Brevet FR2747337A1 — publié le 19971017

La présente invention concerne un dispositif de commande d'un obturateur de buse d'injection de matière plastique dans un moule, comprenant un vérin actionnant l'obturateur. Actuellement les moules d'injection de matière plastique équipés de buses d'injection à obturateur ont des obturateurs commandés par des vérins alignés sur l'axe de la buse et portés par la semelle du moule. Ces vérins, en général à double effet hydrauliques, sont placés sur un alésage cylindrique réalisé dans la semelle du moule, c'est-à-dire la plaque portant le distributeur chauffant. Les entrées/sorties de fluide de commande des vérins sont sur le côté et communiquent avec des canaux à fluide percés dans la semelle. L'étanchéité entre le vérin et les canaux de la semelle est assurée par des joints. Les canaux d'alimentation du vérin sont percés dans la semelle ; ils se terminent par des ajutages pour le branchement des circuits de fluide de commande. De tels dispositifs de commande d'obturateur présentent un certain nombre d'inconvénients. L'usinage du logement du vérin dans la semelle est délicat ; les problèmes d'étanchéité des circuits de fluide de commande à l'interface vérin/semelle (canaux) sont délicats surtout à cause des différences de température entre les pièces et des variations de température. Les mêmes différences de température entre le distributeur (chaud) portant la buse et la semelle (moins chaude) portant le vérin et l'obturateur sont délicates à maîtriser et cela d'autant plus que l'on s'éloigne du point fixe ou centre du distributeur. Enfin, de tels vérins sont faits sur mesure pour chaque buse rendant difficiles les travaux d'entretien et de réparation de tels vérins, ou plus généralement de buses à obturateur commandé ; cela est particulièrement gênant à cause du temps d'arrêt important du moule. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de créer un dispositif de commande d'un obturateur de buse d'injection qui soit polyvalent, c'està-dire non lié ou conçu spécialement en fonction de la buse d'injection et de sa position, peu encombrant à l'arrière du moule, d'un accès facile pour l'entretien et pour les réparations, et puisse être réparé ou remplacé en un temps très court, de manière à réduire le temps d'immobilisation du moule. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de commande du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend - un vérin monté à plat par rapport à la semelle à l'arrière du moule, - un support formant équerre, fixé au niveau du perçage recevant l'obturateur, ce support portant le vérin, - une came de renvoi d'angle, montée pivotante sur le support, cette came étant, d'une part, reliée à la tête du piston du vérin, et, d'autre part, à un piston de guidage recevant l'obturateur, de manière à transmettre à l'obturateur le mouvement du vérin. Le vérin monté à plat sur la semelle, c'est-à-dire aussi près que possible de la face arrière de la semelle et de préférence, si cette surface est plane, au moins de façon que l'axe du vérin soit sensiblement parallèle à cette face ou face arrière de la semelle, permet d'avoir un montage très peu encombrant. Ce dispositif de commande présente l'avantage d'être parfaitement accessible à l'extérieur de la semelle du moule, c'est-à-dire de ne pas intervenir à l'intérieur de la semelle sans pour autant présenter un encombrement gênant. Les différentes pièces du dispositif de commande sont facilement visibles et très accessibles pour l'entretien, qu'il s'agisse du vérin qui se démonte sans avoir pratiquement à enlever les autres pièces du dispositif de commande ou encore éventuellement les paliers de la came ou la liaison avec l'obturateur. Le vérin très peu en contact avec la semelle reste à une température faible ce qui permet d'utiliser un vérin non spécialement conçu pour des températures élevées. Il s'agit d'un vérin du commerce, fabriqué en grande série et bénéficiant ainsi de la fiabilité de tels produits qui de plus sont très répandus et disponibles sur stocks. Suivant une autre caractéristique, le bras de levier du point d'articulation de la tête du piston du vérin à l'axe de pivotement de la came est supérieur à celui du point d'articulation du piston de guidage créant un effet multiplicateur de force. Cet effet multiplicateur de force (qui correspond, inversement à une réduction de la course), permet d'exercer sur l'obturateur, un effort important sur l'obturateur avec un vérin de puissance réduite. Cette démultiplication peut correspondre à un rapport de 1 à 2 ou 1 à 3. Suivant une autre caractéristique, le vérin est fixé à la semelle ou au distributeur à travers la semelle par l'intermédiaire du support. Ce montage permet de tenir compte d'effets de dilatation exceptionnels à l'extrémité d'une branche de distributeur, très longue. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le support est une pièce en forme de cadre comprenant deux branches latérales terminées à une de leur extrémité, par une traverse supérieure munie d'appuis complétés par des appuis sur les branches du support pour recevoir le vérin, l'autre extrémité des branches étant reliée par une traverse inférieure munie de pattes de fixation du support sur la semelle ainsi que d'un manchon de guidage pour le piston de l'obturateur, le support recevant la came de renvoi entre ses banches. Cette forme du support permet de réduire au minimum la structure du support pour arriver à un ensemble peu encombrant dont toutes les pièces mobiles du dispositif de commande étant en quelque sorte entourées par le support en forme de chevalet. La forme très particulière du support et la réduction de la masse de la matière constituant le support réduit l'inertie thermique et la transmission de chaleur par conduction vers le vérin. Non seulement cela protège le vérin en évitant les problèmes d'étanchéité dus à des dilatations importantes mais augmente également la durée de vie du vérin et permet d'utiliser un vérin usuel non spécialement conçu pour subir des variations de température importantes ou travailler à des températures élevées. Suivant une autre caractéristique de l'invention - le manchon de guidage se prolonge en dessous de la surface d'appui de la traverse inférieure pour venir dans un avant-trou prolongé par le perçage recevant l'obturateur dans la semelle. Le prolongement du manchon de guidage sous la surface de la traverse facilite le positionnement et le guidage du piston et de l'obturation car le positionnement du manchon se réalise facilement par rapport à l'emplacement de la buse et de l'obturateur. Cela permet également d'allonger la longueur de guidage du piston sans augmenter la hauteur du dispositif de commande par rapport à la face arrière de la semelle. Suivant une autre caractéristique, la came est en deux parties, symétriques, formées chacune d'une plaque terminée par une branche transversale respective se rejoignant pour l'assemblage de la came, les plaques comportant des perçages pour l'axe de la came, lui-même logé dans le support, des perçages pour l'axe de la tête du piston de vérin et des perçages pour le piston de guidage de l'obturateur, ces perçages, réalisés dans les deux parties, étant coaxiaux. Suivant une autre caractéristique, les perçages reliant la came au piston de guidage sont des lumières et le piston comporte deux ergots coaxiaux dans ces lumières de la came Cette forme particulière de la came transmettant le mouvement du vérin à l'obturateur avec un renvoi d'angle à 900 est non seulement d'une réalisation facile si cette came est en fait une came double constituée de deux parties assemblées mais cette came à deux chapes permet de recevoir de manière précise la tête de la tige du vérin ainsi que l'axe commandant l'obturateur. Pour ce dernier la précision et la constance du guidage est particulièrement importante, pour que cet axe reste toujours parallèle à lui-même pendant son déplacement dans la coulisse de la came, compensant la différence de trajectoire entre la trajectoire rectiligne de l'obturateur et la trajectoire curviligne d'un point quelconque de la came. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le piston est formé d'un corps cylindrique circulaire coulissant dans le manchon de guidage du support et d'une partie supérieure à deux faces latérales, parallèles, assurant le guidage du piston contre les faces intérieures de la came, le piston ayant un perçage étagé dont une partie est de section correspondant à celle de la tige de l'obturateur alors que l'autre partie a une section correspondant à celle de la tête de l'obturateur, cette autre partie du perçage étant fermée par un bouchon venant sur la tête de l'obturateur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la tête du piston du vérin a une forme d'anneau traversé par un trou oblong, l'anneau se poursuivant par une tige filetée pour relier la tête au piston du vérin, l'axe du trou oblong coupant celui du vérin et le trou oblong recevant l'axa reliant la tête à la came. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue de côté d'un dispositif de commande selon l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus correspondant à la figure 1, - la figure 3 est une vue de gauche correspondant à la figure 1, - la figure 4 est une vue de face du support avec une coupe verticale partielle, - la figure 5 est une vue de côté du support, - la figure 6 est une vue de dessus du support. - la figure 7 est une vue de face d'une came, - la figure 8 est une vue de droite de la came, - la figure 9 est une vue de gauche de la came, - la figure 10 montre une vue de dessus de la tête de piston, - la figure ll montre une vue de côté de la tête de piston selon la figure 10, - la figure 12 est une vue en coupe axiale d'un piston de guidage d'obturateur, - la figure 13 est une vue de dessus du piston de la figure 12, - la figure 14 montre un bouchon pour un piston selon la figure 12. Selon les figures 1, 2, 3, l'invention concerne un dispositif de commande de l'obturateur d'une buse d'injection de matière plastique dans un moule non représenté. Cette commande se fixe sur la face arrière d'une semelle 1 elle-même fixée au moule. Cette commande peut être logée dans une cavité réalisée dans l'arrière de la semelle et laissant autour de la commande une place suffisante pour accéder facilement aux vis et composant de la commande. Dans le cas d'une buse très éloignée du point fixe, c'est-à-dire du point de repère et de solidarisation entre le distributeur non représenté portant les buses et la semelle, pour éviter des jeux trop importants qui seraient nécessaires entre la commande et la buse/obturateur, il est intéressant de monter la commande directement sur la branche du distributeur à travers une ouverture réalisée dans la selle ; ce montage permet de faire abstraction du jeu entre la semelle et le distributeur sous l'effet de fortes dilatations. La liaison de la commande se fera de préférence avec des éléments en titane pour réduire le flux de chaleur, par conduction vers la commande et son vérin. Le dispositif de commande se compose d'un support 2 formant une équerre dont une extrémité porte un vérin 3 et l'autre est fixée à la semelle 1, au niveau du perçage 4 recevant l'obturateur 5 représenté séparément, à côté du dispositif de commande à la figure 1. Le support 2 en forme de cadre porte en pivotement une came de renvoi d'angle 6 reliée, d'une part à la tête 7 du vérin 3, et, d'autre part, au piston 8 portant l'obturateur 5. Ces différents éléments seront décrits ci-après de manière plus détaillée. Selon les figures 4 à 6, le support 2 montré séparément se présente comme une équerre en forme de cadre à deux branches latérales 21A, 21B, inclinées, portant à l'une de leur extrémité, une traverse supérieure 22 et à leur autre extrémité, une traverse inférieure 23. A la jonction des branches 21A, 21B et de la traverse supérieure 22, il y a deux appuis à perçages taraudés 24A, 24B pour fixer le vérin 3. Cette fixation du vérin 3 est complétée par deux appuis 25A, 25B également à perçages taraudés prévus sur les branches 21A, 21B en dessous des appuis 24A, 24B. La traverse inférieure 23 se termine de chaque côté par une patte 26A, 26B percée pour fixer le support 2 à la semelle 1 au droit du perçage 4 recevant l'obturateur 5. La traverse 23 est également munie d'un manchon de guidage 27 dépassant vers le bas par rapport à la surface d'appui de cette traverse 23 et se logeant dans un avant-trou 41 du perçage 4 recevant l'obturateur 5. Ce manchon de guidage 27 reçoit le piston 8 portant l'obturateur 5. Les branches 21A, 21B sont munies sensiblement en leur milieu, d'un perçage 28A, 28B pour l'axe de la came 6 (figure 4). Les figures 7 à 9 qui montrent une came 6, assemblée, vue séparément ; la came 6 se compose de deux parties 6A, 6B pratiquement symétriques par rapport au plan médian YY. Les parties 6A, 6B forment les deux branches de la section en U de la came 6. Elles sont constituées chacune par une plaque 61A, 61B en forme de cardioïde terminée par une branche transversale 62A, 62B ; ces deux branches se rejoignent dans le plan de symétrie YY de la came 6 qui est en même temps celui du support 2. La came 6 est réalisée en deux parties 6A, 6B pour faciliter l'assemblage du piston 8 guidant l'obturateur 5. Les deux parties 6A, 6B sont munies d'un perçage 63A, 63B ; le perçage 63A est précédé d'un lamage 631A et le perçage 63B est taraudé pour recevoir une vis d'assemblage 65 réunissant les deux parties 6A, 6B de la came 6. Les parties 6A, 6B comportent également un lamage 69A, 69B autour des per çages 63A, 63B pour recevoir une bague ou entretoise servant à positionner précisément les deux parties 6A, 6B de la came 6 (figure 7). Les parties 6A, 6B sont également munies d'un per çage 66A, 66B pour le passage de l'axe 9 de montage de la came 6. Cet axe 9 est logé par ailleurs dans les perçages 28A, 28B du support 2. Pour la liaison avec la tête de piston 7, la came 6 comporte deux perçages 67A, 67B dans ses parties 6A, 6B ; l'un des perçages 67A débouche sur la face extérieure par un lamage 671A alors que l'autre perçage 67B est taraudé sauf à l'endroit d'un lamage 671B du côté intérieur face ce lamage forme un épaule- ment pour un axe 10 (figures 1, 3) reliant la came à la tête du piston 7 du vérin 3 (ou à la tête de la tige de piston). Cet axe 10 présente une extrémité filetée vissée dans le taraudage 67B. Enfin, la came 6 comporte des lumières 68A, 68B de formes homologues, réalisées dans les parties 6A, 6B pour relier la came 6 au piston 8 ; ces lumières reçoivent les ergots 83A, 83B du piston 8 (voir figures 12 et 14) et servent à absorber la différence entre la trajectoire en arc de cercle de la came 6 pivotant autour de son axe 9 et la trajectoire rectiligne du piston 8 dans le manchon de guidage 27. Les figures 7 à 9 montrent également que le bras de levier du vérin par rapport à l'axe de pivotement de la came 6, c'est-à-dire la distance entre les axes du perçage 67A, 67B d'articulation de la tête du vérin et l'axe du perçage 66A, 66B du pivot de la came 6, est plus grand que l'axe des lumières 68A, 68B d'articulation de la tête de piston 7 et de l'axe de pivotement de la came 6. Le rapport de ces deux longueurs crée un effet démultiplicateur de course et inversement un effet amplificateur de force. Les figures 10 et 11 montrent la tête 7 de la tige de piston du vérin 3. Cette tête 7 est en forme d'anneau à trou oblong 71 celle elle est terminée par une tige filetée 72 pour être reliée au piston du vérin 3. Le trou oblong 71 est dirigé perpendiculairement à l'axe de la tige filetée 72 pour compenser la différence entre la trajectoire rectiligne de la tige du piston du vérin 3 et la trajectoire en arc de cercle de l'axe 10 porté par la came 6. L'épaisseur E de la tête 7 (figure 10) est sensiblement égale à l'écartement des faces intérieures des parties 6A, 6B de la came 6, de manière à guider la tête 7 dans la came 6 pendant le mouvement du dispositif de commande. Les figures 12 à 14 montrent le piston 8 portant l'obturateur 5 et le guidant. Le piston 8 est formé d'un corps cylindrique à section circulaire 81 logé et guidé dans le manchon 27 du support 2 ; la partie supérieure 82 du piston est munie de deux ergots 83A, 83B, coaxiaux pour le montage dans les lumières 68A, 68B de la came 6. La partie supérieure 82 présente des surfaces latérales parallèles 82A, 82B écartées d'une distance égale à l'écartement des faces intérieures des parties 6A, 6B de la came 6 (cet écartement correspond à l'écartement E). Le piston 8 est muni d'un perçage étagé dont la partie inférieure 811 a un diamètre plus grand que celui de la tige 51 de l'obturateur 5 pour compenser les effets de dilatation ; de même la partie supérieure 812 la partie supérieure 812 a un diamètre plus grand adapté à celui de la tête 52 de l'obturateur 5. L'obturateur 5 est glissé par le dessus dans le piston de guidage 7, comme le montre la figure 13. La tête 52 est maintenue axialement sans blocage avec un jeu fonctionnel permettant son déplacement radial dans le piston 8 par un bouchon 11 à corps 111 fileté ; le dessus du bouchon est muni d'un logement à six pans pour recevoir une clef alène (figures 13, 2) L'assemblage du dispositif de commande d'un obturateur de buse d'injection de matière plastique, tel que décrit ci-dessus, se fait comme suit Le piston 8 est monté entre les deux parties 6A, 6B de la came 6 elle-même alors assemblée par la vis 65 (figure 7). Puis la came 6 est montée entre les branches 21A, 21B du support 2 sur l'axe 9 après mise en place du piston 8 dans le manchon de guidage 27. On peut alors assembler le vérin 3 muni de sa tête 7, au support et à la came 6 par son axe 10. Le support 2, muni du vérin 3, se monte sur la semelle 1. L'obturateur peut se mettre en place à travers le piston de guidage 8 ; puis il est bloqué par le bouchon 11. Il ne reste plus qu'à brancher le vérin à sa source de fluide de commande, non représentée. Comme déjà indiqué en partie, les caractéristiques dimensionnelles du support et de la came et en particulier la longueur de la lumière et la distance entre cette lumière et l'axe de pivotement de la came ainsi que la distance séparant l'axe XX de la trajectoire de la tête de piston du vérin 3 et l'axe de pivotement 9 de la came sont choisies en fonction de la course de l'obturateur à commander ; cela permet d'adapter facilement le dispositif de commande à différents types d'obturateurs et de courses d'obturateurs sans avoir à intervenir directement sur la semelle du moule, mais en choisissant simplement les supports/cames appropriés. REVENDICATIONS 10) Dispositif de commande d'un obturateur de buse d'injection de matière plastique dans un moule, comprenant un vérin actionnant l'obturateur, dispositif caractérisé en ce qu' il comprend - un vérin (3) monté à plat par rapport à la semelle (1) à l'arrière du moule, - un support (2) formant équerre, fixé au niveau du perçage (4) recevant l'obturateur (5), ce support portant le vérin (3), - une came de renvoi d'angle (6), montée pivotante (10, 28A, 28B) sur le support (2), cette came étant, d'une part, reliée à la tête (7) du piston du vérin (3), et, d'autre part, à un piston de guidage (8) recevant l'obturateur (5), de manière à transmettre à l'obturateur (5) le mouvement du vérin (3). 20) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras de levier du point d'articulation de la tête (7) du piston du vérin (3) à l'axe de pivotement (10, 28A, 28B) de la came (6) est supérieur à celui du point d'articulation du piston de guidage (8) créant un effet multiplicateur de force. 30) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le vérin (3) est fixé à la semelle (1) ou au distributeur à travers la semelle (1) par l'intermédiaire du support (2). 40) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (2) est une pièce en forme de cadre comprenant deux branches latérales (21A, 21B) terminées à une de leur extrémité, par une traverse supérieure (22) munie d'appuis (24A, 24B) complétés par des appuis (25A, 25B) sur les branches (21A, 21B) du support pour recevoir le vérin (3), l'autre extrémité des branches étant reliée par une traverse inférieure (23) munie de pattes de fixation (26A, 26B) du support (2) sur la semelle (1) ainsi que d'un manchon de guidage (27) pour le piston (8) de l'obturateur, le support (2) recevant la came de renvoi (6) entre ses banches (21A, 21B) 50)Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le manchon de guidage (27) se prolonge en dessous de la surface d'appui de la traverse inférieure (23) pour venir dans un avant-trou (41) prolongé par le perçage recevant l'obturateur (5) dans la semelle (1). 60) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la came (6) est en deux parties (6A, 6B), symétriques, formées chacune d'une plaque (61A, 61B) terminée par une branche transversale (62A, 62B) respective se rejoignant pour l'assemblage de la came (6), les plaques (61A, 61B) comportant des perçages (66A, 66B) pour l'axe (9) de la came, lui-même (9) logé dans le support (2) (28A, 28B), des perçages (67A, 67B) pour l'axe (10) de la tête (7) du piston de vérin (3) et des perçages (68A, 68B) pour le piston de guidage (8) de l'obturateur (5), ces perçages, réalisés dans les deux parties (6A, 6B), étant coaxiaux. 70) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les perçages (68A, 68B) reliant la came (6) au piston de guidage (8) sont des lumières et le piston (8) comporte deux ergots coaxiaux (83A, 83B) dans ces lumières (68A, 68B) de la came (6). 8") Dispositif selon les revendications 1 et 4 prises en combinaison, caractérisé en ce que le piston (8) est formé d'un corps cylindrique circulaire (81) coulissant dans le manchon de guidage (27) du support (2) et d'une partie supérieure (82) à deux faces latérales (82A, 82B), parallèles, assurant le guidage du piston contre les faces intérieures de la came (6), le piston ayant un perçage étagé (811, 812) dont une partie (811) est de section correspondant à celle de la tige (51) de l'obturateur (5) alors que l'autre partie (812) a une section correspondant à celle de la tête (52) de l'obturateur (5), cette autre partie (812) du perçage étant fermée par un bouchon (11) venant sur la tête de l'obturateur. 90) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête (7) du piston du vérin (3) a une forme d'anneau traversé par un trou oblong (71), l'anneau se poursuivant par une tige filetée (72) pour relier la tête (7) au piston du vérin (3), l'axe du trou oblong (71) coupant celui du vérin (3) et le trou oblong (71) recevant l'axe (10) reliant la tête (7) à la came (6) .