Brevet FR2686040A1 — publié le 19930716

La présente invention concerne le domaine du moulage, en particulier du moulage de pièces en matière plastique. Plus précisément, la présente invention concerne le domaine du surmoulage d'une pièce en matière plastique sur une pièce métallique préformée. Plus précisément encore, la présente invention concerne un moule du type comportant trois plaques superposées définissant au moins une cavité apte à recevoir la pièce métallique préformée et qui forme autour de celle-ci une empreinte creuse destinée à recevoir une matière pulvérulente, pateuse ou liquide, qui prend en se solidifiant la forme de cette empreinte pour former une pièce surmoulée sur la pièce métallique, et une série de canaux d'injection de matière délimitant à l'utilisation des carottes d'injection, dans lequel un canal principal est ménagé dans une première plaque, au moins un canal auxiliaire est ménagé dans une seconde plaque, l'empreinte creuse est réalisée entre la seconde et la troisième plaque, le canal auxiliaire débouche dans l'empreinte au niveau d'un étranglement permettant la séparation de la pièce et des carottes d'injection lors de la séparation des plaques, et au moins un canal transversal relie le canal principal et le canal auxiliaire au niveau du plan de jonction entre la première et la seconde plaques. On a représenté schématiquement sur la figure 1 annexée, la structure des moules dits à trois plaques jusqu'ici proposés. On aperçoit sur cette figure 1, une première plaque référencée 10, une seconde plaque référencée 20 et une troisième plaque référencée 30 accolées à l'utilisation. I1 est formé au niveau du plan de joint 21 entre la seconde plaque 20 et la troisième plaque 30, une ou plusieurs cavités 31. Ces cavités 31 correspondent à la géométrie de la pièce finale à réaliser. Ces cavités 31 sont donc conçues pour recevoir une pièce métallique préformée 40 et définir autour de celle-ci une empreinte creuse complémentaire du surmoulage recherché. La première plaque 10 est munie d'un canal principal 11 s'étendant généralement perpendiculairement au plan de jonction 12 des première et seconde plaques. La seconde plaque 20 est munie d'au moins un canal auxiliaire 22 s'étendant également dans une direction générale perpendiculaire au plan de jonction 12 précité. Chaque canal auxiliaire 22 débouche dans la cavité 31 au niveau d'un étranglement 23 permettant la séparation des pièces formées dans la cavité 31 et des carottes d'injection formées dans les canaux lors de la séparation des première et seconde plaques 10 et 20. De plus, la seconde plaque 20 est munie en position adjacente au plan de jonction 12, d'un canal transversal 24 reliant le canal principal 11 et chaque canal auxiliaire 22. La première plaque 10 présente en position adjacente au plan de jonction 12, un évidement 13 recevant un plateau 50 utilisé pour déchausser les carottes d'injection formées dans les canaux 11, 24 et 22. Le plateau 50 est commandé en déplacement, vers l'extérieur de la plaque 10, soit en rapprochement de la seconde plaque 20, par des moyens référencés 52 sur la figure 1, formés par exemple de pistons commandés par voie pneumatique. Les moules à trois plaques comprennent en outre généralement des moyens de retenue permettant, dans une première phase de l'ouverture du moule, de retenir les carottes d'injection accolées contre la première plaque 10, pour permettre la séparation de la pièce formée dans la cavité 31 et de la carotte d'injection secondaire formée dans les canaux auxiliaires 22, au niveau des étranglements 23, lors de l'éloignement relatif des première et seconde plaques 10 et 20. Ces moyens de retenue n'ont pas été représentés sur la figure 1 annexée afin de simplifier l'illustration. Ces moyens de retenue sont généralement dénommés "minaret". De tels moyens de retenue sont décrits et représentés par exemple dans le document FR-A-2584016. Le fonctionnement des dispositifs représenté sur la figure 1 est le suivant. Pour permettre l'injection de matière dans les canaux 11, 22 et 24, et dans la cavité 31, le moule est fermé, c'est-à-dire les plaques 10, 20 et 30 sont accolées. Bien entendu préalablement une pièce métallique préformée 40 doit être positionnée dans chaque cavité 31. La matière à ltétat pulvérulent, pâteux ou liquide, est injectée dans le canal principal Il et s'écoule grâce au canal transversal 24 dans chacun des canaux auxiliaires 22, et de là dans la cavité 31. On obtient ainsi une pièce en matière plastique surmoulée sur la pièce métallique préformée 40. Cette phase d'injection est suivie d'une phase de refroidissement. On procède ensuite à l'ouverture du moule afin, d'une part de récupérer la pièce surmoulée formée dans la cavité 31, et d'autre part d'éliminer les carottes d'injection. Pour se faire, dans une première phase, les première et seconde plaques 10 et 20 sont éloignées. Au cours de cette phase, les carottes d'injection précitées, en prise avec les moyens de retenue sont maintenues contre la première plaque 10, pour permettre la rupture de la matière injectée au niveau des étranglements 23, et ainsi la séparation de la pièce formée dans la cavité 31 par rapport aux carottes d'injection. Dans une seconde phase de l'ouverture du moule, les moyens 52 sont sollicités pour déchausser lesdites carottes d'injection grâce au plateau 50, en arrachant les carottes d'injection par rapport aux moyens de retenue. Bien que les moules du type trois plaques représentés sur la figure 1 et précédemment décrits, aient rendu de grands services, ceux-ci ne donnent pas pleinement satisfaction. En effet, dans la pratique, il est très difficile d'obtenir en série des pièces métalliques de dimensions précises. A titre d'exemple, on peut indiquer qu'il est difficile d'obtenir en série des pièces métalliques formées par emboutissage et matriçage de toles, avec des tolérances en épaisseur inférieures à plus ou moins 0,15 mm. Lorsque des pièces métalliques préformées présentant de larges tolérances sont utilisées dans un moule à trois plaques, le moule ne peut pas être fermé correctement au niveau du plan de joint entre la seconde plaque et la troisième plaque. I1 en résulte des débordements de matière injectée à ce niveau. On a tenté d'éliminer cet inconvénient, en frappant en épaisseur les pièces métalliques préformées, avant d'introduire celles-ci dans la cavité de moulage 31. Une telle opération de frappe permet effectivement de récupérer une cote d'épaisseur satisfaisante pour les pièces métalliques préformées. Toutefois, cette solution conduit généralement à une déformation dans son plan de la pièce métallique préformée. La présente invention a pour but de proposer un moule du type dit à trois plaques qui élimine les inconvénients de la technique antérieure, et surtout qui évite la nécessité de procéder à une opération de frappe préalable des pièces métalliques préformées. Ce but est atteint selon la présente invention grâce à un moule à trois plaques du type précité qui comprend dans la seconde plaque au moins un conduit qui s'étend perpendiculairement au plan de joint des seconde et troisième plaques, et qui débouche d'une part dans un canal transversal formé au niveau du plan de joint entre la première et la seconde plaques et relié au canal principal, et d'autre part dans la cavité, et un piston mobile à translation dans le conduit. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels - la figure 1 précédemment décrite représente une vue schématique en coupe d'un moule à trois plaques conforme à l'état de la technique, - la figure 2 représente une vue similaire en coupe d'un moule conforme à la présente invention, et - la figure 3 représente, selon la même vue en coupe, une vue éclatée du moule conforme à la présente invention, pour illustrer le processus d'ouverture de celui-ci. On aperçoit sur la figure 2 annexée, un moule conforme à la présente invention comprenant une première plaque référencée 100, une seconde plaque référencée 200 et une troisième plaque référencée 300. Ces trois plaques sont accolées à l'utilisation. I1 est défini au niveau du plan de joint 202 formé entre la seconde plaque 200 et la troisième plaque 300, au moins une cavité 310. Sur la figure 2, on distingue ainsi deux cavités 310 identiques. Plus précisément selon le mode de réalisation représenté sur la figure 2, la cavité 310 est formée intégralement dans la troisième plaque 300. Cependant, en variante la cavité 310 pourrait être formée dans la seconde plaque 200, ou encore partiellement dans la troisième plaque 300 et partiellement dans la seconde plaque 200. La cavité 310 est conçue pour recevoir une pièce métallique préformée 400 et définir autour de celle-ci une empreinte complémentaire d'une pièce 600 surmoulée en matière plastique. Bien entendu, la géométrie de la pièce métallique préformée 400 et de la pièce plastique 600 surmoulée peut faire l'objet de nombreux modes de réalisation. La pièce métallique préformée 400 et la pièce plastique surmoulée 600 représentées sur la figure 2 ne sont données qu'à titre d'exemple schématique non limitatif. On notera que selon le mode de réalisation représenté sur la figure 2, la pièce métallique préformée 400 est composée d'une pièce de tole comportant au moins une partie généralement plane dont une surface affleure le plan de joint 202 formé entre la seconde plaque 200 et la troisième plaque 300. La première plaque 100 est munie d'un canal principal 102. Ce canal 102 s'étend généralement perpendiculairement au plan de jonction 104 entre la première plaque 100 et la deuxième plaque 200. La seconde plaque 200 est munie d'au moins un canal auxiliare 210. Le canal 210 s'étend également dans une direction générale perpendiculaire au plan de jonction 104 précité. On notera que le plan de jonction 104 entre la première plaque 100 et la deuxième plaque 200 est parallèle au plan de jonction 202 entre la seconde plaque 200 et la troisième plaque 300. I1 est prévu au moins un canal auxiliaire 210 pour chaque cavité 310. Chaque canal auxiliaire 210 débouche dans l'empreinte formée sur l'extérieur de la pièce métallique préformée 400, dans la cavité 310, au niveau d'un étranglement 212. Cet étranglement 212 permet la séparation des pièces 600 formées dans la cavité 310 et des carottes d'injection formées dans les canaux 210, lors de la séparation des première et seconde plaques 100 et 200. De plus, la seconde plaque 200 est munie, en position adjacente au plan de jonction 104, d'une série de canaux transversaux 220 qui relie le canal principal d'injection 102 à chacun des canaux auxiliaires 210. Le moule conforme à l'invention représenté sur la figure 2 comprend également des moyens 500 permettant de déchausser les carottes d'injection lors de la seconde phase d'ouverture du moule. Ces moyens 500 comprennent un plateau 510 placé dans un évidemment 110 ménagé dans la première plaque 100, au niveau du plan de joint 104, et des pistons moteurs 520 guidés à translation perpendiculairement au plan de joint 104, dans des alésages 120 formés dans la première plaque 100. Comme indiqué précédemment, le moule à trois plaques conforme à la présente invention comprend également des moyens de retenue conçu pour retenir les carottes d'injection accolées contre la première plaque 100, dans une première phase de l'ouverture du moule, pour permettre la séparation de la pièce 600 formée dans la cavité 310 et de la carotte d'injection secondaire formée dans le canal auxilaire 21ru, au niveau de l'étranglement 212, lors de l'éloignement relatif des première et seconde plaques 100 et 200. Ces moyens de retenue peuvent être formés d'une tige, par exemple cylindrique, s'étendant dans la première plaque 100, jusque dans les canaux de liaison transversaux 220, et munis d'une tête évasée 62, par exemple d'enveloppe sphérique. Ces moyens de retenue peuvent comprendre également, comme décrit dans le document FR-A-2584016 un tiroir mobile à translation dans la première plaque 100, transversalement à la direction de séparation des première et seconde plaques et possédant un nez de retenue des carottes d'injection en saillie dans les canaux lors de la fermeture du moule, et un doigt de commande en déplacement du tiroir, solidaire de la seconde plaque 200 et incliné par rapport à la direction de séparation des première et seconde plaques 100 et 200 pour induire le déplacement du tiroir et le retrait du nez de retenue hors des canaux d'injection lors de la séparation desdites plaques. Ces moyens de retenue connus de l'homme de l'art n'ont pas été représentés sur les figures annexées pour simplifier l'illustration. Enfin et surtout, selon la présente invention, comme représenté sur la figure 2, le moule à trois plaques comprend dans la seconde plaque 200, au moins un conduit 250 qui s'étend perpendiculairement au plan de joint 202 formé entre la seconde plaque 200 et la troisième plaque 300. Ce conduit 250 débouche, d'une part dans un canal transversal 220 formé au niveau du plan de joint 104 entre la première plaque 100 et la deuxième plaque 200 et relié au canal principal 102, et d'autre part dans la cavité 310. Plus précisément encore, de préférence, le conduit 250, au niveau du plan de joint 104 formé entre la première plaque 100 et la deuxième plaque 200, débouche dans la série de canaux 220 assurant la liaison entre le canal principal 102 et les canaux auxiliaires 210. De plus, selon l'invention, un piston 700 est monté à translation perpendiculairement au plan de joint 104 et 202, dans chaque conduit 250. Ainsi l'homme de l'art comprendra aisément à l'examen de la figure 2 que chaque piston 700 est sollicité en appui contre la pièce métallique préformée 400 logée dans une cavité 310, par la pression de la matière injectée par l'intermédiaire du canal principal 102. En d'autres termes, la présente invention permet de pincer une partie au moins de la pièce métallique préformée 400 entre la troisième plaque 300 et un ou plusieurs pistons 250. De ce fait, la présente invention permet de définir en toute sécurité une empreinte fermée autour de la pièce métallique préformée 400 quelles que soient les tolérances en épaisseur de celle-ci. En d'autres termes, la présente invention permet d'éviter la nécessité de frapper la pièce en métal 400 avant de positionner celle-ci dans la cavité 310. Bien entendu, le piston 700 peut faire l'objet de différents modes de réalisation. En particulier, sa section droite, considérée dans un plan parallèle au plan de joint 104 et 202 pourra être adaptée à la géométrie de la pièce métallique préformée 400. De préférence, des moyens d'étanchéité sont prévus sur la périphérie extérieure du piston 700, afin d'éviter tout passage de matière plastique injectée entre la surface extérieure 702 du piston 700 et la paroi interne de chaque conduit 250. De tels moyens d'étanchéité qui peuvent être formés de joints toriques connus en soi, ne sont pas représentés sur les figures annexées, pour simplifier l'illustration. De préférence, des évasements 230 sont formés dans les canaux transversaux 220 en regard des conduits 250. Chaque piston 700 est avantageusement métallique. On notera qu'en raison des pertes de charge dans les canaux auxiliaires 210, la pression appliquée sur la face 704 des pistons 700, du côté des canaux transversaux 220 est supérieure à la pression résistante appliquée par la matière injectée dans la cavité 310 sur la face opposée 706 des pistons 700. On va maintenant décrire le fonctionnement d'un moule conforme à la présente invention. Une pièce métallique préformée 400 est placée dans chaque cavité 310. Le moule est alors fermé par rapprochement des plaques 100, 200 et 300 afin, d'une part d'accoler la première plaque 100 et la seconde plaque 200 au niveau du plan de joint 104 et, d'autre part d'accoler la seconde plaque 200 et la troisième plaque 300 au niveau du plan de joint 202. La matière plastique est alors injectée dans le canal principal 102. Cette matière s'écoule dans des canaux transversaux 220 et de là dans les canaux auxiliaires 210 pour aboutir dans chaque cavité 310, par l'intermédiaire des étranglements 212. Au cours de cette opération d'injection, la matière injectée sollicite la face 704 des pistons 700 et pousse par conséquent ceux-ci en direction de la cavité 310, contre une pièce métallique préformée 400. Comme indiqué précédemment, cette disposition permet de définir une empreinte fermée autour de chaque pièce métallique préformée 400, quelles que soient les tolérances en épaisseur de celle-ci. Après une étape de refroidissement, le moule est ouvert pour récupérer chaque pièce formée dans une cavité 310 et déchausser les carottes d'injection formées dans le canal principal 102, les canaux transversaux 220 et les canaux auxiliaires 210. Plus précisément, l'ouverture du moule se décompose en deux phases principales. Dans un premier temps, la première plaque 100 et la deuxième plaque 200 sont écartées. Pendant cette première phase d'ouverture du moule, les moyens de retenue maintiennent les carottes d'injection adjacentes à la première plaque 100. De ce fait, au cours de cette première phase d'ouverture du moule, la matière injectée est rompue au niveau des étranglements 212. On obtient ainsi la séparation automatique de la pièce 600 surmoulée sur la pièce métallique 400 et des carottes d'injection. La seconde phase de l'ouverture du moule consiste à déchausser les carottes d'injection à l'aide des moyens 500. En parallèle, la pièce 600 surmoulée sur la pièce métallique 400 est retirée du moule à l'aide de tout moyen connu approprié. Sur les figures 2 et 3, on a référencé C1 la carotte d'injection formée dans le canal principal 102, C2 la carotte d'injection formée dans le canal transversal 220 et C3 la carotte d'injection formée dans les canaux auxiliaires (210). Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. REVENDICATIONS 1. Moule du type comportant trois plaques (100, 200, 300) superposées définissant au moins une cavité (310) apte à recevoir une pièce métallique préformée (400) et qui forme autour de celle-ci une empreinte creuse destinée à recevoir une matière pulvérulente, pâteuse ou liquide, qui prend, en se solidifiant, la forme de cette empreinte pour former une pièce surmoulée sur la pièce métallique (400), et une série de canaux d'injection de matière (102, 220, 210) délimitant à l'utilisation des carottes d'injection, dans lequel un canal principal (102) est ménagé dans une première plaque (100), au moins un canal auxiliaire (210) est ménagé dans une seconde plaque (200), l'empreinte creuse est ménagée entre la seconde et la troisième plaques (100, 200), le canal auxiliaire (210) débouche dans l'empreinte au niveau d'un étranglement (212) permettant la séparation de la pièce et des carotte d'injection, lors de la séparation des plaques, et au moins un canal transversal (220) relie le canal principal (102) et le canal auxiliaire (210) au niveau du plan de jonction (104) entre la première plaque (100) et la seconde plaque (200), caractérisé par le fait qu'il comprend en outre, dans la seconde plaque (200), au moins un conduit (250) qui s'étend perpendiculairement au plan de joint (202) entre la seconde plaque (200) et la troisième plaque (300) et qui débouche, d'une part dans un canal transversal (220) formé au niveau du plan de joint (104) entre la première plaque (100) et la deuxième plaque (200) et relié au canal principal (102), et d'autre part dans la cavité (310), et un piston (700) mobile à translation dans le conduit (250). 2. Moule selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un évasement (230) est formé dans le canal transversal (220) en regard de chaque conduit (250). 3. Moule selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que chaque conduit (250) débouche dans le canal transversal (220) qui relie le canal principal (102) et chaque canal auxiliaire (210). 4. Moule selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le piston (700) est en métal.