Brevet FR2787380A1 — publié le 20000623

L'invention concerne une unité de plastification et d'injection pour des machines à mouler le caoutchouc par injection, comprenant un dispositif de fermeture Cl fonctionnement vertical et une injection centrale du mélange de caoutchouc fluide dans au moins un moule à injection qui contient le(s) empreinte(s) de moulage et dont les moitiés sont fixées respectivement à des plateaux inférieur et supérieur de montage de moule guidés sur des montants, l'un des plateaux de montage de moule étant apte à se mouvoir et l'unité de plastification étant constituée d'un cylindre de vis et d'un moyen d'entraînement de vis tournant ainsi que d'un dispositif d'alimentation en bandes de caoutchouc débouchant dans le cylindre de vis, et l'unité d'injection étant constituée d'un ou plusieurs cylindres à fluide sous pression qui déplacent en translation dans le cylindre de vis l'élément injectant la masse plastifiée à travers une buse dans la/les empreinte(s) de moulage, la buse étant reliée par un dispositif de déviation approprié au cylindre d'injection recevant la matière plastifiée. Dans l'état de la technique (par exemple DE-A-40 38 943) est décrite une unité de plastification et d'injection qui est disposée horizontalement au-dessus du plateau supérieur de montage de moule et, respectivement, au- dessus du dispositif de fermeture, de sorte que l'unité de plastification déborde d'un côté de la machine et l'unité d'injection de l'autre et que la buse d'injection est appliquée par le haut contre le canal de carotte ménagé dans le plateau supérieur de montage de moule. L'unité de plastification et d'injection décrite dans l'état de la technique fonctionne selon le principe "FiFo" (First In-First Out; premier entré, premier sorti), c'est-à-dire que le dispositif d'alimentation en bandes de caoutchouc est disposé dans le cylindre de plastification de façon que la plastification du mélange de caoutchouc par la vis de plastification s'effectue de l'arrière vers l'avant avant la pointe de la vis et que celle-ci accumule la quantité de mélange injectable nécessaire au coup d'injection en reculant dans le cylindre de plastification. En actionnant l'unité d'injection, la vis est ensuite déplacée vers l'avant et sert de piston d'injection pour la masse plastifiée, laquelle est injectée dans l'outil de moulage à travers la buse. La matière plastifiée en premier pénètre donc également la première dans l'empreinte de moulage. La géométrie d'une machine de ce type détermine une hauteur de montage correspondante pour l'unité de plastification et d'injection, ce qui oblige le préposé au réapprovisionnement en bandes de caoutchouc à monter sur une plate-forme pour atteindre l'ouverture du dispositif d'alimentation. Cela est compliqué, d'autant que cette personne doit travailler dans une position inconfortable les bras levés. En outre, les travaux d'entretien et de réparation sur l'unité de plastification et d'injection sont très longs et donc fastidieux. L'inconvénient majeur de ce dispositif connu réside cependant dans le fait que la distance parcourue par laI matière plastifiée depuis le cylindre d'injection à travers le plateau de montage de moule et le canal de carotte proprement dit du moule est très longue, de sorte que le processus de solidification peut débuter dès l'opération d'injection. Des mesures thermiques doivent donc être prises pour y remédier. Malgré tout, une buse aussi longue doit sans cesse être nettoyée à intervalles relativement courts. L'invention a donc pour but de concevoir une unité de plastification et d'injection du type indiqué dans l'entrée en matière, de façon à pouvoir réduire au maximum la distance d'injection de la matière plastifiée. Ce but est atteint par l'invention, en ce que l'unité de plastification et d'injection est disposée horizontalement, sa zone de buse se trouvant entre le plateau mobile de montage de moule et le plateau fixe de montage de moule à l'intérieur de l'espace de montage de moule, et fait ainsi fonction de support pour l'une des moitiés de moule. Étant donné que l'unité de plastification et d'injection est disposée directement sur l'outil de moulage, la distance entre le cylindre de plastification et la torpille appliquée contre l'outil de moulage est beaucoup plus courte que dans le dispositif connu. Comme l'unité de plastification et d'injection selon l'invention se trouve de toute façon sous le plateau supérieur de montage de moule, l'accès du préposé au dispositif d'alimentation en bandes de caoutchouc est plus aisé. En outre, elle est plus facilement accessible pour les travaux d'entretien et de nettoyage, ce qui bien sûr est aussi vrai pour la pose et la dépose du dispositif. Le canal de buse étant court, les inconvénients précités ne se produisent pas lors du transport de la matière plastifiée dans l'outil de moulage. Conformément à l'invention, il existe trois points d'implantation possibles. L'unité de plastification et d'injection peut être disposée sur le plateau supérieur fixe de montage de moule, de façon à réaliser une injection centrale par le haut dans l'outil de moulage. Dans ce cas, le dispositif de fermeture se trouve dans la zone inférieure de la machine. Il se compose par exemple d'un cylindre à fluide sous pression qui applique le plateau inférieur de montage de moule contre le plateau supérieur fixe de montage de moule. Une deuxième possibilité consiste à disposer l'unité de plastification et d'injection sur le plateau inférieur fixe de montage de moule. Dans ce cas, le plateau supérieur de montage de moule est appliqué contre le plateau inférieur fixe de montage de moule au moyen d'un cylindre à fluide sous pression. Selon une troisième possibilité, il est prévu que l'unité de plastification et d'injection est montée avec la possibilité de se déplacer verticalement entre les plateaux supérieur et inférieur de montage de moule, le déplacement vertical de l'unité étant assuré par au moins deux cylindres à fluide sous pression qui prennent appui sur le plateau supérieur fixe de montage de moule. Cette configuration donne à la machine à mouler par injection encore plus de souplesse puisque la position de l'unité de plastification et d'injection peut être modifiée de manière simple à l'aide du cylindre à fluide sous pression. Le principal avantage de cette troisième solution réside toutefois en ce que l'unité de plastification et d'injection peut comporter deux buses opposées qui débouchent respectivement dans le canal de carotte d'une moitié de moule fixée à l'unité et d'une moitié de moule fixée au dessous de cette unité. Il est donc possible de remplir deux outils de moulage superposés à l'aide d'une seule et même unité de plastification et d'injection. De préférence, la même unité de plastification et: d'injection est utilisée pour les trois possibilités. Pour réaliser les deux premières possibilités, l'un des deux canaux de buses opposées est remplacé par un goujon d'obturation. Pour l'isolation thermique de la zone de plastification et de buse, des plaques thermoisolantes sont prévues sur le dessus et le dessous de l'unité de plastification et d'injection. Il est prévu que la plaque thermoisolante soit disposée entre l'unité et une plaque de fixation servant de support: de moitié de moule, la plaque thermoisolante comme la plaque de fixation étant pourvues d'orifices alignés pour le passage du mélange de caoutchouc fluide. Dans l'agencement conforme aux deux premières possibilités, une plaque thermoisolante supplémentaire isole la zone de plastification et de buse par rapport au plateau de montage de moule correspondant. Il est également prévu que la (les) torpille(s) peut (peuvent) être appliquée(s) contre le moule à l'aide de ressorts précontraints et par la pression intérieure régnant dans le canal de buse. Lors de la mise en contact: de la torpille, on obtient ainsi l'effet d'étanchéité nécessaire à l'opération d'injection. L'invention va maintenant être décrite plus en détails en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1: est une vue de côté d'une machine à mouler le caoutchouc par injection avec une unité de plastification et d'injection selon une première possibilité de conception (représentée partiellement écorchée), la figure 2: est une vue de côté d'une machine à mouler le caoutchouc par injection avec une unité de plastification et d'injection selon une deuxième possibilité de conception (représentée partiellement écorchée), la figure 3: illustre la zone de plastification et de buse d'une unité de plastification et d'injection (en coupe partielle) de la figure 1, la figure 4: illustre l'unité de plastification et d'injection de la figure 1, la figure 5: illustre l'unité de plastification et: d'injection de la figure 4 en vue de dessus, la figure 6: est une vue de côté de la machine à mouler le caoutchouc par injection avec une unité de plastification et d'injection selon une troisième possibilité de conception (représentée partiellement écorchée), la figure 7: illustre la zone de plastification et de buse d'une unité de plastification et: d'injection (en coupe partielle) de la figure 6, la figure 8: illustre l'unité de plastification et d'injection selon la figure 6 (sans cylindre de déplacement). Sur les figures 1 à 8, les mêmes éléments sont désignés par les mêmes repères numériques. Les figures 1, 2 et 6 représentent chacune une machine ci mouler le caoutchouc par injection avec une unité de plastification et d'injection selon l'invention, désignée dans son ensemble par le repère 1. La machine à mouler par injection se compose d'un socle de machine 2 sur lequel sont disposés verticalement des montants 3 sur lesquels sont guidés deux plateaux de montage de moule 4 et 5. Sur la figure 1, le plateau inférieur de montage de moule 4 est guidé de manière coulissante sur les montants 3, le mouvement de fermeture de ce plateau de montage de moule 4 étant engendré par un cylindre à fluide sous pression 6. Le plateau supérieur de montage de moule 5 est monté fixe. Au-dessous du plateau supérieur de montage de moule 5 est disposée l'unité de plastification et d'injection 1. Sur le dessous de l'unité de plastification et d'injection] est assujettie une plaque de fixation 7 sur laquelle peut: à son tour être montée une moitié d'un outil de moulage non représenté. L'autre moitié de l'outil de moulage est fixée à une plaque de fixation correspondante 7' assujettie au plateau mobile de montage de moule 4. Au centre de la plaque supérieure de fixation 7 est ménagé un orifice 8 que traverse la torpille 9 de la buse d'injection désignée dans son ensemble par le repère 10. L'unité de plastification et d'injection 1 se compose d'une unité de plastification 11 comportant un cylindre de plastification 12 associé à une vis de plastification 13 qui tourne à l'intérieur et peut s'y déplacer axialement et qui plastifie la matière première introduite par l'intermédiaire du dispositif d'alimentation en bandes de caoutchouc non représenté et la pousse dans le cylindre d'injection 14 de l'unité d'injection 11 d'o elle est injectée dans la cavité de moule à travers la buse 10 au moyen de la vis à déplacement axial 13. Ce dispositif fonctionne selon le procédé "First In-First Out". Comme le montrent plus clairement les figures 4 et 5, le déplacement axial de la vis 13 est engendré par un cylindre à fluide sous pression 15 qui est monté sur le côté opposé à l'unité de plastification. Un agencement de ce type étant connu en soi, il ne sera pas décrit en détail. Comme le montre la figure 3, la zone de buse présente la structure suivante: à partir de l'orifice débouchant du cylindre d'injection 14 s'étend à angle droit vers le haut et vers le bas un canal de buse 16 dont la partie supérieure est fermée par un goujon d'obturation 17. La partie inférieure du canal de buse 16 débouche dans une torpille 9 qui est supportée élastiquement à l'aide de ressorts coniques 18. Le mode de réalisation de la figure 3 est utilisé pour la première possibilité de conception représentée sur la figure 1. En cas d'utilisation de l'unité de plastification et d'injection 1 pour la deuxième possibilité de conception de la figure 2, la torpille 18 et le goujon d'obturation 17 sont permutés. Pour la protection thermique de la zone de plastification et de buse, des plaques thermoisolantes 19 pourvues d'un orifice central sont prévues sur le dessus et le dessous de l'unité de plastification et d'injection. Comme le montrent les figures 1, 2 et 6, l'unité de plastification et d'injection 1 sert à chaque fois de support pour une moitié de moule. À cet effet, l'unité de plastification et d'injection 1 est munie de la plaque de fixation 7 sur le côté correspondant (dessous ou dessus). La figure 2 représente une deuxième possibilité de conception de la zone de montage de l'unité de plastification et d'injection 1. L'unité de plastification et d'injection 1 se trouve sur le plateau inférieur fixe de montage de moule 5, tandis que le plateau supérieur de montage de moule 4 peut coulisser au moyen d'un cylindre à fluide sous pression 6 qui prend appui sur un plateau d'extrémité 20. La figure 6 représente une troisième possibilité de conception de la zone de montage de l'unité de plastification et d'injection. Celle-ci se trouve désormais entre les plateaux supérieur et inférieur de montage de moule 4, 5, avec la possibilité d'être déplacée verticalement à l'aide de cylindres à fluide sous pression 21. Les cylindres à fluide sous pression 21 prennent appui sur le plateau supérieur fixe de montage de moule 5. Dans son principe, l'unité de plastification et d'injection 1 est conçue exactement comme celle représentée sur les figures 1 et 2, sauf que les deux parties de canal de buse 16 sont pourvues d'une torpille 9. Aussi bien sur le dessous que sur le dessus de l'unité de plastification et d'injection 1 est prévue une plaque de fixation 7 sur laquelle peut être montée une moitié d'un outil de moulage. Cette unité de plastification et d'injection 1 est ainsi en mesure de remplir simultanément deux outils de moulage. L'opération de fermeture est ainsi conçue que les deux outils de moulage sont fermés par l'actionnement des cylindres à fluide sous pression 21 et du cylindre à fluide sous pression 6. Cette troisième possibilité de conception d'une unité de plastification et d'injection 1 est représentée en détail sur les figures 7 et 8. Selon son point d'implantation, l'unité de plastification et d'injection 1 selon l'invention autorise un mode d'injection aussi bien central par le haut, central par le bas que central par le milieu et ce, avec une mise en oeuvre minime pour changer de point d'implantation. l1 REVENDICATIONS 1. Unité de plastification et d'injection pour des machines à mouler le caoutchouc par injection, comprenant un dispositif de fermeture à fonctionnement vertical et une injection centrale du mélange de caoutchouc fluide dans au moins un moule à injection qui contient le(s) empreinte(s) de moulage et dont les moitiés sont fixées respectivement à des plateaux inférieur et supérieur de montage de moule guidés sur des montants, l'un des plateaux de montage de moule étant apte à se mouvoir et l'unité de plastification étant constituée d'un cylindre de vis et d'un moyen d'entraînement de vis tournant ainsi que d'un !5 dispositif d'alimentation en bandes de caoutchouc débouchant dans le cylindre de vis, et l'unité d'injection étant constituée d'un ou plusieurs cylindres à fluide sous pression qui déplacent en translation dans le cylindre de vis l'élément injectant la masse plastifiée à travers une buse dans la/les empreinte(s) de moulage, la buse étant reliée par un dispositif de déviation approprié au cylindre d'injection recevant la matière plastifiée, caractérisée en ce que l'unité de plastification et d'injection (1) est disposée horizontalement, sa zone de buse (9, 10, 14) se trouvant entre le plateau mobile de montage de moule (4) et le plateau fixe de montage de moule (5) à l'intérieur de l'espace de montage de moule, et fait ainsi fonction de support pour l'une des moitiés de moule. 2. Unité de plastification et d'injection selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'unité de plastification et d'injection (1) est disposée sur le plateau supérieur fixe de montage de moule (5). 3. Unité de plastification et d'injection selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'unité de plastification et d'injection (1) est disposée sur le plateau inférieur fixe de montage de moule (5). 4. Unité de plastification et d'injection selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'unité de plastification et d'injection (1) est montée avec la possibilité de se déplacer verticalement entre les plateaux supérieur (5) et inférieur (4) de montage de moule, le déplacement vertical de l'unité (1) étant assuré par au moins deux cylindres à fluide sous pression (21) qui prennent appui sur le plateau supérieur fixe de montage de moule (5). 5. Unité de plastification et d'injection selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'unité de plastification et d'injection (1) comporte deux buses opposées (10) qui débouchent respectivement dans le canal de carotte d'une moitié de moule fixée à l'unité (1) et d'une moitié de moule fixée au dessous de l'unité (1). 6. Unité de plastification et d'injection selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'une des buses (16) peut être remplacée par un goujon d'obturation (17). 7. Unité de plastification et d'injection selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'une plaque thermoisolante (19) est prévue respectivement sur le dessus et sur le dessous de l'unité de plastification et d'injection (1). 8. Unité de plastification et d'injection selon la revendication 7, caractérisée en ce que la plaque thermoisolante (19) est disposée entre l'unité (1) et une plaque de fixation (7, 7') servant de support de moitié de moule, la plaque thermoisolante (19) comme la plaque de fixation (7) étant pourvues d'orifices alignés (8) pour le passage du mélange de caoutchouc fluide. 9. Unité de plastification et d'injection selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la (les) torpille(s) (9) peut (peuvent) être appliquée(s) contre le moule à l'aide de ressorts précontraints (18) et par la pression intérieure régnant dans le canal de buse (16).