Brevet FR2919516A1 — publié le 20090206

La présente invention concerne un système et un procédé de moulage de pièces constitutives d'un distributeur de produit fluide. Dans les moules d'injection thermoplastique, les formes des différentes parties du distributeur sont réalisées aux moyens d'éléments moulants : empreinte, noyau, broche, poinçon, insert, etc. Ces éléments sont généralement réalisés en acier. Ces éléments moulants peuvent être mobiles ou non dans le moule. Ils sont soit taillés dans la masse soit rapportés. Certains de ces éléments peuvent casser durant le moulage. Cette casse conduit à des produits non conformes, sans toutefois interrompre le processus automatique de moulage, ce qui conduit à une production en série de pièces non conformes. Un mouvement incomplet d'une partie moulante mobile peut également conduire à des produits non conformes. Ce mouvement incomplet peut créer un surplus de matière plastique qui rend le produit inutilisable. Quelques exemples rencontrés le plus fréquemment lors du moulage des différentes parties d'un distributeur de produit fluide et aboutissant à des non-conformités sont représentés sur les figures la à ld. Ces non-conformités peuvent être liées à la fragilité des éléments moulants utilisés. Par exemple, pour réaliser un orifice de sortie 10 d'un poussoir nasal 1, un poinçon 40 fin et fragile est utilisé (figure la). Il y a donc un risque que le poussoir soit bouché si le poinçon se casse ou si son mouvement est incomplet. Un autre exemple de non-conformité est lié à la réalisation d'une soupape 2 de valve, notamment de valve doseuse, ou d'une soupape 20 de pompe, (figures lb à ld), qui nécessite le contact entre un noyau central 3 et une broche latérale mobile 4 (montée sur chariot). La broche latérale 4 est d'autant plus fragile que cette dernière a un diamètre faible. De plus, il peut s'avérer difficile de réaliser la portée entre le noyau central ou broche axiale 3 et la broche latérale mobile ou broche radiale 4. Dans ces deux cas, le risque est grand d'obtenir un produit non fonctionnel et donc inutilisable. Le mouvement incomplet de la broche latérale mobile crée un surplus de matière plastique et donc un trou radial bouché (non débouchant), rendant la soupape inutilisable. L'expérience montre que malgré toutes les précautions prises pour limiter les perturbations et l'imprévu (réglage, choix des fournisseurs de matériaux, précision et réalisme des simulations, qualité des machines existantes, qualité de l'outillage, compétence des opérateurs), des fluctuations ou des dérives restent inévitables compte tenu de la sensibilité importante de certains paramètres physiques essentiels du procédé à des variations indécelables en milieu industriel. Et dans beaucoup de cas, ces ruptures ou mouvements incomplets des éléments moulants ne sont pas détectés à un stade suffisamment précoce pour éviter qu'ils ne posent de sérieux problèmes sur toute une production. Le but de la présente invention est de fournir un système et un procédé de moulage d'un distributeur de produit fluide qui ne reproduit pas les inconvénients susmentionnés de l'état de la technique. La présente invention a ainsi pour but de fournir un système et un procédé de moulage de diverses pièces constitutives d'un distributeur de produit fluide, où l'on peut prévenir, et/ou arrêter et/ou corriger l'apparition de non-conformités. La présente invention a également pour but de fournir un système et un procédé de moulage qui soit simple et peu coûteux. La présente invention a donc pour objet un système de moulage de pièces constitutives d'un distributeur de produit fluide, ledit système comprenant au moins un moule contenant des éléments moulants mobiles et/ou fixes dans le moule, ledit système comprenant des moyens de détection de paramètres desdits éléments moulants mobiles et/ou fixes, lesdits moyens de détection étant activés avant et/ou pendant et/ou après le moulage. Avantageusement, un desdits paramètres est la position d'au moins un élément moulant. Avantageusement, un desdits paramètres est la portée entre au moins deux desdits éléments moulants. Avantageusement, un desdits paramètres est le contact entre au moins deux desdits éléments moulants. Avantageusement, un desdits paramètres est le mouvement d'au moins un élément moulant mobile. Avantageusement, un desdits paramètres est la rupture/casse d'au moins un élément moulant. Avantageusement, lesdits moyens de détection comprennent au moins un des contrôleurs suivants : - contrôleur de la résistance électrique entre au moins deux desdits éléments moulants ; - contrôleur de la pression de contact ; - contrôleur optique ; - contrôleur magnétique ; - contrôleur par bouchage de débit d'air. Avantageusement, le système comprend en outre une presse et/ou une commande du système de moulage, ledit système comprenant des moyens d'interfaçage entre le moule et la presse et/ou entre le moule et la commande du système de moulage. Avantageusement, ledit système comprend des moyens d'interruption automatique du processus de moulage en réponse à une détection non conforme. Avantageusement, le système comprend en outre des moyens de signalisation d'une détection non conforme. Avantageusement, lesdits éléments moulants sont taillés dans la masse du moule et/ou sont des éléments rapportés. Avantageusement, lesdits éléments moulants comprennent au moins l'un des éléments suivants : empreinte, noyau, broche, poinçon, insert. Avantageusement, lesdits moyens de détection sont au moins partiellement implantés dans le moule et/ou lesdits éléments moulants. La présente invention a également pour objet un procédé de moulage de pièces constitutives d'un distributeur de produit fluide, comprenant au moins une étape de détection utilisant un système tel que défini ci-dessus. Avantageusement, le procédé comprend au moins une des étapes suivantes : -contrôler la résistance électrique entre au moins deux desdits éléments moulants, après avoir isolé électriquement les autres éléments du reste du moule ; - contrôler la pression de contact, en utilisant des jauges de contrainte et/ou des capteurs de pression et/ou des capteurs piézo-électriques ; - contrôler optiquement le contact entre au moins deux desdits éléments moulants ; - faire un contrôle magnétique, en incluant au moins un aimant dans un desdits éléments moulants ; Io - faire un contrôle par bouchage de débit d'air. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement au cours de la description détaillée suivante, faite en référence aux dessins joints, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : 15 - les figures la à ld montrent des exemples de problèmes (déjà décrits) pouvant survenir lors de moulages de différentes parties d'un distributeur de produit fluide, et donnant naissance à des non-conformités, - la figure 2 est une vue schématique en section montrant des moyens de 20 détection de paramètres du système de moulage selon un premier mode de réalisation de la présente invention, - la figure 3 est une vue schématique en section montrant des moyens de détection de paramètres du système de moulage selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention, et 25 - la figure 4 est une vue schématique en section montrant des moyens de détection de paramètres du système de moulage selon un troisième mode de réalisation de la présente invention. L'invention s'applique aux distributeurs de produit fluide, en particulier ceux comprenant notamment une tête de pulvérisation, un poussoir nasal 1, 30 et/ou une soupape 2, 20. Pour leur fabrication, ces différents composants nécessitent d'utiliser un système de moulage comprenant au moins un moule installé sur une presse d'injection plastique (non représentés sur les dessins). La presse est généralement connectée à une commande 6 du procédé de moulage. Le système de moulage desdits composants du distributeur comprend en outre des éléments moulants 3, 4, tels que des poinçons, inserts, et broches, relativement longs et fins, susceptibles de casser à l'intérieur du moule, qu'ils soient mobiles ou fixes dans le moule du système de moulage. Aussi, afin de détecter et de signaler ce type de défaut (rupture d'un élément moulant ou même rupture de contact entre ces éléments moulants pendant la production), le système de moulage selon l'invention comprend des moyens de détection 5a, 5b, 5', 5" de paramètres desdits éléments moulants. Ces moyens de détection peuvent être implantés ou non dans le moule. Ces moyens de détection peuvent être activés avant et/ou pendant et/ou après le moulage. Avantageusement, les paramètres pouvant être détectés par le système de moulage selon l'invention sont la position des divers éléments moulants, la portée entre des éléments moulants, le contact entre ceux-ci, le mouvement des éléments moulants mobiles, et/ou la rupture ou casse des divers éléments moulants mobiles ou fixes dans le moule. Lesdits moyens de détection selon l'invention peuvent être de différents types et peuvent se baser par exemple sur un contrôle de la résistance électrique, un contrôle de la pression de contact, un contrôle optique, un contrôle magnétique, un contrôle de débit d'air, ou tout autre type de contrôle équivalent susceptible de détecter un mauvais contact, une casse ou autre paramètre non conforme. Les figures 2 à 4 montrent trois exemples de modes de réalisation de l'invention, dans le cas d'une soupape de valve, où des paramètres, notamment de contact, entre la broche axiale 3 (suivant l'axe de la soupape) et une broche latérale 4 ou radiale sont détectés de plusieurs façons, respectivement par détection de déplacement sur la figure 2, par mesure de la résistance électrique sur la figure 3 et par mesure de débit d'air sur la figure 4. En se référant à la figure 2, des paramètres géométriques des broches peuvent être détectés et/ou calculés, par exemple à l'aide de capteurs de position. Les capteurs mécaniques de position, appelés aussi interrupteurs de position, sont employés dans les systèmes automatisés pour assurer la fonction de détecter les positions. On parle aussi de détecteurs de présence. Ils peuvent être réalisés à base de microcontacts placés dans un corps de protection et muni d'un système de commande ou tête de commande. Avantageusement, le système de moulage selon l'invention comprend l'utilisation de détecteurs de proximité inductifs. Ce type de capteur est généralement réservé à la détection sans contact d'objets métalliques. La broche est donc à proximité du capteur mais pas en contact contrairement à un détecteur de position. Les détecteurs inductifs sont donc particulièrement bien adaptés à la détection d'objets fragiles. Ce sont des détecteurs statiques qui peuvent être entièrement encapsulés dans de la résine (étanche). La technologie des détecteurs de proximité inductifs est basée sur la variation d'un champ magnétique à l'approche d'un objet conducteur du courant électrique, tel qu'une broche. Le système de moulage selon l'invention peut bien entendu utiliser tout autre type de capteur de position existant (détecteurs capacitifs, détecteurs de proximité photoélectriques, interrupteurs à lame souple...). Par exemple, les détecteurs capacitifs présentent l'avantage de pouvoir détecter à courte distance la présence de tous types d'objets. L'élément moulant est donc là aussi à proximité du capteur et pas en contact, contrairement à un capteur mécanique classique. La technologie des détecteurs de proximité capacitifs est basée sur la variation d'un champ électrique à l'approche d'un objet quelconque. Ces capteurs de position sont avantageusement reliés à un système de commande 6, capable de calculer avant, pendant, et/ou après le moulage, des valeurs de paramètres de positionnement des broches. Les broches axiale 3 et latérale 4 sont pourvues de détecteurs de position respectifs 5a et 5b, signalant la position de chaque broche au système de commande 6. A partir de cette information sur la position et/ou la géométrie des broches 3 et 4, le système de commande 6 calcule divers paramètres, tels que la portée et le point de contact entre les deux broches. Les valeurs obtenues peuvent être utilisées en association avec des valeurs de référence souhaitées de ces paramètres. Selon l'invention, un paramètre détecté non conforme va alors interrompre le procédé de moulage, et/ou déclencher un signal, et/ou la commande va réaliser directement des ajustements des conditions (de réglage) de départ, avant que la soupape ou partie de soupape suivante ne soit produite. En référence à la figure 3, des paramètres géométriques des broches peuvent être détectés et/ou calculés grâce à des mesures de résistance électrique. Pour cela, le système de moulage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, utilise des capteurs résistifs pour mesurer le déplacement des broches. Les capteurs résistifs utilisent le principe du montage potentiométrique permettant d'obtenir une relation directe entre déplacement et tension. Le contrôle de la résistance électrique entre deux éléments du moule se fait sous réserve d'isoler lesdits éléments du reste du moule. Une piste résistive est placée sur la partie fixe d'un capteur et une partie opérative mécanique entraîne un curseur qui se déplace sur celle-ci. Ainsi, la résistance entre un point fixe et la partie mobile du potentiomètre est fonction de la position à mesurer. L'élément sensible peut comporter un support sur lequel est déposée une pâte résistive qui incorpore un liant plastique et du carbone (cas des capteurs à piste résistive) ou un bobinage résistif (cas des capteurs à fil résistif). Cet élément sensible peut être rapporté soit à l'intérieur d'une jupe cylindrique pour constituer un potentiomètre rotatif, soit fixé sur un support plat pour réaliser un capteur de déplacement rectiligne. Ces capteurs sont très économiques, et d'une mise en oeuvre aisée. Ils sont donc très bien adaptés à la détermination de la position d'une broche mobile dans un moule d'injection thermoplastique. Selon un troisième mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 4, le contact entre les broches peut encore être contrôlé par mesure de débit ou pression d'air. Un jet d'air est envoyé à l'intérieur de la broche axiale creuse, tandis que la broche latérale mobile en contact sert de bouchon renvoyant le jet d'air selon une pression d'air caractéristique du contact. Les trois modes de réalisation de l'invention ne montrent évidemment que des exemples de moyens de détection possibles de paramètres des éléments moulants parmi les divers moyens de détection possibles existants pouvant s'adapter au système selon l'invention. Par exemple, il est également possible de contrôler la pression de contact en utilisant des jauges de contrainte, des capteurs de pression, des capteurs piézo-électriques ou bien de contrôler optiquement ce contact, ou encore de faire un contrôle magnétique, au moyen d'au moins un aimant intégré dans un des éléments moulants...Différents types de moyens de contrôle et de détection peuvent bien entendu être utilisés en combinaison. Selon la facilité d'intégration des capteurs au niveau des éléments moulants, la compatibilité des capteurs avec les matériaux de moulage, et les besoins de précision de la détection, le système de moulage selon l'invention utilisera ou non des moyens de détection à distance, les capteurs pouvant rester à l'extérieur du moule, ou être intégrés dans des éléments moulants, ou encore fixés sur des éléments moulants. Avantageusement, le système selon l'invention comprend des moyens d'interfaçage entre le moule et la presse et/ou entre le moule et la commande du système de moulage. Interfacer le moule et la presse permet d'optimiser la surveillance du procédé de moulage selon l'invention. Le système selon l'invention peut également comprendre des moyens d'interruption automatique du processus de moulage en réponse à une détection non conforme, ainsi que des moyens de signalisation d'une détection non conforme. Cela permet de suivre en temps réel l'endommagement des éléments moulants de façon à prévenir des ruptures, qui seraient catastrophiques si elles conduisaient à une production complète de non conformités. Le système de moulage de l'invention permet ainsi d'assurer une correction en continu de certains paramètres des éléments moulants tout en diminuant les quantités de produits non conformes et d'énergie dépensée. L'utilisation du système et du procédé selon l'invention conduit donc à se rapprocher de plusieurs objectifs tels que l'absence de rebuts et l'amélioration de la reproductibilité, ceci en préservant un niveau de qualité et de précision optimum des pièces complexes fabriquées et en maîtrisant les coûts de production. La présente invention a été décrite en référence à des modes de réalisation avantageux de celle-ci, mais il est entendu que diverses modifications peuvent y io être apportées sans sortir du cadre de la présente invention tel que défini par les revendications annexées. Revendications 1.- Système de moulage de pièces constitutives d'un distributeur de produit fluide, ledit système comprenant au moins un moule contenant des éléments moulants mobiles et/ou fixes (3, 4) dans le moule, ledit système étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détection (5a, 5b, 5', 5") de paramètres desdits éléments moulants mobiles et/ou fixes, lesdits moyens de détection étant activés avant et/ou pendant et/ou après le moulage. 2.- Système selon la revendication 1, dans lequel un desdits paramètres est la position d'au moins un élément moulant. 3.- Système selon la revendication 1 ou 2, dans lequel un desdits paramètres est la portée entre au moins deux desdits éléments moulants. 4.- Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un desdits paramètres est le contact entre au moins deux desdits éléments moulants. 5.- Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un desdits paramètres est le mouvement d'au moins un élément moulant mobile. 6.- Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un desdits paramètres est la rupture/casse d'au moins un élément moulant. i0 20Il 7.- Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens de détection comprennent au moins un des contrôleurs suivants : - contrôleur de la résistance électrique entre au moins deux desdits 5 éléments moulants ; - contrôleur de la pression de contact ; -contrôleur optique ; - contrôleur magnétique ; - contrôleur par bouchage de débit d'air. i0 8.- Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système comprend en outre une presse et/ou une commande (6) du système de moulage, ledit système comprenant des moyens d'interfaçage entre le moule et la presse et/ou entre le moule et la 15 commande du système de moulage. 9.- Système selon la revendication 8, comprenant des moyens d'interruption automatique du processus de moulage en réponse à une détection non conforme. 10.- Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de signalisation d'une détection non conforme. 25 11.- Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdits éléments moulants sont taillés dans la masse du moule et/ou sont des éléments rapportés. 12.- Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, 30 dans lequel lesdits éléments moulants comprennent au moins l'un des éléments suivants : empreinte, noyau, broche, poinçon, insert. 10 15 20 13.- Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection sont au moins partiellement implantés dans le moule et/ou lesdits éléments moulants. 14.- Procédé de moulage de pièces constitutives d'un distributeur de produit fluide, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape de détection utilisant un système selon l'une quelconque des revendications précédentes. 15.- Procédé selon la revendication 14, comprenant au moins une des étapes suivantes : - contrôler la résistance électrique entre au moins deux desdits éléments moulants, après avoir isolé électriquement les autres éléments du reste du moule ; - contrôler la pression de contact, en utilisant des jauges de contrainte et/ou des capteurs de pression et/ou des capteurs piézo-électriques ; - contrôler optiquement le contact entre au moins deux desdits éléments moulants ; - faire un contrôle magnétique, en incluant au moins un aimant dans un desdits éléments moulants ; - faire un contrôle par bouchage de débit d'air. 25 * * *