque entre les surfaces opposées, et en ce que le diamètre de l'ouverture est situé le long de l'un des bords de la plaque. 12.- Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'élément de moule inférieur présente un rebord qui s'é- tend radialement vers l'extérieur à partir du bord de son évide- ment, ce rebord s'étendant sur la demi-périphérie dudit évidement et-étant conçu de façon à venir se plaquer contre l'une des sur- faces opposées du bord porteur lorsque les éléments de moule et le bras porteur sont associés pour former la cavité de moule. 15.- Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens déplaçant les éléments de moule et le bras por- teur sont des véIins pneumatiques séparés dont les tiges de pis- ton/re ées aux éléments du moule et du bras porteur. il