Brevet FR3007316A1 — publié le 20141226

Dispositif pour la fabrication d'une pièce en plastique moulée et moule comprenant un tel dispositif La présente invention concerne un dispositif pour la fabrication d'une pièce en plastique moulée, ledit dispositif comprenant un sommier et un élément d'éjection de la pièce monté mobile par rapport au sommier, le sommier et l'élément d'éjection formant une partie d'un moule, l'élément d'éjection comprenant une première partie appliquée sur une première surface du sommier et destinée à former une face interne dudit moule, et une deuxième partie solidaire de la première partie et adaptée pour être appliquée sur une deuxième surface du sommier, la deuxième surface étant opposée à la première surface, le sommier comprenant un évidement formant une empreinte de réception de la deuxième partie de l'élément d'éjection. La présente invention concerne également un moule d'une pièce en plastique, comprenant un tel dispositif. La pièce en plastique est en particulier un élément de véhicule, notamment de véhicule automobile, comme par-exemple une peau de pare-chocs, une planche de bord ou autre. On connait un dispositif de fabrication du type précité. Le dispositif comprend des cales en acier rapportées sur la deuxième surface du sommier, ces cales délimitant entre elles l'évidement. Des tasseaux de renforcement du sommier sont également rapportés sur cette deuxième face. La deuxième partie de l'élément d'éjection est formée d'une plaque destinée à être reçue dans l'évidement. Toutefois, du fait des différents éléments rapportés et fixés sur le sommier, un tel dispositif présente une faible robustesse. Au cours des cycles de moulage successifs, un tel dispositif présente en effet des risques importants de fissure voire de casse. En outre, le dispositif présente un encombrement important. Pour pallier ce problème d'encombrement, le document EP 1 974 890 Al décrit un dispositif de fabrication, dans lequel l'évidement est ménagé directement dans le sommier, ce dernier étant formé d'une seule pièce de matière. L'élément d'éjection est formé d'une plaque sensiblement rectangulaire, l'évidement présentant une forme sensiblement parallélépipédique destinée à recevoir la plaque. Toutefois, du fait des dimensions de l'évidement, qui est agencé en regard d'une partie de la première surface du sommier formant une face interne du moule, le sommier est susceptible de se déformer localement au niveau de cette partie de la première surface, sous l'action du matériau plastique à l'intérieur du moule. Ceci conduit à des défauts d'aspect sur la pièce, tels que par exemple des traces de bavure, de tels défauts étant préjudiciables à l'aspect esthétique de la pièce. En outre, un tel dispositif présente une faible robustesse, du fait des dimensions importantes de l'évidement, fragilisant ainsi le sommier. Un des buts de l'invention est donc de proposer un dispositif pour la fabrication d'une pièce en plastique moulée, permettant d'obtenir une pièce ayant un aspect satisfaisant et d'améliorer la robustesse du dispositif, tout en conservant une compacité satisfaisante. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif pour la fabrication d'une pièce en plastique moulée du type précité, dans lequel la deuxième partie de l'élément d'éjection comporte une pluralité de branches définissant entre elles au moins une ouverture, l'empreinte formée par l'évidement présentant une forme complémentaire de celle des branches. Grâce à la présence de branches dans la deuxième partie de l'élément d'éjection, l'usinage de l'évidement complémentaire des branches dans le sommier requiert un retrait moindre de matière, comparativement aux usinages des évidements des dispositifs de fabrication de l'art antérieur. Ceci permet de renforcer localement le sommier et d'ainsi obtenir une meilleure résistance de ce dernier aux forces de pression générées par le matériau plastique dans le moule, conduisant ainsi à une plus grande robustesse du dispositif, ainsi qu'a une amélioration de la qualité et de l'aspect de la pièce obtenue après moulage. Suivant d'autres aspects avantageux de l'invention, le dispositif comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - le sommier présente au moins un ilot de matière, le ou chaque ilot de matière faisant saillie depuis la deuxième surface du sommier, le ou chaque ilot de matière présentant une forme complémentaire de celle de la ou d'une des ouverture(s) et s'étendant au travers de ladite ouverture ; - l'élément d'éjection comporte en outre des moyens de solidarisation de la deuxième partie de l'élément d'éjection sur la première partie de l'élément ; - les moyens de solidarisation comprennent au moins une tige fixée par une de ses extrémités à la première partie de l'élément d'éjection et par l'autre de ses extrémités à la deuxième partie de l'élément d'éjection, le sommier étant muni d'un orifice traversant depuis la première surface du sommier jusqu'à la deuxième surface pour le passage de la tige ; - le dispositif comporte au moins un actionneur formant un moyen de translation de l'élément d'éjection par rapport au sommier, l'actionneur étant fixé d'une part au sommier et d'autre part à la deuxième partie de l'élément d'éjection ; - le ou chaque actionneur est un vérin ; - la deuxième partie de l'élément d'éjection comprend un organe de fixation au vérin, l'organe de fixation définissant une forme sensiblement en U pour l'encliquetage d'une partie du vérin dans l'organe de fixation, l'organe de fixation et le vérin s'étendant à l'extérieur de l'évidement ménagé dans le sommier ; - le sommier est formé d'une seule pièce de matière ; et - l'empreinte présente une épaisseur supérieure à l'épaisseur des branches. L'invention a également pour objet un moule d'une pièce en plastique, ledit moule comportant un premier élément de formation de la pièce et un deuxième élément de formation de la pièce, les premier et deuxième éléments de formation délimitant entre eux une cavité présentant la forme de la pièce, dans lequel l'un parmi les premier et deuxième éléments de formation de la pièce est formé d'un dispositif tel que défini ci-dessus pour la formation de la pièce. Ces caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective éclatée du dispositif de fabrication selon l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective du dispositif de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe d'un moule comprenant le dispositif de fabrication de la figure 1, dans une première position du dispositif de fabrication correspondant au moulage d'une pièce dans le moule, et - la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 3, dans une deuxième position du dispositif de fabrication correspondant au démoulage de la pièce. Les figures 1 et 2 représentent un dispositif 10 pour la fabrication d'une pièce en plastique moulée. La pièce en plastique n'est pas représentée sur les figures pour des raisons de clarté. Le dispositif 10 comprend un sommier 12 et un élément d'éjection 14. L'élément d'éjection 14 est monté mobile par rapport au sommier 12 afin de pouvoir détacher la pièce en plastique du sommier 12 à l'issue de son moulage, comme détaillé par la suite. Le sommier 12 et l'élément 14 forment une partie d'un moule 16, visible sur les figures 3 et 4 et décrit par la suite. Dans l'exemple de réalisation des figures 3 et 4, le moule 16 est un moule d'injection et la pièce en plastique est moulée par injection d'un matériau d'injection dans le moule 16. En variante non représentée, la pièce en plastique est moulée par compression ou par thermo-compression, et le moule 16 est adapté à un tel moulage. Par sommier on entend toute pièce rigide destinée à former une partie fixe ou mobile d'un moule, comme connu en soi. Dans l'exemple de réalisation des figures 1 à 4, le sommier 12 est réalisé dans un matériau métallique, par exemple de l'acier. Le sommier 12 présente une première surface 18A s'étendant en regard de l'intérieur du moule 16, et une deuxième surface 18B opposée à la première surface 18A et s'étendant en regard de l'extérieur du moule 16. Dans l'exemple de réalisation des figures 1 à 4, le sommier 12 présente une forme sensiblement parallélépipédique et les surfaces 18A, 18B s'étendent sensiblement dans un même plan vertical. Le sommier 12 est muni d'un évidement 20 ménagé dans la face du sommier située à l'opposé de l'intérieur du moule 16. L'évidement 20 est destiné à recevoir une partie de l'élément d'éjection 14, comme décrit par la suite. L'évidement 20 définit une empreinte 21 dont le fond forme la deuxième surface 18B. L'évidement 20 délimite en outre au moins un îlot de matière 22. Dans l'exemple de réalisation des figures 1 à 4, l'évidement 20 délimite trois îlots de matière 22. Chaque îlot de matière 22 fait saillie depuis la deuxième surface 18B du sommier 12, et s'étend vers l'extérieur du moule 16, à l'écart de cette deuxième surface 18B. Chaque îlot de matière 22 permet de renforcer localement la rigidité structurelle du sommier 12. Chaque îlot 22 contribue ainsi à l'amélioration de la robustesse du dispositif 10. En outre, la rigidité structurelle du sommier 12 étant améliorée, ce dernier présente une plus grande résistance aux forces de poussée liées à l'injection du matériau d'injection dans le moule 16. Ceci permet de réduire les déformations locales du sommier 12 lors du moulage de la pièce, de telles déformations étant susceptibles de créer du jeu entre les éléments constitutifs du moule et d'entraîner des reflux d'air préjudiciables à l'aspect extérieur de la pièce une fois moulée. L'aspect de la pièce est ainsi amélioré, la pièce ne présentant notamment aucune trace de bavures. Le sommier 12 est muni en outre d'au moins un orifice 23. Comme illustré sur les figures 3 et 4, le sommier 12 est muni de deux orifices 23. Chaque orifice 23 est ménagé dans la première surface 18A du sommier 12 et débouche au niveau de sa deuxième surface 18B. Le sommier 12 est avantageusement formé en une seule pièce de matière. Ceci permet de réduire le nombre de pièces formant le dispositif de fabrication 10 et de réduire ainsi les coûts. En outre, cette caractéristique contribue à améliorer la compacité du dispositif 10. L'élément d'éjection 14 comprend une première partie 24, une deuxième partie 25, et des moyens 26 de solidarisation de la deuxième partie 25 à la première partie 24. La première partie 24 est appliquée sur la première surface 18A du sommier 12. La première partie 24 est destinée à former une face interne du moule 16, comme illustré sur les figures 3 et 4. Dans l'exemple de réalisation des figures 1 à 4, la première partie 24 est une cale d'éjection propre à conférer à la pièce en plastique une partie de sa forme extérieure. La cale d'éjection est par exemple sensiblement plane. La deuxième partie 25 comporte au moins deux branches 28. Dans l'exemple de réalisation des figures 1 à 4, la deuxième partie 25 comporte dix branches 28. Par branche on entend une partie pleine et rigide de la deuxième partie 25 s'étendant majoritairement selon une direction longitudinale qui forme sa plus grande dimension, cette dimension étant sensiblement supérieure, notamment supérieure d'un facteur au minimum égal à deux, à ses autres dimensions. La deuxième partie 25 définit ainsi sensiblement une forme de plaque filaire, comme représenté sur les figures 1 et 2. Le sommier 12 comprend en outre au moins un actionneur 30 et la deuxième partie 25 comprend au moins un organe 32 de fixation à l'actionneur 30. Comme représenté sur la figure 2, le sommier 12 comprend par exemple quatre actionneurs 30 et la deuxième partie 25 comprend par exemple quatre organes de fixation 32. Les quatre actionneurs 30 ne sont pas représentés sur la figure 1 pour des raisons de clarté. Chaque actionneur 30 s'étend à l'extérieur de l'évidement 20 et est avantageusement conformé comme un vérin, comportant de manière classique un corps de vérin et une tige de vérin. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, le corps de chaque vérin 30 est fixé à un des organes de fixation 32 et sa tige est fixée au sommier 12. En variante, la tige de chaque vérin 30 est fixée à un des organes de fixation 32 et son corps est fixé au sommier 12. En variante, chaque vérin est remplacé par tout moyen de translation de l'élément d'éjection 14 par rapport au sommier 12. Chaque organe de fixation 32 s'étend à l'extérieur de l'évidement 20 et est porté par une des branches 28. Dans l'exemple de réalisation des figures 1 et 2, chaque organe de fixation 32 définit une forme sensiblement en U pour permettre l'encliquetage du corps d'un vérin 30 dans l'organe 32. Cette caractéristique, combinée au positionnement des vérins 30 et des organes de fixation 32 à l'extérieur de l'évidement 20, permet avantageusement de faciliter l'accès aux vérins 30 par un opérateur. En outre, un tel mécanisme d'encliquetage des vérins 30 dans les organes 32 rend plus aisée la maintenance des vérins 30, en n'imposant pas à l'opérateur de démonter complètement les vérins en cas de remplacement de l'élément d'éjection 14. La forme de l'empreinte 21 du sommier 12 est complémentaire de celle des branches 28, comme illustré sur la figure 1. L'épaisseur de l'empreinte 21 est supérieure à l'épaisseur des branches 28, l'épaisseur étant prise dans la direction définie par la plus petite dimension du sommier 12. L'empreinte 21 est ainsi destinée à recevoir la deuxième partie 25 de l'élément d'éjection 14 et à permettre le déplacement de cette deuxième partie 25 au sein du sommier 12. La deuxième partie 25 est mobile entre une première position située à l'intérieur de l'empreinte 21, à l'écart de la deuxième surface 18B, comme illustré sur les figures 2 et 3, et une deuxième position correspondant à un contact direct avec la deuxième surface 18B, comme illustré sur la figure 4. Les branches 28 définissent entre elles au moins une ouverture 34. Dans l'exemple de réalisation des figures 1 à 4, les dix branches 28 définissent entre elles trois ouvertures 34. Les ouvertures 34 sont par exemple sensiblement de mêmes dimensions. Chaque îlot de matière 22 présente une forme complémentaire de celle des ouvertures 34 et s'étend au travers d'une des ouvertures 34. Les moyens de solidarisation 26 comprennent par exemple au moins une tige 36 de couplage entre la première partie 24 et la deuxième partie 25, comme illustré sur les figures 3 et 4. Dans l'exemple de réalisation des figures 1 à 4, les moyens de solidarisation 26 comprennent deux tiges de couplage 36. Chaque tige de couplage 36 est fixée par une de ses extrémités à la première partie 24 et par l'autre de ses extrémités à la deuxième partie 25, comme illustré sur les figures 3 et 4. Chaque tige de couplage 36 s'étend au travers d'un des orifices 23. Ainsi, la première partie 24 de l'élément d'éjection 14 est également rendue mobile, par solidarisation avec la deuxième partie 25, entre une première position correspondant au moulage de la pièce en plastique et dans laquelle la première partie 24 forme une face interne du moule 16, et une deuxième position correspondant au démoulage de la pièce. Dans l'exemple de réalisation des figures 1 à 4, l'élément d'éjection 14 est réalisé dans un matériau métallique, par exemple de l'acier. Les figures 3 et 4 représentent le moule 16 selon l'invention. Le moule 16 comprend le dispositif 10 pour la fabrication de la pièce en plastique. Le moule 16 comprend en outre un élément 42 de formation de la pièce. Dans l'exemple de réalisation des figures 3 et 4, le dispositif 10 forme une partie fixe du moule 16 et l'élément 42 forme une partie mobile de ce moule, apte à être écartée de la partie fixe après l'opération de moulage pour la récupération de la pièce plastique. En variante non représentée, le dispositif 10 forme la partie fixe du moule 16 et l'élément 42 forme la partie mobile de ce moule. Comme représenté sur la figure 3, le dispositif de formation 10 et l'élément de formation 42 délimitent entre eux une cavité 44, par exemple une cavité d'injection, la cavité 44 présentant la forme de la pièce finale. En fonctionnement, la pièce en plastique est d'abord moulée lors d'une première étape, par exemple par injection d'un matériau d'injection au sein de la cavité 44 du moule 16. Lors de cette première étape, la première partie 24 et la deuxième partie 25 de l'élément d'éjection 14 sont chacune dans leur première position, la deuxième partie 25 étant à l'écart de la deuxième surface 18B, comme illustré sur les figures 2 et 3. A l'issue de cette étape de moulage, après refroidissement de la pièce en plastique au sein du moule 16, l'élément de formation 42 est écarté du dispositif 10 par déplacement dans le sens de la flèche F de la figure 3. Lors d'une étape suivante, les actionneurs 30 déplacent l'élément d'éjection 14 par rapport au sommier 12, dans le sens de la flèche F de la figure 3. Sous l'action des actionneurs 30, la première partie 24 et la deuxième partie 25 de l'élément d'éjection 14 se déplacent depuis leur première position respective, illustrée sur les figures 2 et 3, jusqu'à leur deuxième position respective, illustrée sur la figure 4. La pièce en plastique est alors détachée du sommier 12, via le déplacement de l'élément d'éjection 14 par rapport au sommier 12, permettant ainsi sa récupération, par exemple par un bras robotisé non représenté sur les figures. Le dispositif 10 décrit ci-dessus permet d'obtenir une pièce en plastique moulée présentant un aspect satisfaisant, sans traces de bavure ni marques de moulage visibles sur la pièce. En outre, les caractéristiques structurelles du dispositif 10 selon l'invention lui confèrent une robustesse améliorée. Du fait de la complémentarité entre la forme de la deuxième partie 25 et l'empreinte 21 formée par l'évidement 20 ménagé dans le sommier 12, le dispositif 10 présente par ailleurs une compacité satisfaisante. REVENDICATIONS1.- Dispositif (10) pour la fabrication d'une pièce en plastique moulée, ledit dispositif (10) comprenant un sommier (12) et un élément (14) d'éjection de la pièce monté mobile par rapport au sommier (12), le sommier (12) et l'élément d'éjection (14) formant une partie d'un moule (16), l'élément d'éjection (14) comprenant une première partie (24) appliquée sur une première surface (18A) du sommier (12) et destinée à former une face interne dudit moule (16), et une deuxième partie (25) solidaire de la première partie (24) et adaptée pour être appliquée sur une deuxième surface (18B) du sommier (12), la deuxième surface (18B) étant opposée à la première surface (18A), le sommier (12) comprenant un évidement (20) formant une empreinte (21) de réception de la deuxième partie (25) de l'élément d'éjection (14), caractérisé en ce que la deuxième partie (25) de l'élément d'éjection (14) comporte une pluralité de branches (28) définissant entre elles au moins une ouverture (34), l'empreinte (21) formée par l'évidement (20) présentant une forme complémentaire de celle des branches (28). 2.- Dispositif (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sommier (12) présente au moins un ilot de matière (22), le ou chaque ilot de matière (22) faisant saillie depuis la deuxième surface (18B) du sommier (12), le ou chaque ilot de matière présentant une forme complémentaire de celle de la ou d'une des ouverture(s) (34) et s'étendant au travers de ladite ouverture (34). 3.- Dispositif (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément d'éjection (14) comporte en outre des moyens (26) de solidarisation de la deuxième partie (25) de l'élément d'éjection (14) sur la première partie (24) de l'élément (14). 4.- Dispositif (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation (26) comprennent au moins une tige (36) fixée par une de ses extrémités à la première partie (24) de l'élément d'éjection (14) et par l'autre de ses extrémités à la deuxième partie (25) de l'élément d'éjection (14), le sommier (12) étant muni d'un orifice (23) traversant depuis la première surface (18A) du sommier (12) jusqu'à la deuxième surface (18B) pour le passage de la tige (36). 5.- Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un actionneur (30) formant un moyen detranslation de l'élément d'éjection (14) par rapport au sommier (12), l'actionneur (30) étant fixé d'une part au sommier (12) et d'autre part à la deuxième partie (25) de l'élément d'éjection (14). 6.- Dispositif (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ou chaque actionneur (30) est un vérin. 7.- Dispositif (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la deuxième partie (25) de l'élément d'éjection (14) comprend un organe (32) de fixation au vérin (30), l'organe de fixation (32) définissant une forme sensiblement en U pour l'encliquetage d'une partie du vérin (30) dans l'organe de fixation (32), l'organe de fixation (32) et le vérin (30) s'étendant à l'extérieur de l'évidement (20) ménagé dans le sommier (12). 8.- Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le sommier (12) est formé d'une seule pièce de matière. 9.- Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'empreinte (21) présente une épaisseur supérieure à l'épaisseur des branches (28). 10.- Moule (16) d'une pièce en plastique, ledit moule (16) comportant un premier élément (10) de formation de la pièce et un deuxième élément (42) de formation de la pièce, les premier et deuxième éléments de formation (10, 42) délimitant entre eux une cavité (44) présentant la forme de la pièce, caractérisé en ce que l'un parmi les premier et deuxième éléments (10, 42) de formation de la pièce est formé d'un dispositif (10) pour la formation de la pièce conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.