Brevet FR2565895A1 — publié le 19851220

-- 1 -- La présente invention est relative à une machine permettant la fabrications d'articles moulés en matière plastique, en particulier de casques de sécurité pour motocyclistes et analogues. On sait que, pour ce genre d'articles en matière plastique, on se heurte à des difficultés, lors du moulage, pour adapter la technique de moulage aux exigences inhérentes à l'article à produire. En général, c'est l'article qui doit être modifié de manière qu'il soit possible de le réaliser par certaines techniques de moulage connues. Il peut donc arriver que l'article fini ait perdu certaines caractéristiques ou ne possède certaines propriétés que d'une manière limi- tée lorsqu'il ne peut pas être obtenu autrement que par moulage. C'est ainsi, par exemple, que pour la fabrication de casques de sécurité pour motocyclistes, pour conducteurs de cyclomoteurs ou ana- logues, les exigences auxquelles doit répondre le casque sont difficile- ment compatibles avec les possibilités techniques offertes par le moulage. En effet, le casque doit avoir une très grande capacité d'absorption des chocs, une résistance optimale à la pénétration de corps contondants, de même qu'une certaine légèreté permettant de le porter dans des conditions agréables. Ces propriétés, typiques de matériaux isolés, ne peuvent pas être obtenues dans des conditions satisfaisantes dans les casques connus car il n'est généralement pas possible, et en tout cas pas facile, de mouler des caques formés d'une pluralité de matériaux combinés et associés d'une manière qui permette de satisfaire les exigences indiquées ci- dessus. D'autre part, l'utilisation d'une pluralité de matériaux ayant des propriétés mécaniques otl physiques différentes et pouvant même avoir des couleurs différentes, mêmesielleest possible dans certains cas parti- culiers, exige de toute façon un effort technique et financier tel que le produit obtenu n'est plus compétitif. Le but de l'invention est la réalisation d'une machine permet- tant la fabrication d'articles moulés en matière plastique, en particulier de casques de motocyclistes ou d'utilisateurs de la même catégorie, per- mettant de mouler dans des conditions économiquement avantageuses des ar- ticles comportant plusieurs couches constituées par des matériaux diffé- rents, la combinaison et la disposition de ces matériaux permettant d'ob- tenir autant que possible les propriétés voulues pour l'article produit. -2 - Ce but est atteint, suivant l'invention, par l'utilisation d'une machine permettant la production d'articles moulés en matière plas- tique, en particulier de casques pour mctoeyclistes, qui comprend au moins deux moules et au moins un contre-moule susceptible d'être accouplé auxdits moules pour le formage desdits articles, caractérisaen ce que les moules et le contre-moule délimitent entre eux des cavités de moulage de différentes formes et en ce que les moules et le contre-moule, excepté le premier, sont reliés chacun à un dispositif d'alimentation fournissant une matière plastique différente et que les moules peuvent être déplacés dans l'alignement d'au moins un contre-moule jusqu'a une position permet- tant le moulage de couches superposées de matières plastiques différentes, l'un des moules étant susceptible d'être placé dans une position corres- pondant à une zone de déchargement de l'article produit tandis qu'au moins un autre moule se trouve dans sa position de formage. Il est avantageux que les moules puissent être placés c6te à côte et être déplacés horizontalement jusqu'à une position dans laquelle ils sont alignés verticalement avec au moins un contre-moule, de telle ma- nière que l'article moulé peut être déchargé par gravité à partir du moule le plus éloigné tandis qu'un autre moule au moins assure le moulage d'une couche de matière plastique. Une machine suivant l'invention permet d'obtenir des articles moulés constitués par une pluralité de couches de matières plastiques dif- férentes, chaque couche étant constituée par le matériau le plus convena- ble an ce qui concerne la résistance mécanique, la densité, la légèreté, etc..., l'effort de construction étant réduit pour un taux de production élevé, la machine permettant de mouler simultanément plusieurs couches et l'article fini étant déchargé à partir du dernier moule. On peut, par exemple, fabriquer un casque comprenant deux couches de matériaux diffé- rents au moyen de deux moules et d'un contre-moule, ou un casque à trois couches au moyen de deux moules et de contre-moules, dans des conditions indiquées ultérieurement. I1 est avantageux que la machine soit équipée pour le moulage d'une couche constituée par exemple par du polystyrène expansé de forte densité et par une autre couche de polystyrène de faible densité par exemple. D'autres particularités et avantages de l'invention sont mis en évidence dans la description suivante de la machine, faite à titre - 3 - d'exemple en se référant auxdessins sur lesquels: La figure 1 est une section longitudinale représentant sché- matiquement une machine suivant l'invention permettant la fabrication d'un article à deux couches. La figure 2 est une vue en coupe de la machine représentée -par la figure 1. La figure 3 est une coupe longitudinale représentant schéma- tiquement une machine permettant de fabriquer un article à trois couches. Les figures 4a à 4g sont des schémas montrant la suite des opérations effectuées par la machine représentée par la figure 1. Les figures 5a à 51 sont des schémas montrant la suite des opérations effectuées par la machine représentée par la figure 3. La figure 6 est une coupe longitudinale d'un casque de moto- cycliste fabriqué par la machine représentée par la figure 3. La figure 7 est une coupe transversale du même casque. Comme le montrent les figures 1 et 2, une machine suivant l'invention permettant la fabrication d'articles moulés en mousse de ma- tière plastique, en particulier de casques pour motocyclistes, comprend une base 1 qui porte, au moyen de colonnes 2, un contre-moule 3 qui peut se déplacer dans le sens vertical et une boite 4 qui s'étend dans le sens longitudinal. A l'intérieur de la botte 4 des barres horizontales 5 de gui- dage longitudinal portent deux moules 6 et 7 placés cote à côte. Ces mou- les peuvent donc tre déplacés horizontalement jusqu'à une position dans laquelle ils sont alignés verticalement avec le contre-moule 3. La botte 4 est surmontée par un double dispositif d'alimen- tation 8 qui comprend deux compartiments contigus 9 et 10 remplis chacun d'une matière plastique différente amenée préalablement à l'état de mousse, c'est-à-dire de matières plastiques ayant une densité, une composition, une structure, une granulométrie ou une couleur différente des autres. Chacun des compartiments 9, 10, est relié à un moule 6, 7, par une conduite d'alimentation 11, 12, aboutissant à un dispositif d&injection 13, 14. Les références 15 et 16 désignent les conduites d'amenée d'air comprimé qui aboutissent aux dispositifs d'injection correspondants 13, 14. Dans la botte 4 pénètrent plusieurs conduites d'alimentation 17, 18 et 19 assurant respectivement l'alimentation en air, en eau et en vapeur, des moules 6 et 7 et du contre-moule 3. La référence 20 désigne une conduite qui est reliée à une source de vide non représentée et - 4 - permettant de créer une dépression pendant l'opération de moulage suivant des procédés connus en eux-mmes. Les liaisons aboutissant aux moules 6, 7, et la disposition des différentes conduites d'alimentation à l'intérieur de la botte 4 ne sont pas représentées en détail car elles sont connues en elles-mêmes. Le contre-moule 3 peut se déplacer verticalement sous l'ac- tion d'un vérin hydraulique fixé sur la base 1, les références 22, 23 et 24, désignent une canalisation en eau de réfrigération, une canalisation d'évacuation et une canalisation d'alimentation en vapeur, connues en elles-memeset représentées schématiquement. Les moules 6 et 7 et le contre-moule 3 délimitent entre eux des cavités de moulage de différentes formes. En particulier, dans l'exem- ple représenté, le contre-moule 3 est un contre-moule mâle et les moules 6 et 7 sont des moules femelles qui délimitent, dans leur position de for- mage, des cavités de moulage ayant essentiellement la forme d'une demi- coquille avec différents rayons et permettant d'obtenir un casque consti- tué par deux couches de matériaux différents, comme on le verra ultérieu- rement. A côté du contre-moule 3, un récipient 25 est monté de ma- nière à recevoir l'article fini. Pour la fabrication d'un article en deux couches, les moules 6 et 4 peuvent être déplacés respectivement jusqu'à une position corres- pondant à l'alignement vertical avec le contre-moule 3, les couches super- posées se trouvant dans la position indiquée par les figures 4a à 4g. Au début, c'est le moule 6 qui est placé au-dessus du contre- moule 3 (figure 4a) et ensuite le contre-moule 3 est soulevé jusqu'à sa position de moulage pour le moulage d'une première couche (figure 4). Le moulage s'effectue par frittage. Par exemple, une couche peut ître moulée à partir de polystyrène expansé de faible densité, tout d'abord sous la forme de petits bourrelets qui sont frittés d'une manière connue sous l'ac- tion de la vapeur. Le contre-moule 3 est ensuite retiré avec la couche moulée (figure 4c) et le couple de moules 6, 7 est déplacé horizontalement de ma- nière que le moule 7 se place au-dessus du contre-moule 3 (figure 4d). Le contre-moule 3 est ensuite soulevé et la deuxième couche est moulée (figure 4e) par frittage, par exemple à partir de polystyrène expansé de forte densité. -5- Le contre-moule 3 est alors retire, mais l'article reste à l'intérieur du moule 7, par exemple par suite d'une aspiration ou parce qu'il est poussé, de manière à adhérer au moule 7, par le contre-moule 3 au cours du retrait de celui-ci (figure 4f). Le couple de moules 6 et 7 retourne à sa position initiale et pendant que le contre-moule 3 retourne à sa position initiale pour le moulage de la première couche d'un nouvel article, l'article précédent 26 est enlevé du moule 7 et déchargé dans le récipient 25 (figure 4g). Comme on peut le constater, la machine/t etectuer rapidement le moulage d'articles en deux couches de n'importe quelle matière plasti- que, de sorte qu'il est possible de faire varier dans de larges mesures la disposition et l'épaisseur des couches et d'associer de différentes maniè- res les matériaux de manière à donner sans difficultés à l'article que l'on veut obtenir les propriétés voulues. Pour le moulage d'un article en trois couches, la machine utilisée est celle que représente la figure 3. Elle comprend, en plus des deux moules 6 et 7 et du contre-moule 3yun autre contra-moule 27 placé 1 atéralement par rapport au contre-moule 3 dont il est solidaire Le contre-moule 27 est relié à une conduite d'alimentation 28 en air compri- mé et à une conduite 29 pour l'alimentation en matière plastique préala- blement mise à l'état de mousse, la canalisation 29 amenant un autre ma- tériau du dispositif d'alimentation 30 au dispositif d'injection 31. Le contre-moule 27 est un contre-moule mâle dont la forme a de moins grandes dimensions que le contre-moule 3. Dans la position de formage, les moules 6 et 7 et les contre-moules 3 et 27 qui leurs sont accouplés définissent donc des qualités de moulage constituant des volu- mes de dimensions différentes. Les deux contre-moules 3 et 27 sont por- tés par des poutres longitudinales 32 et peuvent être déplacés vertica- lement l'un par rapport à l'autre au moyen de deux vérins hydrauliques 33 dont les positions correspondent aux extrémités extérieures des contre- moules 3 et 27. Pour le reste, la machine est pratiquement identique à la machine représentée par les figures 1 et 2, de sorte que les m8mes réfé- rences sont utilisées pour les pièces identiques ou équivalentes. La fabrication d'un article en trois couches, comme par exem- ple un casque 34 comme celui qui est représenté par les figures 6 et 7, -s'effectue de la manière suivante. -6 Tout d'abord, les moules 6 et 7 sont déplacés de manière à venir en alignement vertical au-dessus des contre-moules 3 et 27 (figure a) et ces derniers sont ensuite soulevés vers les moules 6 et 7 pour oc- cuper la position de moulage (figure 5b). Le moulage de la première cou- che, constituéepar exemple par du polystyrène expansé de faible densité, s'effectue entre les moules 6 et 3. La technique de moulage peut être l'une de celles qui sont connues par elles-mêmes, c'est-à-dire que le moulage peut être effectué par frittage de bourrelets de polystyrène ex- pansé sous l'actbn de la vapeur. Les contre-moules 3 et 27 sont ensuite retirés (figure 5c) tandis que la première couche moulée reste sur le moule 6. Les moules 6 et 7 sont décalés horizontalement de manière que le moule 6 soit amené au- dessus du contre-moule 27 (figure 5d). Le couple de contre-moules 3 et 27 est ensuite soulevé et le moulage d'une seconde couche de matériau, par exemple de polystyrène expansé de forte densité, est effectué par le contre-moule inférieur 27 (figure 5e). Les contre-moules 3 et 27 sont ensuite retirés (figure 5f) en même temps que l'article moulé en deux couches jusqu'à présent. En même temps, le déplacement horizontal des deux moules 6 et 7 les amène à la position dans laquelle ils sont alignés verticalement au-dessus des moules 3 et 27 (figure 5g), après quoi les contre-moules 3 et 27 sont de nouveau soulevés et le moulage d'une nouvelle couche s'effectuant alors, cette fois dans le moule supérieur 7 (figure 5h). Cette couche peut être constituée par exemple par du polystyrène de faible densité. Au stade suivant, l'article reste maintenu dans le moule supérieur 7, tandis que les contre-moules 3 et 27 sont abaissés (figure i). Les moules 6 et 7 sont ensuite décalés horizontalement et les contre- moules 3 et 2è sont ensuite déplacés jusqu'à leur position de moulage tan- dis que l'article 34 en trois couches fini est déchargé (figure 51). Il y a lieu de remarquer qu'à ce moment se produit la for- mation d'un deuxième article dont la première couche a été moulée au stade correspondant à la figure 5h et dont la deuxième couche est moulée pen- dant que l'article dont il a été question dans la description précédente est déchargé. En d'autres termes, la position de la figure 51 correspond à celle de la figure 5d. On voit donc comment la fabrication des articles -7- peut s'effectuer très rapidement du fait qu'à chaque stade du moulage pen- dant lequel le moule 6 et le contre-moule 27 sont l'un au-dessus de l'au- tre, un article fini est déchargé. Il y a lieu de remarquer que pour la fabrication des articles en trois couches, c'est la couche intérieure qui est réalisée la première et que les deux autres couches extérieures sont réalisées ensuite. Ce qui précède permet de comprendre comment, avec un équipe- ment d'un prix modéré, on peut obtenir des articles à plusieurs couches, par exemple trois couches ou davantage dans lesquels chaque couche est constituée par le produit qui permet le mieux de conférer à l'article fini les propriétés voulues. Il est évident qu'il n'est pas nécessaire que les couches recouvrent toujours complètement la partie qui a été moulée avant elle. Il est possible, par exemple, qu'il y ait trois matériaux ou plus dans certai- nes zones seulement du produit et qu'il n'y ait qu'un seul matériau dans d'autres zones. C'est ainsi par exemple qu'une couche ou certaines parties de cette couche pourraient être réalisées en matériau absorbant les chocs et qu'une autre couche ou une certaine partie de cette couche soit constituée par un matériau résistant à la pénétration de corps contondants et que certaines couches ou certaines zones de ces couches puissent être constituées par un matériau plus ou moins élastique. Parmi les matériaux qui peuvent etre utilisés on peut citer en plus de ceux qui cnt été déjà décrits, l2 polyéthylène et les copoly- mères de styrène acrylonitrile, l'anhydride styrneFmaléiquea l'acétate de vinyle styrène-éthylène et beaucoup d'autres produits comme le polypropy- lène et/ou ses copoivmères ou les copo.ymères du polystyrène. L'utilisation des matériaux les plus convenables permet d'as- surer, dans le cas des casques, un grand confort aux usagers tant en ce qui concerne le port du casque lui-mame que la protection intérieure. La facilité d'utiliser deux ou plus de deux couches permet également de fabri- quer des casques à deux couches pour de grands tours de tête et casques à trois couches pour des tours de tete plus réduits. Entre les couches, on peut insérer différents matériaux par exemple des feuilles de matière plastique ou de métaux, des réseaux de matériau synthétique naturel ou métallique, de petits blocs, des masques et des dispositifs analogues. Les plaques peuvent être formées à l'avance ou être au con- traire formées et insérées au moment du moulage. Il y a lieu de remarquer qu'en moulant chaque fois une partie ou couche superposée, on crée une situation dans laquelle la partie ou couche déjà moulée constitue un obstacle au passage de la vapeur entre le moule et le contre-moule. Pour pallier cet inconvénient, il y a lieu d'a- méliorer la technique de moulage par utilisation d'impulsions de vapeur pendant le moulage de la deuxième ou troisième partie ou couche, ces im- pulsions provoquant le frittage du matériau de la deuxième ou troisième partie ou couche également dans les parties o les couches sont en contact les unes avec les autres. REVENDICATIONS 1 - Machine permettant la fabrication d'articles moulés en matière plas- tique, en particulier de casques de sécurité pour motocyclistes, comprenant au moins deux moules et au moins un contre-moule susceptible d'être accouplé avec les moules pour le formage des articles en question, les moules et le contre- moule délimitant entre eux des cavités de moulage de différentes formes, caracté- risée en ce que les moules (6, 7) et les contre-moules (3), à l'exception du pre- mier, sont reliés chacun à un dispositif d'alimentation (8) fournissant une ma- tière plastique différente amenée préalablement à l'état de mousse, et en ce que les moules peuvent être déplacés de manière à être dans l'alignement d'au moins un contre-moule, dans une position permettant le moulage de parties superposées de différentes matières plastiques amenées à l'état de mousse par frittage de ces matériaux, l'un des moules pouvant être placé dans une position correspondant à une zone de déchargement de l'article produit, tandis qu'un autre moule au moins se trouve dans la position de moulage et de frittage du matériau. 2 - Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux moules (6, 7) placés côte à côte et pouvant se déplacer horizontale- ment, de manière à atteindre une position dans laquelle ils sont alignés verticale- ment avec au moins un contre-moule (3) pouvant se déplacer verticalement. 3 - Machine suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les moules (6, 7) et les contre-moules (3) sont d'un type permettant le mou- lage de polystyrène expansé par frittage à la vapeur. 4 - Machine selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend deux moules (6, 7) et un contre-moule (3) délimitant, dans leur position de formage, une cavité de moulage ayant essentiellement la forme d'une demi-coquille, pour le moulage d'un article en deux couches ayant la forme d'un bol. - Machine selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend deux moules (6, 7) et deux contre-moules (3, 27) qui peuvent dé- limiter, dans leur position de formage, des cavités de moulage ayant essentielle- ment la forme d'une demi-coquille, les contre-moules étant des contremoules mâles, et les moules étant des moules femelles, le moule femelle comportant une cavité de faibles dimensions et pouvant être associé successivement au contre-moule male (3) de plus grandes dimensions et ensuite au contre-moule mâle de plus faibles dimen- sions (27), tandis que le moule comportant une cavité de grandes dimensions peut être accouplé au contre-moule mâle de faibles dimensions, qui peut être rempli de matière plastique transformée préalablement en mousse pour le moulage d'un article à trois couches ayant une forme de bol. 6 -Machine suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend deux moules (6, 7) placés côte à côte et deux contre- moules (3, 27) placés cSte à côte et délimitant, dans leur position d'ac- couplement réciproque, des cavités ayant essentiellement la forme d'une demi- coquille et englobant différents volumes, l'un des contre-moules (27) étant relié à un dispositif d'alimentation en matière plastique préalablement amenée à l'état de mousse (28, 29, 30, 31). 7- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ses parties au moins partiellement superposées sont réalisées sous la forme de couches.