Machine à mouler par injection
La présente invention a pour objet une machine à mouler par injection dont le but est de permettre de mouler des articles en matériaux thermoplastiques sous des pressions sensiblement plus élevées que celles des machines à mouler normales à préplastification.
On connaît déjà, par le brevet No 316868 une machine à mouler par injection avec préplastification qui est contrôlée de manière hydraulique et qui comporte une chambre d'injection à préplastification, des moyens pour chauffer ladite chambre, des moyens pour approvisionner des matières thermoplastiques en poudre ou granulées dans ladite chambre, un transporteur à vis jumelées dont les deux vis sont mutuellement en prise et peuvent être commandées en rotation et coulissent axialement dans ladite chambre, un ensemble moteur monté coulissant dans un cadre et comportant un engrenage convenable commandant lesdites vis en rotation dans un même sens, pour amener la matière thermoplastique à un ajutage d'injection à l'extrémité externe de ladite chambre,
et un piston hydraulique relié audit moteur et adapté pour commander ledit transporteur à vis jumelées axialement dans ladite chambre pour injecter de la matière thermoplastique à travers ledit ajutage d'injection dans un moule, le transporteur à vis jumelées, le moteur et le piston hydraulique étant reliés entre eux et l'ensemble étant capable de coulisser.
Avec la machine faisant l'objet de ce brevet, dans laquelle la matière thermoplastique est injectée directement de la chambre d'injection préplastifiante dans le moule, on peut appliquer approximativement une pression maximum de 700 kg/cm2. Une telle pression convient pour opérer sur ce que l'on nomme, dans la profession, des matières courantes, c'est-à-dire des matières telles que le poly & ty- rène, les copolymères de polystyrène, les acétates et les méthacrylates et les matières analogues. Une telle pression ne convient toutefois pas pour le moulage d'articles en vinyles rigides qui nécessitent une pression approximative de quelque 1400 kg/cm2 au moins, et la machine à mouler par injection faisant l'objet de la présente invention a pour but d'obtenir des pressions approximatives de 2100 kg/cm2 et au-delà.
Elle est caractérisée en ce qu'elle comprend un ensemble de préplastification muni d'une chambre à injection sensiblement horizontale pour l'injection de matières thermoplastiques sous pression dans une chambre sensiblement verticale d'un ensemble de transfert des moyens hydrauliques pour commander un plongeur pour injecter la matière thermoplastique de la chambre de transfert dans un moule soumis à une pression supérieure à celle sous laquelle la matière thermoplastique est injectée dans la chambre de transfert à partir de la chambre d'injection, et des moyens hydrauliques pour contrebalancer la pression de réaction dudit plongeur pendant la phase d'injection dudit plongeur.
On voit ainsi que la matière thermoplastique, au lieu d'être injectée directement de la chambre d'injection préplastifiante dans le moule le conformément au brevet cité, est injectée de ladite chambre préplastifiante dans la chambre d'injection de transfert d'où la matière est alors injectée dans le moule.
Conformément à une forme d'exécution particulière de la machine, un plongeur hydraulique est monté dans ladite chambre de transfert et est commandé par un fluide hydrahlique fourni par une pompe qui entraîne le transporteur à vis dans la chambre ou dans le cylindre de préplastification et, afin de fournir la vitesse et la pression désirées, au moins une pompe additionnelle est prévue ainsi que des moyens pour actionner les deux pompes pendant la phase d'injection ou de travail du piston ou du plongeur dans la chambre de transfert.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe verticale de l'ensemble de transfert et d'une partie de l'ensemble de préplastification.
La fig. 2 est une vue en élévation latérale de l'ensemble de transfert en le regardant dans le sens de la flèche qui apparaît à la fig. 1.
En référence à ces figures, 3 représente la chambre de préplastification, 4 les éléments chauffants et 5 le transporteur à vis de l'ensemble de préplastification, dont la réalisation et le fonctionnement sont décrits en détail dans le brevet précité.
L'ensemble d'injection de transfert est supporté par une embase 6, ledit ensemble de transfert étant supporté sur des rails de coulissement ou voies de roulement horizontaux 6a de manière à pouvoir coulisser horizontalement sur ladite embase 6. Des tirants 7 sont aussi supportés par l'embase 6 et sont montés sur
ladite embase Åa l'aide d'écrous de tirants 8 ver
rouillés sur ladite embase, lesdits tirants por
tant à leurs extrémités inférieures une plaque
de moule fixe 9 et à leurs extrémités supérieu
res un ensemble dit de préemplissage (non il
lustré). L'ensemble de préemplissage comporte
une plaque de moule mobile et un piston hy
draulique, un piston de manoeuvre et une sou
pape de préemplissage pour commander la pla
que de moule mobile, ledit ensemble étant
connu et ne nécessitant aucune description
complementaire.
L'ensemble de transfert proprement dit
comporte un cylindre ou chambre de transfert
10 entouré sur la majeure partie de sa longueur
par des éléments de chauffage 11 pour conser
ver la matière thermoplastique à l'état désiré
de plasticité avant son injection dans le moule.
A l'extrémité supérieure de la chambre ou du
cylindre de transfert, une ouverture ou un ori
fice d'injection 10a est prévu pour s'engager
de façon étanche avec l'orifice d'entrée 22
d'un moule 23. Près de l'extrémité inférieure
de la chambre ou du cylindre de transfert, est
ménagé un orifice latéral d'entrée 12, par
lequel de la matière thermoplastique est injec
tée dans ladite chambre de transfert 10 à par
tir de la chambre de préplastification 3 de
l'ensemble de préplastification. L'orifice d'en
trée 12 de la chambre ou du cylindre de trans
fert 10 est relié à l'ajutage d'injection 3a de la
chambre de préplastification 3 par une con
duite de prolongation 13 qui est entourée, sur
toute sa longueur, d'éléments chauffants adé
quats 13a.
Cette conduite intermédiaire de
prolongation 13 est reliée à l'ajutageo3a de la
chambre de préplastification et avec l'orifice
d'admission 12 de la chambre ou du cylindre
de transfert 10 par des liaisons du type à bille
et à douille, c'est-à-dire que la conduite 13 est pourvue à ses extrémités de parties sphériques qui coïncident avec des sièges sphériques correspondants dans la paroi de la chambre
ou du cylindre de transfert 10 et l'ajutage d'injection 3a. Ainsi tout déplacement vertical relatif de l'ensemble de transfert et de l'ensemble de préplastification ne provoquera aucun
dommage ni aucune brisure de la conduite de prolongation 13 ni n'affectera son fonctionnement et préviendra toute transmission des efforts subis à l'ensemble de préplastification ou à l'ensemble de transfert.
Un plongeur ou piston 14 de transfert est monté coulissant avec ladite chambre ou ledit cylindre de transfert 10, et il est relié au moyen d'un accouplement adéquat 15 à la tige de piston 16 d'un piston 17 travaillant dans un cylindre hydraulique principal 18. Le cylindre 18 est verrouillé sur l'extrémité inférieure d'une cage 19 dont l'extrémité supérieure supporte la chambre de transfert 10.
Deux cylindres contrepoids 20 et 21 sont disposés chacun sur un côté du cylindre principal 18, et les pistons 20a et 21 a, coulissant dans ces cylindres 20 et 21, sont reliés aux tiges de pistons 20b et 21b qui sont, à leur tour, reliées de façon rigide au cylindre principal 18 tel qu'illustré à la fig. 1. Le cylindre principal 18 et les deux cylindres contrepoids 20 et 21 sont reliés à travers des ouvertures 18a, 20c et 21c respectivement et à travers des conduites adéquates (non illustrées) au dispositif hydraulique de l'ensemble de préplastification.
Le cylindre principal 18 fonctionne pour commander le plongeur ou piston de transfert 14 et les cylindres contrepoids pour contrebalancer la pression de réaction du plongeur ou piston pendant la phase d'injection et pour maintenir la chambre de transfert engagée de façon étanche contre l'orifice de moule 22 tel que décrit plus en détail ci-après.
Le dispositif hydraulique de commande de l'ensemble de préplastification, les cylindres hydrauliques 18, 20 et 21 et le dispositif de préemplissage et les moyens de commande électriques ou autres pour commander lesdits organes dans la séquence désirée ne font pas partie de la présente invention et ne sont donc pas décrits plus en détail ici, mais il doit être entendu que, la séquence désirée étant connue, un dispositif adéquat peut être facilement imaginé par tout homme de l'Art. Il faut toutefois faire remarquer que, tandis que la pompe qui commande l'ensemble de préplastification est également utilisée pour commander le cylindre 18 de l'ensemble de transfert, il est nécessaire de prévoir une pompe additionnelle dans ce but afin de donner au plongeur ou piston de transfert 14 la vitesse et la pression nécessaires.
Le cycle opératoire de la machine est le suivant: A la fin d'un cycle opératoire, lorsque le plongeur de transfert 14 est à la partie supérieure de sa course d'injection, le moule est ouvert et les deux pompes sont hors service.
Le moule est alors fermé par le dispositif de préemplissage et pendant la fermeture du moule, des moyens de commutation adéquats sont commandés pour déplacer le plongeur de transfert 14 vers sa position inférieure de préinjection, découvrant l'orifice 12 de la chambre 10. Un interrupteur 24 est commandé simultanément pour mettre en route la pompe, qui commande l'ensemble de préplastification, pour injecter la matière thermoplastique de la chambre 3 dudit ensemble de préplastification dans la chambre de transfert 10. La pompe additionnelle est alors mise en route et les deux pompes commandent le cylindre 18 pour que la pompe ou le piston de transfert injecte la matière thermoplastique de la chambre de transfert 10 dans le moule, la pression hydraulique étant également appliquée aux cylindres 20 et 21 pour contrebalancer la pression de réaction du plongeur 14.
Dès que l'injection a eu lieu, une seule pompe est utilisée pour maintenir la pression élevée sur le plongeur 14 pendant la période déterminée de refroidissement, tandis que l'autre pompe est utilisée pour commander le moteur hydraulique dudit ensemble de préplastification, s'arrêtant automatiquement lorsque la quantité nécessaire de matière a été préplastifiée.
A la fin de la période de refroidissement, le plongeur de transfert 14 retourne à sa position supérieure et le moule s'ouvre.
La plaque de moule fixe 9 est munie d'une ouverture décentrée 25, en plus de l'ouverture centrale 26, qui est utilisée pour le moulage décentré, c'est-à-dire lorsque le moule 23 n'est pas muni d'un orifice central d'admission 22, mais d'un orifice décentré. Afin que la cham bre d'injection de - transfert puisse passer dans l'ouverture 25 de la plaque de moule fixe 9 lors d'un moulage décentré, l'ensemble de transfert ne coulisse pas seulement horizontalement sur les rails de coulissement 6a tel que décrit ci-dessus, pour amener la. chambre de transfert 10 en alignement avec l'ouverture 25 de la plaque de moule fixe, mais la chambre de transfert et ses organes sont mobiles verticalement pour permettre à la chambre de transfert d'être éloignée de l'ouverture 26 et disposée dans l'ouverture 25.
L'ensemble de transfert est normalement maintenu dans sa position haute de fonctionnement, c'est-à-dire dans la position illustrée, grâce à un loquet 27.
Lorsque l'on désire faire passer la chambre de transfert de la position illustrée à une position de moulage décentré, on déplace le loquet 27, et la chambre est déplacée verticalement vers le bas contre l'action des cylindres contrepoids 20, 21 jusqu'à ce que l'extrémité supérieure de la chambre de transfert soit en position sous la surface de la plaque de moule fixe 9. La plaque de moule 9 est alors soulevée pour dégager la chambre de transfert 10. L'ensemble de transfert est ensuite déplacé horizontalement sur les rails de coulissement 6a jusqu'à ce que ladite chambre de transfert 10 et l'ouverture 25 dans le moule fixe soient coaxiales et la plaque de moule 9 soit descendue, à la suite de quoi l'unité de transfert est ramenée à sa position de travail sous la pression hydraulique des cylindres contrepoids 20, 21.
L'ensemble de préplastification, qui est relié à l'ensemble de transfert par la conduite de prolongation 13 est également coulissable horizontalement sur un sommier, tel que décrit dans le brevet cité et doit également être déplacé de manière correspondante lorsque l'ensemble de transfert est déplacé horizontalement. Alternativement l'ensemble de préplastification peut être maintenu dans sa position originale, et la conduite de prolongation 13 peut être remplacée par une autre conduite de prolongation de moindre longueur.
Bien que l'ensemble de transfert ait été décrit comme étant utilisé avec un ensemble de préplastification tel que décrit dans le brevet précité, il est bien entendu qu'il peut être utilisé avec toute machine adéquate de moulage par injection comportant des moyens adéquats pour injecter la matière thermoplastique dans la chambre de transfert.