Brevet FR2506041A1 — publié le 19821119

Dispositif de commande pour la circulation hydraulique d'une machine à mouler des matières synthétiques par injection. La présente invention concerne un dispositif de com- -mande pour la circulation hydraulique d'une machine à mouler des matières synthétiques par injection, permettant au débit et à la pression de refoulement de la pompe régulatrice d'être adaptés aux conditions variées requises du récepteur au cours des différentes phases d'un cycle de travail à l'aide d'un système de distributeur proportionnel dont la section de passage est réglable par des signaux d'entrée électriques, dispositif dans lequel est prévu un conduit de pilotage en retour qui en aval du système de distributeur proportionnel s'étend en dérivation à partir du conduit du récepteur et réajuste la pompe régulatriceet le système de distributeur proportionnel se trouve dans un circuit régula- teur avec au moins un détecteur de déplacement au moyen du- quel un réglage du système de distributeur proportionnel ne correspondant pas à la valeur nominale peut être ramené à la valeur nominale fixée à l'avance par le programme. Dans un dispositif de commande connu de ce genre (brevet français n O 2 317 084 ( 7 619 502)) le système de dis- tributeur proportionnel comprend à la fois un distributeur de débit proportionnel et un distributeur de pression pro- portionnel dans le circuit régulateur de chacun desquels se trouve un détecteur de déplacement Un tel dispositif de commande fournit une grandeur géométrique, la position du corps de chaque distributeur proportionnel étant réglable. On obtient ainsi pour les intervalles de fonctionnement, en particulier les pressions et vitesses au niveau du récep- teur, une commande qualitativement très satisfaisante grâce à laquelle la consommation d'énergie par la pompe régula- trice se trouve adaptée, au niveau d'une limite inférieure, aux performances proprement dites requises du récepteur. La présente invention a pour but, en partant de cet état de la technique, de perfectionner un dispositif de com- mande du genre mentionné ci-dessus de telle manière qu'il puisse satisfaire beaucoup mieux aux formes de programmes les plus diverses, notamment aussi en ce qui concerne une commande à programme de pression directement adaptée au récepteur, et qu'en même temps la pompe régulatrice soit amenée à fonctionner de façon à réduire la consommation d'énergie à un minimum. Ce but est atteint suivant l'invention, en ce qui concerne un dispositif de commande pour la circulation hy- draulique d'une machine à mouler des matières synthétiques par injection, permettant au débit et à la pression de re- foulement de la pompe régulatrice d'être adaptés aux condi- tions variées requises du récepteur au cours des différentes phases d'un cycle de travail à l'aide d'un système de dis- tributeur proportionnel dont la section de passage est ré- glable par des signaux d'entrée électriques, dispositif dans lequel est prévu un conduit de pilotage en retour qui en aval du système de distributeur proportionnel s'étend en dérivation à partir du conduit du récepteur et réajuste la pompe régulatrice,et le système de distributeur proportion- nel se trouve dans un circuit régulateur avec au moins un détecteur de déplacement au moyen duquel un réglage du sys- tème de distributeur proportionnel ne correspondant pas à la valeur nominale peut être ramené à la valeur nominale fi- xée à l'avance par le programme, par le fait qu'au réglage à programme de débit du-système distributeur proportionnel peut se substituer suivant au moins un critère (parcours, temps, pression), pour des conditions de pression requises déterminées (par exemple la phase de pression ultérieure lors de l'injection et les phases de sûreté de l'outil lors de la fermeture du moule), par l'intermédiaire d'un capteur de pression automatiquement un réglage à programme de pression au cours duquel le capteur de pression prend la place du détecteur de déplacement dans le circuit régula- teur du système de distributeur proportionnel, et que tant en cas de réglage à programme de débit qu'en cas de régla- ge à programme de pression la pompe régulatrice peut être commandée par l'intermédiaire du conduit de pilotage en re- tour, en fonction de la pression régnant dans le tronçon du conduit du récepteur située en aval du système de distri- buteur proportionnel, de telle manière qu'en cas de réglage programme de débit et en cas de réglage à programme de pression il existe entre la pompe régulatrice et 'ledit, tronçon du conduit du récepteur un gradient de pression de service constant. Par le terme de "gradient de pression de servide" il faut ici entendre un gradient qui est de toute manière indispensable pour le fonctionnement et la commande de la pompe régulatrice et constitue à cet égard la limite infé- rieure. Dans un dispositif ainsi conçu le réglage peut éga- lement s'effectuer directement en fonction de la pression du fluide hydraulique Bien entendu, la position du corps du distributeur dans le système à distributeur proportion- nel est dans ce cas également réglée, à l'aide d'un détec- teur de déplacement coopérant avec l'électro-aimant de com- mande, de façon à obtenir une variation de section comman- dée par programme et se répétant cycliquement La puissance délivrée par la pompe régulatrice est à présent cependant déterminée en fonction de l'évolution de la pression dans le conduit du récepteur en aval du distributeur de débit proportionnel, pour une pression de refoulement minimale constante de la pompe de circulation, ce qui est indis- pensable pour une économie d'énergie maximale. Du point de vue de sa conception le dispositif de commande suivant l'invention remplit également les condi- tions d'une construction relativement simple et donc peu onéreuse, car il peut fonctionner à haute vitesse avec un seul distributeur de débit proportionnel. Pour permettre des niveaux de vitesse variés le cir- cuit régulateur du système de distributeur proportionnel peut comporter, outre le capteur de pression, un transduc- teur parcours-tension qui est monté directement au niveau du récepteur. L'invention est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide d'un exemple de réalisation illustré au dessin an- nexé. La figure unique montre schématiquement le circuit hydraulique du dispositif de commande. Le dispositif de commande comprend un ensemble 10 formé d'un distributeur et d'organes annexes, un groupe moto-pompe 1 l et un ensemble 50 comportant un transducteur parcours-tension S/U Z 6 pour un réglage de vitesse concernant des niveaux de vitesse très variés, ce qui équivaut à un réglage à programme de débit. A partir de la pompe régulatrice 16 équipée d'un mo- teur de commande 17 et faisant partie du groupe moto-pompe Il un conduit 25 mène au filtre à huile 18 d'o un conduit débouche dans le réservoir 19 Un conduit 14 s'étendant à partir de l'ensemble 10 formé d'un distributeur et d'or- ganes annexes débouche également dans le réservoir 19 La pompe régulatrice, qui peut être par exemple une pompe à pistons radiaux, une pompe à pistons axiaux ou une pompe multicellulaire à palettes, est munie d'un organe régula- teur 20 o aboutit un conduit de pilotage en retour 22 s'étendant à partir de l'ensemble 10 formé d'un distribu- teur et d'organes annexes. L'ensemble 10 comprend un distributeur de débit pro- portionnel 12 à vitesse de travail élevée qui comporte une partie 12 a interposée dans le conduit 13 qui s'étend à par- tir de la pompe régulatrice 16 jusqu'au récepteur et présen- te un tronçon 13 a situé en amont du distributeur de débit proportionnel 12 et un tronçon 13 b situé en aval du distri- buteur 12 Le conduit de pilotage en retour 22 s'étend en dérivation à partir du tronçon 13 b du conduit de récepteur 13, c'est-à-dire à partir d'un point situé en aval du dis- tributeur de débit proportionnel 12, afin de pouvoir com- mander la pompe régulatrice 16 en fonction de la pression régnant dans le conduit du récepteur. Dans le conduit de pilotage en retour 22 est inséré un diaphragme amortissant 21 Un limiteur de pression 15 se trouve dans un conduit 23 reliant le tronçon 13 a du conduit 13 du récepteur au conduit 14 menant au réservoir L'élec-1 tro-aimant de commande 12 d prévu sur l'étage pilote 12 b du distributeur de débit proportionnel 12 coopère avec un dé- tecteur de déplacement 12 c Le détecteur de déplacement 12 c se trouve donc dans un circuit régulateur au moyen duquel des valeurs du distributeur de débit proportionnel qui dif- fèrent de la valeur nominale peuvent être ramenées à cette valeur nominale L'étage pilote 12 b peut être alimenté al- ternativement par une source d'huile hydraulique externe 27 par l'intermédiaire d'un conduit 29 ou bien à partir d'une source d'huile hydraulique interne constituée par un con- duit de prélèvement 28 partant du conduit de récepteur 13 au niveau du tronçon 13 a. En cas de commande de niveaux de vitesse variés sui- vant un programme préétabli sur la base d'un réglage appro- prié du corps du distributeur de débit proportionnel 12 à l'aide du détecteur de déplacement 12 c par l'intermédiai- re de l'étage pilote 12 bla pressionpeut être prélevée par le conduit de pilotage en retour 22 au même endroit du tronçon 13 b du conduit de récepteur 13 que celui o le capteur de pression 24 détecte la pression en cas de commande à pro- gramme de pression. Le transducteur parcours-tension 26 de l'ensemble destiné à régler des niveaux de vitesse variés, c'est- à-dire à régler des débits, comporte une partie sous ten- sion U En tant que transducteur peut être utilisé par exemple un potentiomètre linéaire ou rotatif. Le dispositif de commande est utilisable de multi- ples façons. Le réglage du distributeur de débit proportionnel 12,préétabli dans le calculateur et se réalisant par con- séquent suivant un programme,constitue la base du disposi- tif de commande suivant l'invention dans ce sens qu'un réglage de débit ou de pression établi au niveau du distri- buteur de débit proportionnel 12 et ne correspondant pas à la valeur nominale peut être ramené à cette valeur nomina- le alternativement au moyen du détecteur de déplacement 12 c, du transducteur parcours-tension 26 ou du capteur de pression 24 participant au circuit régulateur Les perfor- mances, par exemple des vitesses et des pressions, sans cesse variables requises au niveau du récepteur au cours du cycle de travail sont prises en compte par une commande correspondante de la pompe régulatrice par l'intermédiaire du conduit de pilotage en retour 22 en fonction de la pres- sion régnant dans le tronçon 13 b du conduit de récepteur 13 en aval du distributeur de débit proportionnel 12 À cet égard le gradient de pression entre la pompe régula- trice 16 et le conduit de récepteur 13 au niveau du tron- çon 13 b situé en aval du distributeur de débit proportion- nel 12 est toujours maintenu constant La différence de pression peut être par exemple voisine de 11 bars Cette valeur représente une limite inférieure pour laquelle la pompe régulatrice est encore capable de fonctionner et susceptible d'être pilotée -La commande est donc essentiel- lement une commande de débit qui fournit à l'aide du détec- teur de déplacement 12 c une grandeur géométrique, à savoir le réglage du corps du distributeur de débit proportionnel s'effectuant au cours du cycle d'injection selon un pro- gramme A cette commande de débit se superpose une commande à programme de pression En fonction des exigences au niveau du récepteur le dispositif de commande passe automatique- ment de la commande de débit à la commande à programme de pression Ce changement se réalise d'après certains critè- res, par exemple selon la distance parcourue au niveau du récepteur, ou en fonction du temps ou, au moyen du capteur de pression 24, en fonction de la pression de l'huile dans le conduit de récepteur ou encore par un capteur de pression monté directement au niveau du récepteur Pour chaque cri- tère le passage de la commande à programme de débit à la commande à programme de pression se produit en cas de dé- passement d'une amplitude de signal déterminée fixée à l'a- vance dans le calculateur Une commande à programme de pression a lieu par exemple dans la phase de maintien en pression après l'injection de la matière plastique dans le moule à injection et lors de la fermeture du moule au cours de la phase de sareté de l'outil A cette commande à pro- gramme de pression peut de nouveau, en fonction d'unegran- deur fixée à l'avance dans le calculateur, se substituer une commande à programme de débit orientée directement au niveau du récepteur et qui se réalise sur la base de l'en- semble 50 comportant le transducteur parcours-tension pour un réglage de la vitesse Dans ce sens la commande dite à programme de pression est une commande combinée à programme de débit et à programme de pression dans laquelle le dis- tributeur de débit proportionnel n'est plus commandé par le détecteur de déplacement 12 c mais par exemple directement par le transducteur parcours-tension 26 ou par le capteur de pression 24 Dans tous les cas le conduit de pilotage en retour 22 assure cependant un réajustage de la pompe régu- latrice 16 de telle sorte que le gradient de pression entre la pompe régulatrice 16 et le tronçon 13 b du conduit de ré- cepteur présente une valeur minimale constante. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la fi- gure unique le capteur de pression 24 prélève, comme indi- qué plus haut, la pression au même endroit du conduit de récepteur 13 que celui o le conduit de pilotage en retour 22 prélève la pression Le capteur de pression 24 peut ce- pendant également être monté directement sur le récepteur dans le conduit 13. Dans bien des cas il peut tre utile de prévoir, ou- tre le capteur de pression 24, un autre capteur de pres- sion qui prélève la pression dans la cavité du moule à in- jection Cet autre capteur de pression est destiné et apte, dans le cadre d'un réglage de pression, à commander la pression dans la cavité du moule Il ne saurait donc rem- placer le capteur de pression 24 qui convient pour les au- tres domaines d'une commande de pression, qu'il s'agisse par exemple d'utiliser la pression maximale ou de fermer le- moule à injection sous une faible pression. Le capteur de pression additionnel peut être porté par un boulon traversant la paroi du moule à injection Il peut alors être aisément retiré du moule à injection et re- mis en place dans celui-ci Le capteur de pression addition- nel peut cependant également être monté sur le côté arrière d'une broche d'éjection du moule à injection puisque cette broche d'éjection limite avec son côté frontal avant la cavité du moule et est donc apte à transmettre des données de pression de la cavité du moule au capteur de pression monté sur le c 8 té arrière. Le capteur de pression additionnel est donc un élé- ment constitutif essentiel d'un mode de réglage se super- posant au réglage de pression usuel effectué au moyen du capteur de pression 24. Un cycle de travail réglé au moyen du dispositif de commande se déroule par exemple, en partant du moule à in- jection ouvert, en plusieurs phases successives: 1) Le moule à injection se ferme le mouvement de fer- meture nécessaire peut s'effectuer à des vitesses dif- férentes Le programme de débit indispensable pour cela est réglé par l'intermédiaire du détecteur de déplace- ment 12 c ou du transducteur parcours-tension 26 Au cours du mouvement de fermeture on passe par un inter- valle de sûreté pour le moule à injection au cours du- quel un réglage de pression par l'intermédiaire du cap- teur de pression 24 se superpose au réglage de vitesse. Cela veut dire qu'au moment o la pression limite ad- missible prévue par le programme est atteinte il s'éta- blit automatiquement un réglage de la pression. 2) la buse d'injection est mise en place sur le moule à injection; ceci s'effectue par l'intermédiaire d'un programme de vitesse auquel se superpose un programme de pression Au cours de cette phase le réglage se réa- lise respectivement par l'intermédiaire du détecteur de déplacement 12 c et du capteur de pression 24. 3) La matière plastique est injectée dans le moule. L'injection se réalise par l'intermédiaire d'un program- me de vitesse qui équivaut à un programme de débit Ce programme de débit est réglé par l'intermédiaire du dé- tecteur de déplacement 12 c ou du transducteur parcours- tension 26 Au programme de débit se superpose pour des raisons de sûreté un réglage de pression par l'intermé- diaire du capteur de pression 24 Dès qulune pression prévue par le programme est atteinte dans le moule à injection s'opère le passage à un programme de maintien en pression Ceci se réalise par l'intermédiaire d'un capteur de pression dans le moule à injection ou d'un capteur de pression dans le circuit hydraulique, c'est- à-dire de préférence dans le distributeur de débit pro- portionnel 12 ou sur le cylindre d'injection. 4) La matière synthétique est plastifiée au moyen de la vis de plastification dans le cylindre de plastification (cylindre d'injection) par l'intermédiaire d'un program- me de vitesse L'entraînement de la vis de plastifica- tion s'effectue par l'intermédiaire d'un moteur hydrau- lique Le réglage à programme de débit nécessaire à cet égard se réalise par l'intermédiaire du détecteur de déplacement 12 c ou du transducteur parcours-tension 26. 5) Puis la buse d'injection est retirée du moule à in- jection par l'intermédiaire d'un programme de vitesse (programme de débit). 6) Ensuite le moule à injection s'ouvre Le mouvement d'ouverture nécessaire peut s'effectuer à des vitesses différentes Le programme de débit nécessaire à cet égard est réglé par l'intermédiaire du détecteur de dé- placement 12 ó ou du transducteur parcours-tension 26. 7) La pièce moulée finie est éjectée L'éjecteur hy- draulique est commandé lors du mouvement d'avance comme au cours du mouvement de recul par l'intermédiaire d'un programme de vitesse auquel se superpose un programme de pression A cet égard le réglage s'effectue par l'in- termédiaire du détecteur de déplacement 12 c ou du trans- ducteur parcours-tension 26 ainsi que du capteur de pression 24. REVENDICATIONS 1 Dispositif de commande pour la circulation hy- draulique d'une machine à mouler des matières synthétiques par injection, permettant au débit et à la pression de re- foulement de la pompe régulatrice d'être adaptés aux con- ditions variées requises du récepteur au cours des diffé- rentes phases d'un cycle de travail à l'aide d'un système de distributeur proportionnel dont la section de passage est réglable par des signaux d'entrée électriques, dispo- sitif dans lequel est prévu un conduit de pilotage en re- tour qui en aval du système de distributeur proportionnel s'étend en dérivation à partir du conduit du récepteur et réajuste la pompe régulatrice, et le système de distribu- teur proportionnel se trouve dans un circuit régulateur avec au moins un détecteur de déplacement au moyen duquel un réglage du système de distributeur proportionnel ne correspondant pas à la valeur nominale peut être ramené à la valeur nominale fixée à l'avance par le programme, ca- ractérisé en ce qu'au réglage à programme de débit du sys- tème de distributeur proportionnel peut se substituer sui- vant au moins un-critère (parcours, temps, pression), pour des conditions de pression requises déterminées (par exem- ple la phase de maintien en pression lors de l'injection et les phases de sûreté de l'outil lors de la fermeture du moule), par l'intermédiaire d'un capteur de pression ( 24) automatiquement un réglage à programme de pression au cou Is duquel le capteur de pression ( 24) prend la place du dé- tecteur de déplacement ( 12 c) dans le circuit régulateur du système de distributeur proportionnel, et en ce que tant en cas de réglage à programme de débit qu'en cas de régla- ge à programme de pression la pompe régulatrice ( 16) peut être commandée par l'intermédiaire du conduit de pilotage en retour ( 22), en fonction de la pression régnant dans le tronçon ( 13 b) du conduit de récepteur ( 13) situé en aval du système de distributeur proportionnel, de telle manière qu'en cas de réglage à programme de débit et en cas de ré- glage à programme de pression il existe entre la pompe ré- gulatrice ( 16) et le tronçon ( 13 b) du conduit du récepteur un gradient de pression de service constant. 2 Dispositif de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le système de distributeur propor- tionnel est constitué d'un seul distributeur de débit pro- portionnel ( 12) à haute vitesse de fonctionnement. 3 Dispositif de commande suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que pour permettre différents ni- veaux de vitesse il se trouve dans le circuit régulateur du système de distributeur proportionnel, outre le capteur de pression ( 24), un transducteur parcours-tension ( 26) qui est monté directement sur le récepteur. 4 Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que,pour le ré- glage à programme de débit servant à obtenir différents niveaux de vitesse en ce qui concerne le récepteur,il peut 6 tre interconnecté dans le circuit régulateur du système de distributeur proportionnel alternativement le détecteur de déplacement ( 12 c) ou un transducteur parcours-tension ( 26). Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les ampli- tudes de signal prévues dans le cadre de chaque critère et déclenchant le passage du réglage à programme de débit au réglage à programme de pression sont fixées à l'avance dans le calculateur pour un cycle de travail déterminé. 6 Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, cara'ctérisé en ce qu'un diaphrag- me amortissant ( 21) est interposé dans le conduit de pilo- tage en retour ( 22). 7 à Dispos Xitif de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, -caractérisé en ce que le système de distributeur proportionnel est alimenté sélectivement par une source d'huile hydraulique interne ( 28) ou externe ( 27). 8 Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un limiteur de pression ( 15) est monté dans le tronçon ( 13 a) du conduit de récepteur ( 13) en amont du distributeur de débit propor- tionnel ( 12). 9 Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le prélè- vement de pression par le conduit de pilotage en retour ( 22) en cas de réglage à programme de débit et le prélève- ment de pression par le capteur de pression ( 24) en cas de réglage à programme de pression s'effectuent au même en- droit du conduit ( 13) du récepteur. Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le capteur de pression ( 24) est monté directement au niveau du récep- teur dans le conduit ( 13), en ce qu'il est prévu, outre le capteur de pression ( 24), un capteur de pression addition- nel prélevant la pression dans la cavité du moule à injec- tion, et en ce que le capteur de pression additionnel est porté par un boulon traversant la paroi du moule à injection, le capteur de pression additionnel étant monté sur une broche d'éjection du moule à injection.