Brevet FR2630962A1 — publié le 19891110

Dispositif de fermeture pour presse à injection de matières plastiques L'invention concerne de façon générale les grandes presses pour le moulage par injection de matières plastiques. Elle vise à améliorer les performances de ces presses tout en limitant les coûts de fabrication. On sait que les grandes presses de moulage cQmprennent une structure de base supportant un plateau fixe associé à un demi-moule fixe et un plateau mobile coulissant sur trois colonnes ou plus à axes parallèles, supportant: - un demi- moule associé au plateau mobile; - des dispositifs hydrau- liques pour le mouvement de ce plateau mobile; - des moyens de blocage pour celui-ci en position de fermeture du moule; - des dispositifs d'injection; - des organes de réaction; - au moins une trémie avec doseur pour l'alimentation du cylindre plastificateur muni d'une buse communiquant avec l'intérieur du moule à travers la partie fixe de celuici; - des organes destinés à l'extraction des pièces moulées à l'issue de chaque cycle de fonctionnement. Pour la manoeuvre du plateau mobile, on utilise des moyens connus, à savoir: - des pistons et cylindres hydrauliques correspondants, coopé- rant ou non avec des organes mécaniques, intégrés à des moyens pour le blocage simultané du moule en position de fermeture; - des mécanismes à genouillère; - ou encore des dispositifs mixtes, comprenant des moyens hydrauliques de fermeture et des mécanismes de blocage. L'existence de presses semi-automatiques ou complètement automatiques est également connue. Ces dernières sont munies d'automatismes connus grâce auxquels, les conditions opéra- toires étant stabilisées et la presse mise en route, celle-ci répète le premier cycle indéfiniment, y compris l'éjection automatique de la pièce moulée. Le fonctionnement continu de ces machines nécessite, outre le rechargement de la ou des trémies d'alimentation, la plus grande précision des moules et des mécanismes complexes consti- tuant la machine, ainsi qu'une manutention soigneuse et coû- teuse de l'ensemble. Le but indiqué plus haut est atteint, selon l'invention, grâce à une presse semi-automatique, automatique ou non auto- matique, caractérisée en ce qu'elle comprend des cylindres hydrauliques, coopérant avec des moyens mécaniques à encastre- ment libérable, propres à assurer le blocage du plateau mobile et du demimoule correspondant lié à ce plateau en parfaite position de fermeture par rapport au demi-moule couplé au plateau fixe et par rapport à des cylindres hydrauliques de réaction parallèles aux colonnes de guidage du plateau mobile. Une autre caractéristique de l'invention réside en ce que les cylindres hydrauliques sont supportés par un châssis qui remplace le contre-plateau de réaction, ce qui élimine l'encombrement dû au plateau et élargit l'espace disponible dans la direction longitudinale pour le mécanisme d'éjection du produit moulé. Une autre caractéristique encore tient à ce que les extrémi- tés des colonnes, au nombre de trois ou davantage, qui font partie de la presse, sont assemblées au plateau fixe au moyen de têtes de pistons correspondantes, ces pistons accomplissant une faible course dans des cylindres hydrauliques à simple effet, actionnés dans la phase d'injection, ce qui assure l'inaltérabilité de la position de l'ensemble de moulage, soumis à des sollicitations élevées produites par la pression interne dans le moule dans la phase de travail. Selon l'invention, la presse est encore caractérisée par l'emploi d'une paire de cylindres hydrauliques dont les pis- tons peuvent être réglés par vis par rapport aux tiges corres- pondantes dont l'extrémité libre est solidaire d'organes de poussée entrant en fonction à la fin du cycle de moulage, de façon à fournir une poussée initiale de déblocage et d'ou- verture du moule, coopérant avec les cylindres de réaction, dont les dimensions peuvent ainsi être notablement réduites, économisant ainsi le volume de fluide utilisé. - D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor- 1 tiront de la description détaillée ci-après et des dessins schématiques annexés, à échelle variable, dans lesquels: - la figure 1 représente, en vue de côté, une forme de réali- sation préférée, mais non limitative, de la presse selon l'invention; - la figure lA est une vue de dessus de la presse de la fi- gure 1; - les figures 2, 3 et 4 montrent la presse dans trois phases de fonctionnement différentes; - les figures 5 et 6, à plus grande échelle, illustrent des détails de la machine dans différents états de fonctionnement; - la figure 7 est une vue partielle en coupe transversale selon la ligne VII-VII de la figure 5; - la figure 8, semblable à la figure 7, est une vue partielle en coupe transversale selon la ligne VIII-VIII de la figure 6. On se réfère à la figure 1. La presse comprend une base 1 supportant les organes principaux suivants: une trémie 2; un groupe de plastification et d'alimentation 3, muni d'une buse d'injection 4 qui, à travers le plateau fixe 7, pénètre dans la partie fixe 5, figures 2 à 8; des colonnes 11, dans l'exemple représenté au nombre de quatre, symétriques deux à deux, coaxiales à des cylindres de réaction 50-à double effet; un plateau mobile 9 auquel est fixée la partie mobile 6 du moule; et un support 12 pour les cylindres d'approche et de retour 29. Comme représenté aux figures 2 à 8, au plateau fixe 7 est fixé le demi-moule 5. 8 indique le logement pour l'introduc- tion de la buse 4 (figures 3 et 5) pénétrant dans le moule fermé, c'est-àdire quand le demi-moule 6, fixé au plateau mobile 9, sous l'action des pistons 43 associés aux tiges 44, liées au plateau 9, prend la position représentée aux figures 4 et 6 par rapport à la partie fixe 5. Le plateau mobile 9 est monté coulissant sur les paires de cylindres 50 avec interposition de coussinets 48. Aux figures 2, 7 et 8, 31 indique les coussinets de centrage pour chacune des colonnes 11. Au plateau mobile 9 est associé un mécanis- me connu, indiqué dans son ensemble par 10, pour l'éjection de la pièce moulée. Les cylindres d'approche et de retour 29, parallèles aux colonnes 11, traversent le support fixe 12 qui peut avantageu- sement présenter la structure d'un chassis rectangulaire, ou une autre forme géométrique appropriée permettant d'élimi- ner tout encombrement longitudinal pour le groupe d'éjection , en fonction des exigences de moulage, doit pouvoir exécu- ter des mouvements longitudinaux relativement importants pour le démoulage de la pièce moulée. Des colliers 13, protégés par des enveloppes 14, sont vissés sur les colonnes 11 pour le réglage exact de la, position du support 12. Les extrémités lla des colonnes 11 sont liées au plateau fixe 7 au moyen de pistons 17, agissant dans des cylindres 18 à simple effet. Des joints 19,20 assurent l'étanchéité entre le piston 17, le cylindre 18 et l'extrémité lla de chaque colonne. Chaque cylindre 18 est associé au plateau fixe 7 et peut être alimenté en fluide sous pression à travers une conduite convenable 22. 23 indique un piston de poussée à simple effet, en contact avec l'extrémité lla de chaque colonne 11, alimenté à travers une conduite appropriée 27. Sur la paroi latérale de chaque cylindre de réaction 50 est ménagée une gorge circonférentielle 32 présentant un bord 33 à 90 par rapport à l'axe du cylindre correspondant et un bord opposé 34 divergeant radialement vers l'extérieur. Au plateau mobile 9 sont solidarisés des mécanismes de blocage constitués par une paire de demi-colliers 35 montés coulis- sants sur des tiges parallèles 37 dont une au moins, 37a, est associée à des pistons 38 agissant dans des cylindres hydrauliques correspondants 39 à double effet, alimentés à travers des conduites appropriées non représentées. Les tiges 37 sont solidaires du plateau 9. Les demi-colliers coulissent sur les tiges 37,37a. Dans les cylindres d'approche et de retour 29, à double effet, reliés en 46,47 à des conduites de charge et de décharge pour le fluide sous pression, sont montés des pistons 43 dont les tiges 44 sont reliées en 45 au plateau mobile 9. Au plateau fixe 7 sont solidarisés deux cylindres 51 d'axes parallèles à l'axe longitudinal de la presse, dont un seul est montré à la figure 6. Dans chaque cylindre 51 est monté un piston 52 dont la course est limitée par la hauteur du cylindre. L'extrémité libre de la tige 53 est munie de pous- soirs propres à agir contre le plateau mobile 9. L'utilisation et le fonctionnement de la presse sont décrits ci-après: Dans la phase initiale, le plateau mobile 9 est éloigné du plateau fixe 7, voir figure 2. Les pistons 43 se trouvent en fin de course dans les cylindres correspondants 29. Dans la seconde phase, par introduction de fluide sous pres- sion dans le circuit de la machine, les pistons 43 réalisent l'approche du plateau mobile 9 au plateau fixe 7 et le rappro- chement progressif des parties 6 et 5 du moule, figures 3 et 5, jusqu'à obtenir la jonction frontale des plateaux 9 et 7, figures 4 et 6. Le coulissement du plateau 9 par rapport à la paroi latérale des cylindres 50 est facilité par la présence de coussinets 48 solidaires du plateau 9. Ces coussi- nets sont bien entendu d'une longueur supérieure à la largeur des gorges 32, de façon à éviter des coincements. En même temps, le piston 23, mis en service, appuie sur le fond du cylindre 18 maintenant le piston 17 en position de fin de course par rapport à ce cylindre. La troisième phase prévoit le blocage du plateau mobile 9 grâce à la fermeture des demi-colliers 35 par la mise en service des cylindres hydrauliques 39. Ces demi-colliers pénètrent dans les gorges 32 que présente la paroi latérale des cylindres de réaction 50. La quatrième phase prévoit l'arrivée de fluide sous pression à travers le canal 22, pour l'actionnement du piston 17 qui stabilise les positions relatives du plateau fixe 7-et des colonnes 11, empêchant tout mouvement relatif, aussi faible qu'il soit, des parties 5 et 6 du moule. Vient ensuite la phase d'injection, par exemple du produit A, figure 6, et enfin la phase d'ouverture du moule et d'éjection de l'objet A, figure 2, qui remet la machine dans l'état initial, prête pour le départ d'un nouveau cycle opératoire. A l'issue du cycle d'injection, la poussée initiale pour la séparation des parties 5 et 6 du moule est fournie par les deux pistons 52 agissant dans les cylindres'51 selon une faible course. L'ouverture du moule qui en résulte et la position initiale de la machine sont obtenues par l'action des cylindres hydrauliques à double effet 29, d'approche et de retour, alimentés à travers des conduites 46,47 et activant les pistons 43, dont les tiges 44 sont solidaires du plateau mobile 9. L'action de séparation initiale des parties 5 et 6 du moule, réalisée par les pistons 52, permet de limiter la puissance et, par suite, les dimensions des cylindres hydrauliques 29, d'o une économie notable de fluide, c'est-à-dire d'huile, et une succession améliorée des phases du cycle opératoire de la machine. Il va de soi que la presse est munie d'une multiplicité de mécanismes connus, tels qu'interrupteurs de fin de course, thermostats et dispositifs de sécurité propres à interrompre le cycle opératoire, dans l'une quelconque de ses phases, en présence d'anomalies imprévisibles éventuelles qui se produiraient lors du fonctionnement de la machine. Les avantages apportés par l'invention peuvent être résumés comme suit: - élimination du plateau de réaction et accroissement corres- pondant du mouvement longitudinal du dispositif d'éjection; accessibilité maximale au mécanisme d'éjection; - appui terminal des colonnes porteuses, par rapport au plate- au fixe, par l'intermédiaire d'un palier fluide sous pression, de façon à éviter des déformations éventuelles-du plateau fixe; - réduction notable de la longueur totale de la machine due à la conformation en cadre du support 12 remplaçant le plateau de réaction et qui est traversé par le dispositif d'éjection; - organes de support pour les colonnes porteuses non sujets à une quelconque sollicitation en flexion; - possibilité de choix de matériaux plus adaptés à constituer les organes de la machine, en fonction des sollicitations réduites auxquelles ces organes sont sujets, en vertu de l'architecture particulière de la presse. On peut citer comme exemples les cylindres à double effet 29 qui, selon l'inven- tion, sont soumis à compression et non à traction, cette dernière sollicitation nécessitant l'emploi de matériaux présentant une résistance élevée. Bien que la description et les dessins illustratifs se réfè- rent à titre d'exemple à des presses horizontales, l'inven- tion n'est pas limitée à une telle structure et s'étend égale- ment aux presses verticales dotées des caractéristiques dé- crites ou de toute solution analogue ou équivalente à celle décrite et propres à atteindre les buts exposés. Revendications 1.- Presse pour le moulage par injection de matières thermo- plastiques, comprenant au moins trois colonnes de guidage (11) dont une extrémité est liée à un plateau fixe (7) associé à un demi-moule fixe (5), supportant, de façon coulissante longitudinalement, un plateau mobile (9) associé à un demi- moule mobile (6) complémentaire du demi-moule fixe, des moyens hydrauliques (29) pour le mouvement alterné du plateau mobile et des moyens de blocage de ce dernier en position de ferme- ture des deux parties du moule, caractérisé en ce que le mouvement d'approche et d'éloignement du plateau mobile par rapport au plateau fixe est produit par l'action de pistons (43) montés dans des cylindres hydrauliques à double effet (29), et que des moyens mécaniques (35), associés à des moyens hydrauliques (39) sont prévus pour le blocage de la position du plateau mobile, le moule étant fermé. 2.- Presse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de blocage pour le plateau mobile, en position de fermeture du moule, sont constitués par deux demi-colliers (35) associés à des moyens hydrauliques (39) d'actionnement propres à imposer à ces demi-colliers une position d'engage- ment dans des gorges circonférentielles (32) portées par les colonnes (11) de guidage du plateau mobile, et une posi- tion d'ouverture et de désengagement par rapport à ces gorges. 3.- Presse selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les moyens de blocage et de déblocage de la position du plateau mobile, moule fermé, sont solidaires de ce plateau. 4.- Presse selon l'une des revendications précédentes, carac- térisée en ce qu'elle est munie de cylindres (51) et de pis- tons (52) hydrauliques à faible course, chaque cylindre étant associé au plateau fixe tandis que l'extrémité libre de la tige (53) du piston correspondant est munie de poussoirs appropriés réalisant la séparation de la partie mobile du moule par rapport à la partie fixe, à l'issue de chaque cycle opératoire. 5.- Presse selon l'une des revendications précédentes, carac- térisée en ce qu'elle est munie de deux cylindres hydrauli- ques de réaction à double effet (50). 6.- Presse selon l'une des revendications précédentes, carac- térisée en ce que les extrémités des colonnes liées au pla- teau fixe sont associées à des pistons (I7) et à des cylindres (18) hydrauliques pouvant être mis en service dans la phase qui précède la phase d'injection et propres à stabiliser et à bloquer la position relative des différentes parties cinématiques de la machine au cours de la phase d'injection.