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La présente invention est relative au moulage par injection d'objets en une matière quelconque, dont la via- coslté peut âtre Modifiée sous l'effet de la température et/ou d'un brassage mécanique, et, en particulier, d'objets en matière plastique..
D'une manière générale, le matériau utilisé pour le moulage se présente à l'état divisé, par exemple en poudre ou en, grains et il est nécessaire de le chauffer à une certaine température en vue de le ramollir. Dans le cas de matières plastiques, telles que les chlorures de
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polyvinyle, la plasticité nécessaire au moulue n'est obte- nue pour certaines d'entre elles qu'à une température proche de celle à laquelle lesdites matières se décomposent. er ailleurs, pour des températures nettement inférieures, leur viscosité relativement forte nécessite pour leur injection des pressions exagérément élevées.
De plus, tous ces maté- riaux présentent généralement une conductibilité thermique faible de 'sorte qu'ils ne peuvent être chauffés uniformément dans toute la masse que s'ils sont répartis en couches rela- tivement minces.
L'invention a pour objet une machine perfectionnée pour mouler des objets en matière à viscosité variable en fonction de la température et/ou d'un brassage mécanique, et notamment d'objets en une matière plastique telle qu'un chlorure de polyvinyle ou produit similaire. Cette machine qui tient particulièrement compte despropriétés ci-dessus des produits à mouler est remarquable notamment en ce qu'elle comporte en combinaison :
un dispositif d'alimentation et de préchauffage de la matière destinée à porter dans sa masse ladite matière à une certaine température inférieure à la température à laquelle ladite matière doit être moulue, un dispositif de transfert pour emmagasiner provisoirement en la comprimant la quantité de matière nécess&ire pour le rem- plissage d'un moule, ce dispositif de transfert étant en communication directe avec le dispositif d'alimentation et étant pourvu de moyens pour surchauffer la matière à la tem- pérature de moulage et un cylindre d'injection susceptible d'être mis en communication pour son remplissage avec le dis- positif de transfert, ce cylindre étant rempli et vidé par un seul et même orifice.
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D'autres caractéristiques résulteront de la descrip- tion qui va suivre.
Au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple: la Fig. 1 est une vue en élévation d'une machine suivant l'invention avec coupe partielle axiale; la Fig. 2 en est une coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1; la Fig. 3 en est une coupe transversale suivant la ligne 3-3 de la Fig. 1 ; la Fig. 4 est une coupe axiale verticale partielle suivant la ligne 4-4 de la Fig. 3 dans la position corres- pondant au transfert de la matière; la Fig. 5 est un schéma du circuit électrique de commande automatique de la machine.
Suivant l'exemple d'exécution représenté, la machine comporte un socle 1 dont le dessus forme un plateau inférieur 2 fixe. Dans ce socle est disposé le cylindre 3 d'une presse à injecter P dans lequel peut se déplacer un piston à double effet 4 dont la tige 5 coulisse dans un fourreau ou cylindre d'injection 6 entouré d'un manchon de chauffage 7. Cette tige pénètre dans le cylindre 6 par l'extrémité- inférieure ouver- te de celui-ci, tandis que son autre extrémité également ouverte constitue un orifice unique 6a de remplissage et de vidage.
Aux extrémités supérieure et inférieure du cylindre 3 aboutissent deux conduits 8 et 9, reliés à deux voies oppo- sées d'un robinet tournant 10 à quatre voies, les deux au- tres voles 11 et 12 sont reliées, respectivement, à une sour- ce de fluide sous pression et à une décharge.
L'extrémité supérieure 13 du fourreau 6 est tronco-
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nique extérieurement et elle débouche dans un embrèvement 14 du plateau inférieur 2.
Le socle 1 constitue, par ailleurs, la partie infé- rieure d'une presse hydraulique. Sur ce socle sont fixées quatre colonnes verticales 15 supportant à leurs extrémités supérieures un sommier 16 qui les entretoise et dans une ouverture duquel est fixé un pot de presse 17. Dans ce pot se déplace un piston à double effet 18 et aux deux extrémi- tés de ce cylindre aboutissent deux conduits 19 et 20 reliés à deux voies opposées d'un robinet tournant 21 à quatre voies les deux autres voies 22-et 23 étant reliées respectivement à une source de fluide sous pression et à une décharge.
La tige 24 du piston 18 est solidaire d'un cadre mo- bile formé de deux plateaux 25 et 26, reliés par des colonnes 27 et convenablement échancrées en 28 pour coulisser le long des colonnes fixes 15 qui leur servent de guides.
Sur la face inférieure du plateau 25 e.st boulonné le cylindre 29 d'un vérin; dans ce cylindre se déplace un pis- ton 30. Dans le fond supérieur du cylindre 29 aboutit un conduit 31 relié à l'une des voies d'un robinet à trois voies 32, les deux autres voies 33 et 34 étant reliées respective- mant à une source de fluide sous haute pression et à une sour- ce de fluide sous basse pression.
Dans le fond inférieur du cylindre 29 est disposé un ressort antagoniste 35 tel que ce ressort est décomprimé lors- qu'agit la basse pression, mais se trouve comprimé par le piston 30 lorsqu'agit la haute pression. par ailleurs, à la partie inférieure du cylindre 29 est fixé extérieurement un interrupteur double I1, I2 monté sur un circuit électrique représenté à la Pig. 5 et qui sera
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décrit plus loin.
La tige 36 du piston 30 porte vers son extrémité un doigt "7 destiné à actionner dans le sens de son ouverture l'interrupteur électrique Il et, dans le sens de la ferme- ture, l'interrupteur I2 et est reliée par un joint rotatif à l'extrémité supérieure d'une tige 38 comportant une rainure longitudinale 39 dans laquelle est clavetée coulissante une poulie 40 susceptible d'être entraînée en rotation par une courroie 41 et un moteur 42 boulonné sur une plaque 43 entre- toisant deux des colonnes 27. La poulie 40 est maintenue en translation entre la partie supérieure d'un fourreau 44 de transfert, qui est boulonné sur le plateau 26 et dans le- quel pénètre la tige 38, et une équerre 45 fixée au cylindre 29. L'extrémité inférieure de la tige 38 est usinée en for- me de vis 46.
Une portée cylindrique 47 formant piston sé- pare la portion filetée de la portion rainurée.
Le fourreau 44 de transfert est entouré d'un manchon 48 avec résistance 48a de surchauffage et' il débouche par son- extrémité inférieure sous le plateau 26 par une ouverture divergente 49 destinée à s'adapter -sur l'extrémité tronconi- que 13 du cylindre d'injection 6 et susceptible d'être obtu- rée par un opercule 50 (Fig. 3 et 4). Cet opercule coulisse dans une rainure 51 ménagée dans le plateau 26 et il est ac- tionné dans le sens de l'ouverture par un électro-aimant 52 dont le plongeur 52a est solidaire dudit opercule 50 à l'en- contre d'un ressort de rappel 53 qui tend à le ramener en position d'obturation. L'électro-aimant 52 est branché dans un circuit électrique représenté à la Fig. 5 en série avec l'interrupteur I2 normalement ouvert.
Le fourreau 44 de transfert est percé vers l'extré-
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mité haute de la vis 46 d'un orifice 54 (Fig. 1) auquel est adapté le bec de sortie 55 d'un dispositif B d'alimentation, par exemple drune boudineuse dans le cas où on moule une matière plastique.. Cette boudineuse est boulonnée sur une plaque du manchon extérieur 48 et elle comporte un corps cylindrique horizontal 56 qui est entouré d'un manchon de chauffage 57, et dans l'alésage duquel tourne une vis 58 de malaxage et d'alimentation entraînée par l'intermédiaire d'un réducteur 59 par un moteur 60. L'ensemble est suppor- té par une console 61 boulonnée sur le plateau 26,.
Les moteurs 42 et 60 sont branchés en dérivation aux bornes d'un circuit électrique représenté schématique - ment à la Fig. 5. Sur ce circuit est monté en série l'in- terrupteur Il à poussoir qui est normalement fermé. L'in- terrupteur double I1-I2- est, comme il a été dit, susceptible d'être actionné par le doigt 37 solidaire de la tige 26 du piston 3 0, dans le sens de l'ouverture pour l'interrupteur Il et dans le sens de la fermeture pour l'interrupteur L2 à rencontre d'un ressort de rappel 37a. Un interrupteur général à main I3 est prévu qur la ligne d'alimentation.
Une trémie 62 disposée vers l'extrémité amont de la vis 58 débouche dans le corps 56.
Enfin, sur deux colonnes 15 de la presse sont mon- tés rotatifs, deux bras 63 et 64 (Fig. 1 et 2) sur chacun desquels peut être vissé un moule 65 en deux parties conve- nablement assemblées, par un mouvement de rotation dans un plan horizontal de chacun des bras 63 ou 64, le moule 65 correspondant peut être placé sur le plateau inférieur 2 de la presse* hydraulique, son ouverture 66 (Fig. 1) étant dis- posée dans l'axe du cylindre d'injection 6, ou au contraire
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dégagé de la presse pour permettre son remplacement.
Le fonctionnement de la machine .est le suivant.
Au départ, aucun moule 65 ne se trouve sous presse, le piston 18 du pot de presse 17 est en position haute, le fluide sous pression étant admis par le robinet 21 sur la face inférieure du piston 18. Le plateau mobile 26 est au @ point haut, par ailleurs, le piston 30 est près de son point mort bas dont il est cependant écarté par le court ressort 35 qui n'est pas comprimé. pour cette position du piston, l'extrémité de la vis 46 solidaire longitudinalement du piston est au contact de l'opercule 50 qui obture le fourreau 44 à sa base; La basse pression est alors admise dans le cylindre 29 par le robinet 32 cependant que le manchon chauffant 48 est réglé à la tem- pérature d'injection de la matière, cette température pou- vant être par exemple de l'ordre de 180 C.
La trémie 62 est remplie de matière plastique sous forme divisée et les moteurs 42 et 60 sont mis en route par la fermeture de l'interrupteur à main I2 (Fig. 5);. l'inter- rupteur Il est, en effet, fermé par son ressort 37a car la butée 37 est en position basse.
La vis 58 transporte la matière d'un mouvement con- tinu vers le fourreau do transfert 44. Au oours de ce trans- port, cette matière est malaxée par ladite vis cependant que, sous l'action du manchon de chauffage 57, elle s'échauffe et devient plastique. Le réglage de ce manchon est tei que la température atteinte par la matière au cours de son trans- port soit notablement inférieure à la température d'injection
Lorsque la matière préchauffée arrive dans le four- reau 44 de transfert, elle est reprise par la vis 46 qui
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l'achemine vers le fond de ce fourreau. Au cours de ce trans- port, la matière s'échauffe encore pour atteindre la tempé- rature maximum à laquelle la matière doit être injectée.
Au fur et à mesure que la matière s'accumule dans le bas du fourreau 44, elle est comprimée sous l'action de la basse pression agissant sur le piston 30 tout en repoussant la vis 46 et ce piston vers le haut à l'encontre de cette pression.
La vis remonte donc sans cesser de tourner par suite du cla- vetage coulissant de la poulie 40.
Un peu avant la fin du remplissage du fourreau 44, la pression est admise sur la face supérieure du piston 18 du pot 17 de la presse hydraulique pour faire descendre le plateau 26 jusque sur le plateau inférieur 2 (Fig. 4) de manière que les ouvertures du fourreau de transfert 44 et du cylindre d'injection 6 coïncident, on rappelle que pen- dant la descente du plateau 26 aucun moule ne se trouve au- dessus du plateau 2.
Lorsque la vis 46, dans sa remontée, a dégagé le volume du fourreau 44 voulu, le doigt 37 vient au contact de l'interrupteur double Il-I2, ce qui ouvre le circuit d'ali- mentation des moteurs 42 et 60 qui s'arrêtent et ferme le circuit d'alimentation de l'électro-aimant 52 qui tend à ouvrir l'opercule 5 0.
La pression est alors supprimée un court instant sur la face supérieure du piston 30 pour permettre l'ouverture de l'opercule 50, puis la haute pression est appliquée sur la face supérieure dudit piston 30 ce qui a pour effet de chasser la pâte vers le bas dans le cylindre d'injection 6 dont la tige 5 est en position basse. De préférence le dia- mètre du fourreau de transfert est légèrement plus petit que @
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celui du cylindre d'injection en vue de faciliter le trans- fert de la pâte du fourreau dans le cylindre.
Dèsque la vis 46 commence à descendre, le doigt 37 libère le contact de l'interrupteur double il-12 et le cou- rant est, d'une part, remis sur les moteurs, qui sont remis en route et, d'autre part, sur l'électro-aimant. Toutefois l'opercule ne se ferme pas en raison de la présence de la pâte dans le cylindre 44.
On notera qu'à la fin du mouvement, le piston 30 écrase le ressort 35 à fond ce qui fait descendre la vis 46 jusqu'au contact du cylindre d'injection 6.
On notera, par ailleurs, que si le taux de compression de la vis d'alimentation 58 est choisi assez faible unique- ment en vue de compenser la réduction de volume intervenant dans la plastification de la matière, ladite vis peut être animée d'un mouvement continu même pendant les opérations de transfert. Dans ce cas, l'interrupteur double I1-I2 est remplacé par un interrupteur simple commandant uniquement l'ouverture d'un circuit d'alimentation du moteur 42.
Dès que le transfert de la-matière est terminé, la haute pression est supprimée dans le cylindre 29 et rempla- cée par la basse pression. Sous l'action du ressort de rap- pel 35, l'ensemble remonte un' peu de manière à libérer l'o- percule 50 qui reprend sa position d'obturation sous l'ac- tion du ressort 53 et un nouveau remplissage du fourreau de transfert peut recommencer. De son côté, le plateau 26 est remonté par admission de la pression sur la face inférieure du piston 18.
On notera que le cylindre d'injection 6 dans lequel le matériau a été transféré peut être chauffé grâce au man-
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chon 7 en vue d'éviter le refroidissement de la pâte dans ce cylindre.
Cependant, un moule 65 est mis aussitôt en place sur Le plateau inférieur 2 par rotation du bras 63 (ou 64) et est serré sur le plateau inférieur par le plateau mobile 26. La pression est ensuite admise sous la face inférieure du pis- ton 4 d'injection et la pâte est injectée dans le moule qutel- le remplit.
Le moule 45 est maintenu grâce à un système thermo- statique approprié à une certaine température de l'ordre de 60 G par exemple, afin de ne pas refroidir trop rapidement la matière plastique et de faciliter le moulage.
Après l'injection, ce moule est maintenu sous pres- sion pendant quelques instants, puis le plateau 26 est re- monté et le moule plein peut être dégagé et remplacé sur le bras 63 maintenu en position effacée par un autre moule vide,
La machine est alors prête pour un nouveau transfert et dès que celui-ci sera effectué, le moule disposé sur 1'au- tre bras 64 prendra place sur le plateau inférieur.
Naturellement l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation représenté et décrit qui n'a été donn qu'à titre d'exemple.
Bien entendu, il peut être prévu un dispositif de commande centralisée actionnant les différentes parties de la machine en vue de réaliser des cycles de -fabrication suc - cessifs avec une synchronisation des différents mouvements de la machine.
Dans le cas où il s'agirait de mouler desmatières plastiques plus faciles à travailler que les chlorures de polyvinyles, la vis 46 et son dispositif d'entraînement en
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rotation pourraient être remplacés par un simple piston re- lié à la tige du piston 38 mais, dans ce cas, l'orifice d'in- troduction de la matière plastifiée sera prévu le plus près possible de l'opercule.
REVENDICATIONS
1.- Machine à mouler des objets en une matière à viscosité variable en fonction de la température et/ou d'un brassage mécanique, ladite machine étant caractérisée en ce qu'elle comporte en combinaison : un dispositif d'alimenta- tion et de préchauffage de la matière destiné à porter dans sa masse ladite matière à une certaine température inférieu- re à la température à laquelle ladite matière doit être mou- lée, un dispositif- de transfert pour emmagasiner provisoire- ment et en la comprimant la quantité de matière nécessaire pour le remplissage d'un moule, ce dispositif de transfert étant en communication directe avec ledit dispositif d'ali- mentation et étant pourvu de moyens pour surchauffer la ma- tière à la température de moulage,
et un cylindre d'injec- tion susceptible d'être mis en communication pour son rem- plissage avec ce dispositif de transfert, ce cylindre étant rempli et vidé par un seul et même orifice.