Brevet FR2606321A1 — publié le 19880513

DISPOSITIF DE MOULAGE D'OBJETS CREUX A PAROIS MINCES. La présente invention concerne un dispositif de moulage par injection d'objets creux à parois minces tels que, par exemple, des pots destinés à l'emballage et au conditionnement de produits alimentaires (par exemple des pots à crème, des pots d'entremets pour desserts, des pots à miel, etc...), ou des pots servant à l'horticulture (pots à fleurs). D'une manière générale, on sait que ces emballages, le plus souvent de type "emballages perdus", sont fabriqués en très grandes quantités. De ce fait, la recherche de l'abaissement du prix de revient de ces articles a amené à diminuer les quantités de matière utilisée, notamment en réduisant au strict nécessaire l'épaisseur des parois (épaisseurs inférieures à 35/100 de millimètre), et à augmenter les cadences de production (généralement 20 à 30 injections par minute). On rappelle par ailleurs que les dispositifs de moulage actuellement utilisés pour les objets de ce genre font intervenir un moule comprenant une partie mâle (ou noyau) qui s'engage dans une partie femelle (matrice) en délimitant, avec celle-ci, un volume intercalaire qui constitue l'empreinte de la pièce. Ces deux parties de moule sont respectivement fixées sur les deux plateaux d'une presse dont l'un au moins est mobile. L'injection de matière plastique s'effectue moule fermé par un canal débouchant dans le volume intercalaire. Une fois l'injection effectuée, la pièce est refroidie par un circuit de refroidissement, puis est éjectée après ouverture des deux parties du moule. Il s'avère que le remplissage des empreintes de corps creux à parois minces exige d'effectuer l'injection de matière à des pressions considérables. De ce fait, la matière, lors de son cheminement dans l'empreinte exerce, sur la surface interne des deux parties du moule, des efforts intenses, tant dans l'axe de la presse que transversalement. Il est clair que les efforts exercés dans l'axe de la presse sont contenus par celle-ci. Par contre, pour résoudre les problèmes relatifs aux efforts transversaux exercés par la matière sous pression, on fait en sorte que le cheminement de la matière à l'intérieur de l'empreinte se fasse symétriquement, de manière à ce que la pression de la matière qui tente d'écarter d'un côté le noyau de la matrice soit équilibrée par une même pression sur la partie du noyau diamétralement opposée. Si, par suite d'un décentrage du noyau par rapport à la matrice, l'épaisseur de l'empreinte est différente en deux emplacements diamétralement opposés, la matière sous pression entrera en priorité du côté où l'empreinte présente la plus grande largeur et exercera de ce côté un effort qui ne sera plus compensé de l'autre côté. Compte tenu de la cadence de fonctionnement du moule, ce déséquilibre des forces engendrera une "fatigue" rapide du moule, le noyau ayant tendance à se flamber et/ou à se déplacer dans un sens conduisant à accroître le déséquilibre. Le côté épais de la pièce tendra alors à devenir de pl er. ilus épais et le côté mince, de plus en plus mince, jusqu'à ce que le moule devienne inutilisable. Ceci arrive d'autant plus rapidement que les parois des pièces ont minces (un décentrage de 10 % sur des parois comprises entre 30 et 40/100 de mm est déjà considérable). Pour tenter d'éviter ce décentrage, on a déjà proposé de réaliser, au niveau des faces de contact des deux parties de moule, des portées coniques assurant un autocentrage lors de la fermeture du moule. Cette solution, théoriquement valable, ;~ésente cepend des inconvénients. En tfi , les plateaux de la presse ainsi que les modes de fixatir- des deux parties du moule sur ces plateaux (habi tutelle -t pas vis BTR) n'offrent, dans le temps, qu'une préci: limitée, et l'on constate qu'après quelques millions d'injections, les deux parties du moule n'occupent plus leur position d'origine et qu'il s'est créé un léger jeu entre les plateaux et les parties de moule corre,pondan- tes. De ce fait, à la fermeture, les cônes de centrage qui ne sont plus rigoureusement en face font un dur travail de recentrage qui use rapidement les parties des portées coniques venant prématurément en contact. Une fois usées, les portées coniques deviennent inopérantes, et il convient alors de recharger ces portées, ce qui implique une révision du moule. En pratique, cette opération qui coûte entre 30 et 50 % du prix du moule doit s'effectuer annuellement. L'invention a donc pour objet de supprimer ces inconvénients. Elle propose un dispositif de moulage d'objets creux å parois minces faisant intervenir un moule comprenant une partie mâle qui s'engage dans une partie femelle en délimitant, avec celle-ci, un volume intercalaire qui constitue l'empreinte de l'objet, ces deux parties de moule étant respectivement fixées sur les deux plateaux d'une presse, dont l'un au moins est mobile selon un axe de déplacement parallèle à l'axe de symétrie de l'empreinte. Selon l'invention, ce dispositif est plus particulièrement caractérisé en ce que l'une au moins des deux parties du moule est montée sur son plateau avec un jeu dans un plan perpendiculaire audit axe, et en ce que ce plateau supporte des moyens permettant d'effectuer un centrage de ladite partie de moule, par application d'efforts exercés sur les côtés du moule, parallèlement audit plan. Avantageusement, ces moyens de centrage peuvent consister en des vérins micrométriques prenant appui sur le plateau et agissant sur ladite partie de moule. Selon une autre caractéristique de l'invention, les susdits moyens de centrage sont portés par une platine montée fixement sur le plateau et sur laquelle vient se fixer la partie de moule. Bien entendu, l'invention ne se limite pas à un type déterminé de moyens de centrage. Ceux-ci peuvent être actionnés manuellement et peuvent par exemple consister en des vérins micrométriques à vis. Ils peuvent être commandés à distance et consister, par exemple, en des vérins électriques, hydrauliques ou pneumatiques. Avantageusement, le centrage pourra s'effectuer automatiquement à l'aide d'un système asservi pilotant les moyens de centrage à partir de la mesure du de centrage des deux parties du moule par au moins un.capteur de position. Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ciaprès, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels La figure 1 est une coupe axiale schématique d'un dispositif de moulage avec centrage automatique des deux parties du moule La figure 2 est une variante d'exécution du dispositif de moulage utilisant des vérins micrométriques à actionnement manuel. Le dispositif de moulage représenté sur la figure 1 fait intervenir une presse, dont seuls le plateau fixe E2 -et le plateau mobile E1 ont été représentés. Au cours des opérations de moulage et de démoulage, le plateau mobile E1 se déplace selon un mouvement alternatif (double flèche f) le long de l'axe X, X'. Sur le plateau fixe E2 est vissée la partie femelle B du moule (ou matrice) qui présente, coaxialement à l'axe X, X', une cavité tronconique C1. Cette cavité C1 est reliée à un dispositif d'injection par l'intermédiaire d'un canal d'injection N (ou buse d'injection) traversant la partie B du moule et le plateau E2. Le plateau mobile E1 du moule porte, quant à lui, la partie mâle A (ou noyau) du moule. Cette partie mâle A présente une forme saillante tronconique C2 qui vient s'engager, lors de la fermeture du moule, dans la cavité C1 de la partie A en délimitant, avec celle-ci, l'empreinte P de la pièce à mouler. Dans cette position fermée, les deux parties A, B du moule viennent en butée l'une contre l'autre au niveau de leurs faces D1, D2 (plan de fermeture). Il convient de noter que dans cet exemple, les faces D1, D2 ont été représentées planes, étant entendu que, comme cela sera précisé dans la suite, elles pourraient éventuellement comprendre des formes coniques K1, K2 sensiblement complémentaires (en traits interrompus). Dans cet exemple, les moyens de centrage des deux parties A, B du moule consistent en une pluralité de paires de vérins V, V' axés perpendiculairement à l'axe X, X' et agissant sur la base de la partie B du moule, les vérins V, V' d'une même paire étant coaxiaux et diamétralement opposés par rapport à la partie B. Ces vérins, montés sur des supports S, S' solidaires du plateau, sont pilotés par un dispositif d'asservissement T qui reçoit un signal représentatif des défauts de centrage de la partie A par rapport à la partie B du moule. Ce signal peut être fourni, pour chacun des couples de vérins, par un capteur u qui mesure les déplacements transversaux relatifs des deux parties A, B du moule, selon un axe parallèle à l'axe des vérins V, V' dudit couple. Dans le cas le plus simple, le dispositif devra comprendre deux couples de vérins axés perpendiculairement, et deux capteurs respectivement associés à ces deux couples. Il est clair que l'invention ne se limite pas à un type particulier de capteurs : ceux-ci peuvent, par exemple, consister en des capteurs inductifs, capacitifs ou optoélectroniques. La figure 2 montre un autre mode d'exécution de l'invention, dans lequel les vérins, ici des vérins micrométriques à vis V1, V'1 actionnés manuellement, sont portés par les rebords R d'une platine H fixée sur le plateau mobile E1 de la presse et sur laquelle est montée la partie mâle A du moule. Dans les deux exemples précédemment décrits, les faces de butée D'1, D'2 des deux parties A, B du moule sont planes et viennent porter à plat l'une contre l'autre, de sorte que l'on obtient une grande stabilité de la partie A par rapport à à la partie B, et ce, sans qu'il y ait d'usure. La possibilité qu'ont ces deux parties A, B de moule à se déplacer transversalement l'une par rapport à l'autre en raison de l'imprécision de leur fixation sur les plateaux E17 E2, n'est plus gênante, grâce au centrage effectué par les vérins V, V'-V1, V'1. Au contraire, il est même préférable de prévoir un léger jeu entre la partie de moule centrée par les vérins et le plateau ou la platine qui la supporte. En outre, il peut être avantageux de prévoir des faces de butée comprenant des formes coniques K1, K2 complémentaires, telles que celles représentées en traits interrompus sur la figure 1. Dans ce cas, il est nécessaire de prévoir, entre ces formes coniques, un jeu permettant l'action de recentrage des vérins. Ce jeu pourra être avantageusement égal à la moitié de l'épaisseur de l'empreinte P, de manière à ce que, dans le cas où le recentrage par les vérins ne serait pas effectué, les déplacements transversaux de la partie A par rapport à la partie B soient limités par la coopération de ces formes coniques K1, K2. En plus des avantages précédemment mentionnés, l'invention offre la possibilité d'effectuer un recentrage des parties A et B du moule sans avoir à interrompre le processus de moulage. Revendications 1. Dispositif de moulage d'objets creux à parois minces, ce dispositif faisant intervenir un moule comprenant une partie mâle (A) qui s'engage dans une partie femelle (B) en délimitant, avec celle-ci, un volume intercalaire qui constitue l'empreinte (P) de l'objet, ces deux parties de moule (A, B) étant respectivement fixées sur les deux plateaux (E1, E2) d'une presse, dont l'un au moins est mobile selon un axe de déplacement (X, X') parallèle à l'axe de symétrie de l'empreinte (P), caractérisé en ce que l'une au moins des deux parties (A, B) du moule est montée sur son plateau (E1, E2) avec un jeu dans un plan perpendiculaire audit axe (X, X'), et en ce que ce plateau (E1, E2) supporte des moyens (V, V', S) permettant effectuer un centrage de cette partie de moule, par application d'efforts exercés sur les côtés de ladite partie de moule, parallèlement audit plan. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les susdits moyens de centrage consistent en des vérins micrométriques (V, V') prenant appui sur le plateau (E2) et agissant sur ladite partie (B) de moule. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les susdits moyens de centrage (V1, V'1) sont portés par une platine (H) montée fixement sur le plateau (E1) et sur laquelle est montée avec jeu la susdite partie de moule (A). 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les susdits moyens de centrage comprennent au moins deux paires de vérins micrométriques (V, V'), les vérins de chacune des paires étant coaxiaux et diamétralement opposés vis-à-vis de ladite partie (A), et en ce que les axes de ces deux paires de vérins (V, V') sont perpendiculaires. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les susdits vérins micrométriques (V1, V'1) son' actionnables à la main. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les susdits vérins micrométriques (V, V') sont commandables à distance. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les susdits vérins (V, V') sont commandés par un système asservi (T) en fonction de la mesu re du décentrage des deux parties du moule (A, B) par au ,,ur de position (u). t dispositif selon l'une des revendications précé der s caracts .sé en ce que les faces de butée (D'1, D'2) des deux partie. u moule (A, B) sont planes et viennent porter à plat 1 L contre l'autre. 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les faces de butée (D1, D2) des deux parties de moule (A, B) comprennent des formes coniques (K1, K2) sensiblement complémentaires avec, entre ces formes, un jeu déterminé. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit jeu est sensiblement égal à la moitié de l'épaisseur de l'empreinte.