Brevet FR2558410A1 — publié le 19850726

Machine à mouler des matières plastiques par injection équipée d'un dispositif de fermeture de moule supporté par l'intermédiaire de son porte-moule fixe et d'une plaque formant butée. La présente invention concerne une machine à mouler des matières plastiques par injection équipée d'un dispositif de fermeture de moule supporté des deux côtés sur deux éléments d'ossature parallèles allongés du socle de la machine et muni d'un porte-moule fixe en forme de plaque, notamment en fonte, lequel présente du côté du moule et du côté arrière des surfaces de travail situées dans des plans parallèles (plans de surfaces de travail) et est rigidement relié par l'intermédiaire de longerons, qui passent à travers le porte-moule mobile et guident celui-ci, à une plaque formant butée absorbant la contre-pression produite par la pression de fermeture du dispositif de fermeture de moule, lequel porte-moule fixe est en outre relié de manière fixe aux éléments d'ossature par l'intermédiaire d'au moins une surface de montage dont les points d'appui le plus éloignés l'un de l'autre dans la direction de fermeture (points d'appui fortement chargés) présentent entre eux un espacement au moins égal à la distance entre les plans de. surfaces de travail, alors que la plaque formant butée, afin de compenser les dilatations longitudinales des longerons périodiquement sollicités à la traction, est montée sur des surfaces de guidage des éléments d'ossature de façon à pouvoir coulisser pour effectuer des mouvements périodiques dans la direction de fermeture. Par le terme de "surfaces de travail" utilisé cidessus il convient d'entendre les surfaces planes que le porte-moule fixe présente du côté du moule et du côté arrière et contre lesquelles d'autres éléments constitutifs de la machine à mouler des matières plastiques par injection, tels que le demi-moule fixe, les butées pour les longerons du dispositif de fermeture de moule ou les organes de raccordement pour un mécanisme de moulage par injection prennent appui respectivement avec des surfaces planes correspondantes. Par "éléments d'ossature'. au sens où ce terme est utilisé ci-dessus il convient d'entendre des éléments constitutifs allongés d'une grande rigidité, par exemple des barres de guidage massives ou des barres profilées qui sont reliées directement ou indirectement au socle de la machine ou font partie de ce dernier. Dans les machines à mouler par injection connues du genre concerné (voir par exemple le brevet allemand n0 3 145 973) les longerons du dispositif de fermeture de moule passent chacun avec l'une de leurs extrémités par le porte-moule fixe et avec leur autre extrémité par la plaque formant butée. Une fois établie la pression de fermeture pour le moule à injection, le porte-moule fixe et la plaque formant butée prennent appui respectivement, au moins sous une pression d'appui correspondant à la pression de fermeture et agissant dans le sens de fermeture du dispositif de fermeture de moule, contre des butées prévues aux extrémi- tés des longerons.Etant donné que la plaque formant butée est montée de manière à pouvoir coulisser sur les éléments d'ossature pour permettre de compenser les dilatations longitudinales périodiques des longerons sollicités à la trac tion au cours de chaque cycle d'injection, on partait jusqu'à présent de l'hypothèse selon laquelle le cadre rigide formant l'ossature renforçatrice du dispositif de fermeture de moule et constitué par le porte-moule fixe, la plaque formant butée et les longerons assurerait, moyennant un centrage exact des demi-moules sur les porte-moule, également un guidage rectiligne exact de ces demi-moules sans tolérances notables. Or des essais en série et des contrôles dont des machines soumises à de fortes contraintes ont fait l'objet pendant de longues durées ont montré de manière surprenante qu'après des années de contraintes de service subies dans ces conditions la précision susceptible d'être conférée initialement aux pièces moulées par injection ne pouvait plus être respectée mais qu'une telle perte d'effet utile pouvait, pour une machine à mouler des matières plastiques par injection du genre concerné, être évitée presque totalement par un moyen relativement simple sur le plan de la construction. Il en est notamment ainsi en ce qui concerne l'obtention d'une constance suffisante des dimensions critiques ainsi que du poids, sans laquelle les pièces moulées par injection ne sont pas utilisables par exemple pour des appareils de mesure de haute qualité. Ledit moyen consiste, pour une machine à mouler des matières plastiques par injection équipée d'un dispositif de fermeture de moule supporté des deux côtés sur deux éléments d'ossature parallèles allongés du socle de la machine et muni d'un porte-moule fixe en forme de plaque, lequel présente du côté du moule et du côté arrière des surfaces de travail situées dans des plans parallèles (plans de surfaces de travail) et est relié rigidement par l'intermédiaire de longerons, qui passent à travers le porte-moule mobile et guident celui-ci, à une plaque formant butée absorbant la contre-pression produite par la pression de fermeture du dispositif de fermeture de moule, lequel porte-moule fixe est en outre relié de manière fixe aux éléments d'ossature par l'intermédiaire d'au moins une surface de montage dont les points d'appui le plus éloignés l'un de l'autre dans la direction de fermeture (points d'appui fortement chargés) présentent entre eux un espacement au moins égal à la distance entre les plans de surfaces de travail, alors que la plaque formant butée, afin de compenser les dilatations longitudinales des longerons sollicités périodiquement à la traction, est montée sur des surfaces de guidage des éléments d'ossature de manière à pouvoir coulisser pour effectuer des mouvements périodiques dans la direction de fermeture, en ce que la surface de montage du porte-moule fixe est prolongée dans la direction de fermeture du dispositif de fermeture de moule au-delà d'au moins l'un des plans de surfaces de travail, de telle manière que l'espacement des points d'appui fortement chargés soit supérieur à la demi-distance verticale entre le plan de ladite surface de montage et l'axe de symétrie du dispositif de fermeture de moule. Des recherches ont permis de constater que moyennant un tel mode de construction les écarts par rapport au poids nominal des pièces moulées par injection pouvaient, même après des contraintes de service extrêmement fortes subies pendant de très longues durées dans des conditions de fabrication en série, être maintenus à l'intérieur de limites permettant encore aux pièces moulées par injection d'être utilisées par exemple en tant qu'éléments constitutifs d'appareils de précision. La raison pour laquelle le problème des tolérances de fabrication devenant moins serrées n'a jusqu ici pas été suffisamment pris en considération réside sans doute en ce que, malgré le fait qu'au bout de longues durées de service les demi-moules amenés l'un contre l'autre et/ou s'engageant l'un dans l'autre lors de la fermeture du moule subissent effectivement des phénomè nes d'usure dus à des déformations cycliques du cadre rigide formant l'ossature renforçatrice du dispositif de fermeture de moule, initialement ces phénomènes d'usure n'en sont pas moins impossibles à enregistrer en raison de leur faible importance et ne déterminent pas non plus des écarts additionnels notables par rapport au poids nominal et aux dimensions nominales.C'est seulement lorsqu'un degré d'usure déterminé est atteint que le processus négatif indiqué s'accélère rapidement, les écarts passant en quelque sorte à un ordre de grandeur supérieur. Enfin, il a pu être constaté que, pour une machine à mouler par injection des matières plastiques équipée d'un dispositif de fermeture de moule supporté des deux côtés sur deux éléments d'ossature parallèles allongés du socle de la machine et muni d'un porte-moule fixe en forme de plaque qui, réalisé en fonte, présente du côté du moule et du côté arrière des surfaces de travail situées dans des plans parallèles et est relié rigidement à une plaque formant butée par l'intermédiaire de longerons qui s'étendent à travers le porte-moule mobile et guident celui-ci, ledit porte-moule fixe étant en outre relié de manière fixe aux éléments d'ossature par l'intermédiaire d'au moins une surface de montage, alors que la plaque formant butée est montée de manière à pouvoir coulisser dans la direction de fermeture sur des surfaces de guidage des éléments d'ossature afin de compenser les dilatations longitudinales des longerons sollicités périodiquement à la traction, la caractéristique consistant en ce qu'à travers la surface de serrage du porte-moule fixe, située dans le plan des surfaces de travail côté moule, s'étendent des rainures dont les surfaces de base sont recouvertes par la peau de fonderie du porte-moule réalisé en une seule pièce coulée et d'autres caractéristiques liées à celle précitée permettent encore mieux de contrarier l'accroissement des tolérances de fabrication.Manifestement, le fait de conserver la peau de fonderie dans la région de la surface de serrage du porte-moule a pour effet de réduire les déformations périodiques (à peine susceptibles d'être déterminées) de celui-ci, qui se produisent au cours des cycles d'injection périodiques, et contribue d'une manière tout à fait générale à la stabilité dimensionnelle. L'invention est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide d'un exemple de réalisation illustré aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente la machine à mouler des ma tières plastiques par injection en coupe et en vue latérale ; et les figures 2 et 3 sont des vues en perspective du porte-moule fixe de la machine à mouler par injection. Le dispositif de fermeture de moule de la machine à mouler des matières plastiques par injection est supporté des deux côtés sur deux éléments d'ossature parallèles allongés 47 du socle 46 de la machine. Ces éléments d'ossature sont dans le cas de l'exemple de- réalisation représenté sur les dessins des barres de guidage sur lesquelles roulent ou glissent des dispositifs d'appui 53 du porte-moule mobile B. Les barres de guidage sont reliées de manière fixe à des bords repliés horizontaux des parois longitudinales du socle parallélépipédique fabriqué en tôle d'acier. Le porte-moule fixe S en forme de plaque du dispositif de fermeture de moule présente, du côté du moule et du côté arrière, des surfaces de travail situées dans des plans parallèles, lesquels sont appelés ci-après plans de surfaces de travail h-h et f-f. En outre, le porte-moule S présente des trous traversants 24 pour des longerons 42 ainsi qu'une ouverture traversante centrale 23 pour le cylindre de plastification d'un mécanisme d'injection raccordé au porte moule du côté arrière. Le porte-moule fixe S est relié rigidement à une plaque formant butée M par l'intermédiaire de quatre longerons 42 qui absorbent la contre-pression produite par la pression de fermeture du dispositif de fermeture de moule. Dans la plaque formant butée M est logé un mécanisme de commande hydraulique 52, un vérin hydraulique produisant la pression de fermeture pour le moule à injection étant monté coaxialement à l'axe de symétrie e-e du dispositif de fermeture de moule. A travers un couvercle cylindrique 52' du vérin passe la tige de piston 51 qui prend appui contre une paroi-support arrière du porte-moule mobile B. La paroisupport 49, des nervures 48 transmettant la pression et une paroi de serrage 50 pour le demi-moule correspondant 55 forment ensemble le porte-moule B en fonte. Le porte-moule fixe S est relié de manière fixe aux éléments d'ossature 47 par l'intermédiaire de surfaces de montage F.Afin de compenser les dilatations longitudinales des longerons 42 sollicités périodiquement à la traction la plaque formant butée M est montée sur des surfaces de guidage des éléments d'ossature 47 de façon à pouvoir coulisser pour effectuer des mouvements périodiques dans la direction de fermeture. Comme le montrent les figures, les surfaces de montage F du porte-moule fixe S sont prolongées au-delà du plan de surfaces de travail f-f dans la direction de fermeture du dispositif de fermeture de moule. L'espacement A des points d'appui fortement chargés x et y est sensiblement supérieur à la demi-distance verticale H entre le plan i-i de la surface de montage F et l'axe de symétrie e-e du dispositif de fermeture de moule. Dans l'exemple de- réali-. sation les deux surfaces de montage F présentent une longueur à peu près égale au double de la distance a entre les plans de surfaces de travail h-h et f-f. De plus, l1ensem- ble de la surface de montage F s'étendant dans la direction de fermeture à partir du plan de surfaces de travail h-h situé du côté du moule jusqu'au-delà du plan de surfaces de travail arrière f-f est formée de chaque côté d'une seule pièce en une matière homogène, à savoir en fonte, comme c'est le cas pour l'exemple de réalisation représenté, ou en acier. Les deux surfaces de montage latérales F se trouvent à l'extérieur d'une projection parallèle verticale du corps 10 du porte-moule.Entre les plans de surfaces de travail h-h et f-f elles sont formées par des nervures de montage coudées 12, 14 et pour le reste par des nervuressupports 15, 16 qui présentent en coupe transversale le même profil que celui des nervures de montage 12, 14. Des ailes de liaison 15 inclinées par rapport à l'horizontale et faisant partie des nervures-supports 15, 16 rejoignent chacune une nervure renforçatrice verticale 18 se rétrécissant vers le haut et qui est rapportée sur le côté arrière du porte-moule S. A travers la surface de serrage, située dans le plan de surfaces de travail h-h, pour le demi-moule correspondant 56 du porte-moule fixe S s'étendent des rainures 30, 30'. Les surfaces de base de ces rainures sont recouvertes de la peau de fonderie du porte-moule S formée d'une seule pièce coulée. Ces rainures présentent des parties horizontales et verticales qui se rejoignent et s'étendent symétriquement par rapport au plan de symétrie vertical du porte-moule S. A peu près un tiers de la surface de serrage est occupé par lesdites rainures. Les surfaces de travail situées dans le plan de surfaces de travail arrière f-f et entourées par des régions continues à peau de fonderie sont constituées par des surface d'appui 33 et des surfaces de raccordement 35. Sous l'effet de la pression de#fermeture pour le moule les surfaces d'appui annulaires 33 sont appuyées contre des butées 54 des longerons 42. Il en est de même pour les surfaces d'appui analogues 33' de la plaque formant butée M qui prennent appui contre les butées 54' des longerons 42. Les butées 54, 54' sont des écrous qui s'engagent dans un filetage extérieur des longerons 42. Au cours des phases intermédiaires du cycle d'injection, durant lesquelles aucune pression de fermeture pour le moule à injection 55, 56 n'est établie, les surfaces d'appui 33, 33' sont cependant également appuyées contre les butées 54, 54'. Ceci est obtenu au -moyen de vis de serrage 41 qui à l'une de leurs extrémités prennent appui par l'intermédiaire de plaquettes de serrage 40 sur les longerons 42 et par leur autre extrémité sont en prise respectivement avec le porte-moule fixe S et avec la plaque formant butée M par l'intermédiaire de trous taraudés 34. Les surfaces de raccordement planes 35 servent au raccordement d'un mécanisme de moulage par injection qui, disposé dans l'axe de symétrie e-e et fonctionnant transversalement au plan de joint T du moule à injection 55, 56, peut par l'intermédiaire de ses longerons porteurs 44 être raccordé au porte-moule S à l'aide d'organes de raccordement 43. Les nervures de montage 12, 14 et les nervuressupports 15, 16 sont stabilisées en bas par des barrettes renforçatrices verticales 13, 17 et en haut par une bride protectrice verticale 11 s'étendant de tous côtés au-delà du corps 10 du porte-moule. Les barrettes renforçatrices 13, 17 sont en même temps des organes de centrage prenant appui contre des surfaces verticales des barres de guidage qui forment les éléments d'ossature. La bride protectrice 11 est reliée au corps 10 du porte-moule par l'intermédiaire de barrettes horizontales 19. Toutes les régions à peau de fonderie du porte-moule fixe S sont recouvertes d'une couche de matière plasti- que appliquée sous la forme d'un revêtement en poudre. Des portées de noyau 29 ménagées du côté du moule et des portées de noyau 29' ménagées du côté arrière dans le porte-moule fixe S servent à maintenir lors de la coulée du porte-moule des noyaux qui permettent d'obtenir des cavités dans le corps 10 du porte-moule. Les trous 25 servent à recevoir des boulons de serrage destinés à retenir le demi-moule. Les boulons de serrage peuvent être serrés à l'aide de vérins hydrauliques qui sont centrés dans des trous 26 ménagés dans le corps 10 du porte-moule, lesquels trous s'étendent perpendiculairement aux trous 25. Des surfaces de fixation 28 servent à recevoir par exemple des dispositifs de chargement et de déchargement. En outre, des trous taraudés 31 pour des vis de fixation du moule sont régulièrement répartis sur la surface de serrage. La saillie de suspension 39 présente un intérêt lorsqu'il s'agit de maintenir la pièce coulée formant le porte-moule fixe S dans le centre d'usinage. Le porte-moule fixe est relié aux barres de guidage (éléments d'ossature 47) au moyen de boulons 38 qui passent par des trous de fixation 32 des nervures d'appui 14, 16. Le corps de la plaque formant butée M, également réalisée en une seule pièce coulée, se présente de manière analogue au porte-moule fixe S. Il en est ainsi notamment en ce qui concerne la bride protectrice 11', les nervures de montage 12', 14' et les barrettes renforçatrices 13'. Comme le montre la figure 1, la surface de serrage du porte-moule mobile B, également réalisé en fonte, est elle aussi traversée par des rainures 45 qui sont disposées de la même manière que pour le porte-moule fixe S. REVENDICATIONS 1 - Machine à mouler des matières plastiques par injection équipée d'un dispositif de fermeture de moule supporté des deux côtés sur deux éléments d'ossature parallèles allongés du socle de la machine et muni d'un porte-moule fixe en forme de plaque, lequel présente du côté du moule et du côté arrière des surfaces de travail situées dans des plans parallèles (plans de surfaces de travail) et est rigidement relié, par l'intermédiaire de longerons qui passent à travers le porte-moule mobile et guident celui-ci, à une plaque formant butée absorbant la contre-pression produite par la pression de fermeture du dispositif de fermeture de moule, lequel porte-moule fixe est en outre relié de manière fixe aux éléments d'ossature par l'intermédiaire d'au moins une surface de montage dont les points d'appui le plus éloignés l'un de l'autre dans la direction de fermeture (points d'appui fortement chargés) présentent entre eux un espacement qui est au moins égal à la distance entre les plans de surfaces de travail, alors que la plaque formant butée, afin de compenser les dilatations longitudinales des longerons périodiquement sollicités à la traction, est montée sur des surfaces de guidage des éléments d'ossature de façon à pouvoir coulisser pour effectuer des mouvements périodiques dans la direction de fermeture, caractérisée en ce que la surface de montage (F) du porte-moule fixe (S) est prolongée au-delà d'au moins un plan de surfaces de travail (f-f ou h-h) dans la direction de fermeture du dispositif de fermeture de moule, de telle manière que l'espacement (A) des points d'appui fortement chargés Xx, y) soit supérieur à la demi-distance verticale (H) entre le plan (i-i) de la surface de montage (F) et l'axe de symétrie (e-e) du dispositif de fermeture de moule. 2 - Machine à mouler des matières plastiques par injection selon la revendication 1, caractérisée en ce que le porte-moule fixe -(S) présente des surfaces de montage continues (F) qui colncident avec des surfaces portantes planes des éléments d'ossature (47) et dont la dimension mesurée dans la direction de fermeture du dispositif de fermeture de moule est à peu près égale au double de la distance (a) entre les plans de surfaces de travail (h-h),(f-f). 3 - Machine à mouler des matières plastiques par injection selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'ensemble de la surface de montage (F) s'étendant dans la direction de fermeture à partir du plan de surfaces de travail (h-h) située du côté du moule jusqu'au-delà du plan de surfaces de travail arrière (f-f) est formé par une seule pièce en une matière homogène (fonte ou acier). 4 - Machine à mouler des matières plastiques par injection équipée d'un dispositif de fermeture de moule supporté des deux côtés sur deux éléments d'ossature parallèles alongés du socle de la machine et muni d'un porte-moule fixe en forme de plaque qui, réalisé en fonte, présente du côté du moule etxdu côté arrière des surfaces de travail situées dans des plans parallèles (plans de surfaces de travail) et est rigidement relié à une plaque formant butée par l'intermédiaire de longerons qui passent à travers le porte-moule mobile et guident celui-ci, ledit porte moule fixe étant en outre relié de manière fixe aux éléments d'ossature par l'intermédiaire d'au moins une surface de montage,alors que la plaque formant butée, afin de compenser les dilatations longitudinales de longerons périodiquement sollicités à la traction,est montée sur des surfaces de guidage des éléments d'ossature de façon à pouvoir coulisser dans la direction de fermeture, longerons périodiquement sollicités à la traction, selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'à travers la surface de serrage du porte-moule fixe (S), située dans le plan de surfaces de travail (h-h), s'étendent des rainures (30, 30') dont les surfaces de base sont recouvertes de la peau de fonderie du porte-moule formé d'une seule pièce coulée. 5 - Machine à mouler des matières plastiques par injection selon la revendication 4, caractérisée en ce que les rainures (30, 30') comportent des parties horizontales et verticales qui se rejoignent et sont disposées symétriquement par rapport au plan de symétrie du porte-moule fixe (S) et en ce qu'environ un tiers de la surface de serrage est occupé par les rainures (30, 30'). 6 - Machine à mouler des matières plastiques par injection selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que les surfaces de travail situées dans le plan de surfaces de travail arrière (f-f) du porte-moule fixe (S) et entourées par des régions à peau de fonderie continues sont constituées par des surfaces d'appui planes sensiblement annulaires (33) destinées à prendre appui contre des butées (54) des longerons (42) et, en outre, par des surfaces de raccordement plane (35) destinées au raccordement d'un mécanisme de moulage par injection situé dans l'axe de symétrie (e-e) et-fonctionnant transversalement au plan de joint du moule à injection. 7 - Machine à mouler des matières plastiques par injection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que deux surfaces de montage latérales (F) situées à l'extérieur d'une projectionparallèleverticale du corps (10) en fonte du porte-moule sont constituées, entre les plans de surfaces de travail (h-h, f-f) par des nervures de montage coudées (12, 14) et pour le reste par des nervures-supports (15,16), lesquelles présentent en coupe transversale le même profil que celui des nervures de montage (12, 14). 8. Machine à mouler des matières plastiques par injection selon la revendication 7, caractérisée en ce que des ailes de liaison (15) inclinées par rapport à l'horizontale et faisant partie des nervures-supports (15, 16) rejoignent chacune une nervure renforçatrice verticale (18) se rétrécissant vers le haut et qui est rapportée sur le côté arrière du porte-moule (S). 9. Machine à mouler des matières plastiques par injection selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que les nervures de montage (12, 14) et les nervures-supports (15, 16) sont stabilisées en bas par des barrettes renforçatrices verticales (13, 17) et en haut par une bride protectrice (11) qui s'étend de tous les côtés au-delà du corps (10) du porte-moule et qui est pour sa part reliée par l'intermédiaire de barrettes horizontales (19) au corps (10) du portemoule. 10. Machine à mouler des matières plastiques par injection selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que toutes les régions à peau de fonderie du porte-moule fixe formé d'une seule pièce coulée sont recouvertes d'une couche de matière plastique.