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La présente invention a pour objet une machine pour mouler des têtes en matière thermoplastique sur des corps tubulaires, du type comprenant une tête d'injection et plusieurs moules disposés sur un dispositif d'in- dexage destinés à être présentés tour à tour sous ladite tête en vue de leur remplissage.
La machine selon l'invention est caractérisée en ce que ces mou- les sont formés chacun d'un poinçon prévu pour supporter le corps tubulai- re et d'une matrice présentant un conduit d'injection destinée, en position de fermeture du moule, à coiffer le poinçon pour enserrer l'extrémité du corps tubulaire et délimiter une cavité de forme destinée à être remplie par la matière injectée, lesdits poinçon et matrice étant axialement mobi- les par rapport au mécanisme d'indexage et les moules étant amenés en posi- tion fermée sous la tête d'injection et du fait d'un déplacement axial mo- mentané du poinçon qui assure, d'une part, son introduction dans la matrice et, d'autre part, l'application de cette dernière contre la tête d'injec- tion,
des moyens étant prévus pour verrouiller la matrice sur le poinçon pendant que le moule est maintenu contre la tête d'injection afin que la matrice suive le poinçon lors de son retrait et que le moule reste fermé au moins jusque dans la position d'indexage suivante.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine objet de l'invention.
La fig. 1 en est une vue partielle en plan; la figure 2 est une coupe verticale, à plus grande échelle, du moule disposé sous la tête d'injection; @ les fig. 3 à 7 représentent schématiquement les principales positions relatives prises par les éléments de ce moule au cours d'un cy- cle de fonctionnement de la machine; la fig. 8 est une vue de détail du moule représenté à la fig. 2; la fig. 9 est une coupe selon la ligne 9-9 de la fig. 8.
La machine représentée, destinée à la fabrication de tubes sou- ples en polyéthylène, comprend un plateau-revolver 1 monté rotativement sur une colonne 2 et qui porte six moules 3 identiques, tels que celui représen- té en détail à la fig. 2. Ces moules 3 sont régulièrement répartis autour de l'axe de rotation du plateau 1 (voir fig. 1) et un mécanisme d'entraîne- ment non représenté assure l'indexage par sixièmes de tour dudit plateau pour amener les moules tour à tour dans chacune des six-positions A, B, C,
D, E, F, qu'ils occupent sur la fig. 1.
Comme représenté à la fig. 2, les moules 3 sont formés chacun par un poinçon 4 constituant un support pour un corps tubulaire 5, en polyé- thylène, appelé à recevoir une tête pour constituer un tube souple, et par une matrice 6 dans laquelle, en position fermée du moule, vient se loger l'extrémité supérieure du poinçon, la matrice enserrant alors l'extrémité supérieure du corps tubulaire 5 et délimitant une cavité 7 destinée à être remplie par la matière injectée.
Cette matrice 6 comprend un carter en deux parties 9 et 10 assem- blées par des vis, dans lequel est logé un élément de commande 12 monté à coulissement dans la partie 9 du carter qui est, d'autre part, percée d'un conduit axial 13 pour l'entrée de la matière injectée et qui présente une cavité 14 de forme tronconique dans laquelle sont logées deux coquilles 15 de forme semi-circulaire, en plan, pourvues de faces latérales inclinées de même pente que la paroi latérale de la cavité 14. Dans la position de fermeture du moule représentée, ces coquilles 15, enfoncées dans la cavité 14 par l'organe de commande 12,
butent l'une contre l'autre par leurs faces rectilignes contiguës dans lesquelles sont ménagés des évidements semi-circulaires destinés au façonnage sur la tête moulée d'un col à pas de vis.
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La partie 9 du carter est logée dans une enveloppe 16 consti- tuant une chambre 17 pour la circulation d'un liquide de refroidissement et qui présente une patte latérale 18 traversée par une tige de support 19 le long de laquelle la matrice peut coulisser. Cette tige 19 est fixée par son extrémité inférieure dans une patte 20 soudée sur la face extérieu- re d'une virole 22 soudée elle-même sur le plateau-revolver 1, une clavet- te 23 s'opposant à la rotation de la matrice autour de la tige 19 et la po- sition angulaire de cette dernière étant déterminée par une goupille 24.
Un ressort 25 auquel est supendu la matrice tend à maintenir cette derniè- re en position supérieure, contre un ressort 26 disposé sur la tige 19, qui constitue une butée élastique.
Le poinçon 4 comprend une tête 27 vissée sur l'extrémité supé- rieure d'un. élément tubulaire 28 monté à coulissement limité dans un élé- ment de bas 29 qui porte un poussoir tubulaire 30 destiné, en position de fermeture démoule, à repousser l'élément de commande 12 de la matrice pour maintenir serrées l'une contre l'autre les coquilles 15 destinées au moulage du col fileté.
Le poinçon ainsi constitué est monté à coulissement dans une douille 32 vissée dans une semelle 33 pivotée sur le plateau 1 excentrique- ment par rapport à l'axe de la matrice. Un ressort hélicoidal 34, prenant appui d'une part sur une collerette 35 prévue à la base de-l'élément 29 et, d'autre part, sur un chapeau 36 vissé sur la douille 32, tend à maintenir le poinçon dans sa position inférieure pour laquelle-une bague 38 solidaire du-poussoir 30 bute sur le- chapeau 36. Une nervure 31 de la -collerette 35 empêche le poinçon de tourner dans la douille 32.
Les moules 3 sont amenés successivement en la position B, en po- sition ouverte, c'est-à-dire le poinçon 4 disposé en position inférieure dégagé de la matrice 6 qui -le surmonte. Sous l'action d'un poussoir 40 commandé hydrauliquement et disposé en face de la tête d'injection, le poinçon est alors soulevé momentanément contre l'action du ressort 34 pour venir s'engager dans -la matrice 6 qu'il soulève à son tour contre l'action du ressort 26 entourant la tige 19 jusqu'à ce qu'elle vienne buter contre la tête d'injection.
Cette dernière présente une buse d'injection mobile 41 dont la partie terminale de forme hémisphérique s'emboîte dans une cavi- té de forme correspondante de la matrice et qui, du fait de la pression ex- ercée par cette dernière, est légèrement soulevée d'un siège de la tête d'injection sur lequel elle reposait précédemment, le moule se trouvant alors dans sa position fermée représentée à la fig. 2.
Ce mouvement de la buse mobile établit une communication entre un canal axial qui la traverse et le pot de fusion de la tête d'injection d'oû le polyéthylène porté à l'état liquide par un chauffage approprié s' écoule sous pression dans la cavité de forme 7 qu'il remplit, en passant par le conduit axial 13 de la matrice.
Pour maintenir le moule en position fermée lors du retrait du poussoir 40, est prévu un dispositif de verrouillage à baïonnette assurant la fixation de la matrice sur -le poinçon. Ce dispositif comprend un manchon 42 monté rotativement sur la bague 30 du poinçon, entre une butée à bil- les 43 et une bague de retenue 44, qui présente trois encoches 45 réguliè- rement réparties sur sa périphérie destinées à coopérer avec des goupilles radiales 46 solidaires de l'élément 10 du carter de la matrice (voir fig.
8 et 9) . Lors de l'introduction du poinçon dans la matrice, le manchon 42 occupe une position angulaire telle que les goupilles 46 pénètrent dans les encoches 45 par les embouchures de ces dernières ménagées sur la bord supérieur du manchon 42, une rotation subséquente du manchon 42 provoquée par un dispositif assurant le verrouillage da la matrice sur le poinçon du fait de l'engagement des-goupilles 46 sous le bord supérieur légèrement in- cliné des¯encoches 45.
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La phase d'injection proprement dite étant décrite, le fonction- nement général de la machine est le suivant:
En position A, le poinçon 4, en position inférieure, est mainte- nu excentré par rapport à la matrice 6, maintenue elle-même en position su- périeure par le ressort 25, du fait de la coopération d'un doigt 48 soli- daire de la semelle 33 du poinçon avec une came fixe 49 (voir fig. 1 et
3). Dans cette position, le corps tubulaire 5 du tube souple est enfilé sur le poinçon par un dispositif de charge automatique par exemple.
Le plateau-revolver 1 tournant d'un sixième de tour dans le sens des aiguilles d'une montre, le doigt 48 parvient à l'extrémité de la came
49 et le poinçon 4 coiffé du corps 5 est ramené sous la matrice 6 par un ressort 50 prévu à cet effet (voir fig. 1).
Le moule parvient ainsi ouvert à la position B, la matrice et le poinçon étant cependant alignés contrairement à la position A, et dans cet- te position B, le poinçon est soulevé momentanément par le poussoir 40 com- me décrit précédemment pour assurer la fermeture du moule et l'application de la matrice contre la tête d'injection.
Lors de l'engagement du poinçon dans la matrice, les goupilles 46 viennent se loger dans les encoches 45 et un dispositif de commande hydraulique représenté schématiquement en 52 à la fig. 1 provoque une rota- tion d'environ 30 et dans le sens des aiguilles d'une montre du manchon 42, assurant ainsi le verrouillage de la matrice sur le poinçon. La rotation du manchon 42 est provoquée par un poussoir du dispositif hydraulique 52 par l'intermédiaire d'un galet 53 disposé sur un bras 54 que présente le manchon, ce galet passant sous le poussoir pendant le passage,du poinçon de la position A à la position B et venant se placer automatisassent devant le poussoir lors de la montée du poinçon (voir fig. 2 et 4).
Après un temps suffisant à l'injection, le poussoir 40 est ramené dans sa position inférieure permettant la rotation du plateau-revolver 1 et le poinçon 4 redescend sous l'action du ressort 34, suivi dans son mouvement par la matrice 6 qui lui est attachée et qui coulisse le long de sa tige de support 19. Pendant la descente de la matrice, le ressort de rappel 25 de cette dernière, de force moindre que le ressort 34 du poinçon, est bandé et le moule fermé vient occuper sa position inférieure représentée à la fig. 5.
Le moule fermé reste dans cette position inférieure jusque dans la position E y comprise, soit pendant un temps total égal à trois fois le temps d'arrêt du plateau-revolver.
Peu après son départ de la position E, une came fixe 55 disposée sur la trajectoire du bras de commande 54 du manchon 42 provoque la rotation dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre de ce dernier et ainsi la libération de la matrice 6 qui reprend rapidement sa position supérieure sous l'action du ressort de rappel 26 ( voir fig. 6).
Lors de l'ouverture du moule, l'organe de commande 12 de la matrice est libéré de la pression du poussoir 30 du poinçon et, sous l'action de ressorts non représentés, il prend une position inférieure et libère ainsi les coquilles 15 qui s'écartent radialement l'une de l'autre sous l'action des ressorts également non représentés disposés entre elles dans des logements ménagés à cet effet. Le démoulage du col fileté s'effectue ainsi automatiquement lors de la montée de la matrice et le tube souple formé qui adhère au poinçon reste sur ce dernier.
Le moule ouvert poursuivant son déplacement entre les positions E et F, le doigt 48 de la semelle du poinçon parvient à l'origine de la came fixe 49 qu'il se met à suivre au lieu de rester appuyé contre la périphérie du plateau-revolver 1 (voir fig. 1). Sous l'action de cette came, le poin- çon coiffé du tube est amené en position excentrée par rapport à la matrice
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de telle sorte que le tube peut être retiré verticalement du poinçon une fois le moule parvenu dans la position F ( voir fig. 7) .
L'extraction du tube est assurée automatiquement en cette position du plateau par injec- tion d'air comprimé dans le canal axial 56 de l'élément tubulaire 28 du poinçon, la partie centrale de la tête de ce dernier constituant une soupape qui se soulève alors pour laisser pénétrer l'air comprimé dans le tube qui est chassé du poinçon.
Lors de son passage de la position F à la position A, le poin- çon est maintenu en position extérieure par la came 49 et le cycle recom- mence avec un nouveau corps tubulaire 5 placé sur le-poinçon en A.
On a constaté, lors de la fabrication à l'aide de la machine représentée de tubes souples en polyéthylène, que le temps nécessaire à la stabilisation de la tête moulée est deux à trois fois plus long que celui nécessaire à l'injection proprement dite pendant laquelle la matière injec- tée sous pression se soude au bord supérieur du corps tubulaire.
Pour un tube d'un diamètre de 30 mm d'épaisseur de manteau com- prise entre 0,4 et 0,8 mm et d'une épaisseur de tête de 1,2 mm, les temps d'injection et de stabilisation sont par exemple, respectivement de 2 à 3 secondes pour le premier et de 5 à 7 secondes pour le second.
C'est pour cette raison que, sur la machine représentée, le pon- gon et la matrice de chaque moule sont maintenus verrouillés l'un sur l'au- tre jusqu'au départ du moule de la position E, soit pendant une durée éga- le à environ trois fois le temps d'arrêt du plateau-revolver. De ce fait, la cadence d'avancement du plateau-revolver peut être réglée sur la base du seul temps nécessaire à l'injection et la production de la machine peut être de deux à trois fois plus élevée que celle des machines du même genre sur lesquelles le poinçon est retiré de la matrice pendant qu'il se trouve encore sous la tête d'injection, soit après un temps égal au minimum à la durée de l'injection plus la durée de la stabilisation.
Il y a lieu de remarquer que, sur la machine représentée, le mou- le se détache de la tête d'injection avant que la stabilisation de la tête moulée se soit produite et que pour éviter toute déformation intempestive de la tête moulée lors du retrait de la matière injectée consécutif à son refroidissement, il est indiqué de prévoir un serrage permanent de la tête moulée entre l'extrémité du poinçon et le fond de la matrice. Dans le mou- le représenté à la fig. 2, ce serrage est obtenu du fait que l'élément tubu- laire 28 du poinçon est monté à coulissement dans l'élément de base 29, un fort ressort 58 tendant à le maintenir dans sa position supérieure déter- minée par une cheville d'arrêt 59.
Lors de l'injection, la matière sous pression repousse la partie supérieure du poinçon comme représenté à la fig. 2 jusqu'à ce qu'elle bute contre.une bague 60 prenant appui sur l'extrémité de l'élément 29. Pendant la stabilisation, la tête du poinçon remonte sous l'action du ressort 58 pour suivre la tête'moulée dans son retrait et la maintenir parfaitement en forme jusqu'à l'ouverture du moule.
Il doit être entendu que l'emploi de la machine représentée n' est pas limité au travail du polyéthylène.
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