Machine à mouler par injection
On connaît des machines à mouler par injection comprenant une chambre de préplastification dans laquelle une matière thermoplastique, alimentée dans cette chambre sous forme pulvérisée ou granulaire, est rendue plastique avant d'être injectée depuis la chambre dans un cylindre d'injection d'où la matière plastifiée est éjectée à son tour par un piston dans un moule à travers une tuyère d'injection, afin d'ob- tenir le produit moulé. La matière peut être injectée de la chambre dans le cylindre, à travers un conduit reliant ces deux organes, par exemple à l'aide d'un piston actionné hydrauliquement, ou d'un transpor teur à vis, ou encore à l'aide d'une e combinaison de ces deux moyens.
Dans ces machines connues, il n'existe aucun moyen permettant de savoir si la chambre est pleine.
Ordinairement, la matiere à alimenter de la chambre de préplastification au cylindre d'injection reste sous pression dans ladite chambre, tandis que l'injection de la matière se fait dans le moule, et la seule indication du remplissage de la chambre est donnée par l'excès de pression sur le mécanisme entraînant le transporteur ou le piston. On peut aussi commander la machine par un circuit à base de temps. De toute façon, on est conduit à des opérations complexes et le remplissage de la chambre est plus ou moins complet si la chambre n'est pas entièrement vidée lors d'une opération précédente. Le piston d'injection est soumis à un sérieux déséquilibre et l'ensemble des organes de préplastification subissent une pression inutilement élevée entraînant une perte de puissance.
La solution idéale consisterait à arrêter l'action de la source d'énergie actionnant le piston ou le transporteur dès que le cylindre d'injection est rempli de matière thermoplastique, mais l'obtention d'une chute de pression dans les organes de préplastification a présenté jusqu'ici des difficultés considérables.
L'invention a pour but de fournir une machine comprenant des moyens pour séparer la source d'énergie de l'élément de préplastification dès que la chambre d'injection est remplie de matière sous une pression déterminée et jusqu'à ce que le piston d'injection ait délivré une charge de matière préplastifiée et soit revenu dans sa position initiale, laissant une cavité dans le cylindre d'injection prête à recevoir une nouvelle quantité déterminée de matière préplastifiée.
La machine à mouler par injection faisant l'objet de la présente invention, comprenant un élément de préplastification, des moyens pour amener une matière thermoplastique dudit élément dans une chambre d'injection et un plongeur susceptible de se déplacer dans ladite chambre pour injecter la matière thermoplastique de cette chambre dans un moule, est caractérisée en ce qu'elle comprend, entre le plongeur et une tige d'un piston destiné à actionner ce plongeur, un accouplement susceptible de céder axialement, de manière que le plongeur puisse se déplacer en arrière de sa position de retrait normale dans une position extrême sous la pression de la matière thermoplastique dans la chambre d'injection,
et des moyens d'interruption actionnés par le plongeur dans cette position extrême et agencés pour arrêter le fonctionnement de l'élément de préplastification quand ladite pression dépasse une valeur déterminée et pendant que la matière thermoplastique est injectée dans le moule.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine selon l'invention et une variante.
La fig. 1 est une vue en élévation, partiellement en coupe, de cette forme d'exécution.
La fig. 2 est une coupe, à plus grande échelle, de la variante.
La machine représentée comprend un élément de préplastification comprenant une chambre 1 dans laquelle une matière thermoplastique est amenée sous forme pulvérisée ou granulaire depuis une trémie 2.
La chambre 1 est chauffée par des éléments de chauffage non représentés, de manière à donner à la matière un état plastique et à la maintenir dans cet état. La chambre de préplastification est connectée par un conduit chauffé 3 comprenant une tuyère 3a avec l'intérieur d'un cylindre d'injection 4. La matière plastifiée est transférée à travers le conduit 3 dans le cylindre 4 par un transporteur à vis ou un plongeur à mouvement alternatif, commandé par un cylindre hydraulique 5 auquel un fluide hydraulique est envoyé à travers une conduite 6 par une pompe 7 entraînée par un moteur électrique 8.
Le cylindre d'injection 4 comprend des éléments de chauffage non représentés pour maintenir la matière thermoplastique à l'état plastifié avant qu'elle ne soit injectée dans un moule à travers une tuyère d'injection 9 munie d'une soupape de coupure 10.
Un plongeur axial 1 1 est susceptible de prendre un mouvement alternatif dans le cylindre 4 pour injecter la matière à travers la tuyère 9 dans le moule. Le plongeur 1 1 est actionné hydrauliquement. La matière est envoyée depuis l'élément de préplastification dans le cylindre d'injection 4, en avant du plongeur 11, quand ce dernier est dans sa position de retrait normale représentée à la fig. 1. Le plongeur est actionné, avec une pression déterminée, pour effectuer l'injection de la matiere dans le moule pendant une période située après la période de remplissage du cylindre d'injection avec la matière thermoplastique.
Le plongeur 11 est connecté par une extrémité à une tige de piston 12 solidaire d'un piston 13 susceptible de se déplacer dans un cylindre hydraulique 14 dans lequel un fluide hydraulique, de l'huile par exemple, est envoyé pour agir sur ledit piston 13 et le plongeur 11.
La construction générale décrite est connue, ainsi que les moyens d'alimentation et de commande du fluide hydraulique dans les cylindres 14 et 5.
Le plongeur 11 est couplé à la tige de piston 12 par un accouplement élastique susceptible de céder axialement qui comprend un plateau d'extrémité 15 fixé contre l'extrémité de la tige 12 par un écrou de retenue 16. Le plateau 15 présente un trou central à travers -lequel passe la tige d'un boulon 17 qui se visse dans un trou fileté axial 1 la taraudé dans l'ex-- trémité du plongeur 11. Le boulon 17 comprend une tête 1 7a susceptible de glisser dans un trou axial 12a ménagé dans l'extrémité de la tige 12 et qui bute contre le plateau 15. La tige du boulon 17 et sa tête 17a s'ajustent étroitement à glissement dans le trou du plateau 15 et dans le trou axial 12a de la tige de piston 12, respectivement.
Ainsi, le plongeur 1 1 et la tige de piston 12 peuvent se déplacer axialement l'un par rapport à l'autre sur une étendue limitée, mais ils sont empêchés de se séparer l'un de l'autre par la tête 17a du boulon 17 qui bute contre le plateau 15.
Un anneau susceptible de se déplacer axialement est monté sur le boulon 17 entre le plateau 15 et l'extrémité du plongeur 11, et une rondelle 19 est montée entre cet anneau 18 et l'extrémité du plongeur 11.
L'anneau 18 présente des trous disposés sur une circonférence, qui le traversent complètement et lui permettent de glisser axialement sur des chevilles 20 vissées dans le plateau 15 et disposées sur une circonférence. Du côté de l'anneau 18 faisant face au plateau 15, les trous à travers lesquels passent les chevilles 20 sont d'un plus grand diamètre que de l'autre côté, c'est-à-dire qu'ils présentent un diamètre supérieur au diamètre externe des chevilles 20, formant ainsi un évidement annulaire 21 autour de chaque cheville. Un ressort hélicoïdal 22 est monté à glissement sur chaque cheville 20, I'une de ses extrémités butant contre la base de l'évidement 21 et l'autre extrémité butant contre le plateau 15. L'épaisseur de l'anneau 18 est telle qu'il se forme un espace 23 entre l'anneau et le plateau 15.
On obtient ainsi un accouplement élastique susceptible de céder axialement entre le plongeur 1 1 et la tige de piston 12.
Dans la variante représentée à la fig. 2, on utilise des ressorts non hélicoidaux constitués par des rondelles de forme tronconique, montées sur les chevilles 20 et disposées par paires, base contre base.
Une butée annulaire 24 est fixée sur le plongeur 1 1 et agencée pour actionner des interrupteurs 25, 26 destinés à ouvrir et fermer un circuit électrique comprenant un solénoïde 27. Ce dernier commande une soupape 28 qui commande à son tour l'alimentation du fluide hydraulique au cylindre 5 pour entraîner le transporteur à vis ou le plongeur à mouvement alternatif dans la chambre 1 de l'élément de préplastification.
La machine décrite fonctionne comme suit.
La matière thermoplastique plastifiée est envoyée de la chambre 1 de l'élément de préplastification, à travers le conduit 3, dans le cylindre d'injection 4, comme décrit plus haut. Quand le volume et la pression de la matière thermoplastique dans le cylindre d'injection ont atteint une valeur déterminée, le cylindre hydraulique 14 fonctionne pour entraîner le plongeur 1 1 en avant afin d'assurer l'injection d'une charge de matière plastique dans le moule à travers la tuyère 9. Ces opérations sont effectuées d'une manière connue.
Une fois la course d'injection du plongeur 1 1 achevée, comme on l'a vu, le cylindre hydraulique 14 ramène le plongeur 11 dans sa position de retrait normale représentée à la fig. 1, ce qui ouvre la tuyère 3a pour permettre l'amenée d'une nouvelle charge de matière thermoplastique à travers le conduit 3 dans l'extrémité avant du cylindre 4.
Les deux interrupteurs électriques 25 et 26 sont connectés en série et l'interrupteur 25 est normalement ouvert et l'interrupteur 26 normalement fermé.
On veut dire par là que l'interrupteur 25 est ouvert et l'interrupteur 26 est fermé pendant toute la course d'injection du plongeur 11, ces interrupteurs restant respectivement ouvert et fermé jusqu'à ce que le plongeur 1 1 revienne dans sa position de retrait normale (fig. 1) quand la butée 24 vient fermer l'interrupteur 25. Ainsi, le circuit électrique est ouvert pendant toute la course d'injection et la course de retour du plongeur 11, de sorte que la soupape 28 commandée par le solénoïde 27 est fermée et que le fluide hydraulique passant de la pompe 7 à travers un conduit 29 est dérivé à travers un conduit 30 et une soupape d'échappement 31 pour revenir à un réservoir 32. L'élément de préplastification cesse de fonctionner.
Quand le plongeur 1 1 est revenu dans sa position de retrait normale représentée à la fig. 1, la butée 24 engage d'abord un bras 25a de l'interrupteur 25 pour fermer cet interrupteur et compléter le circuit, de sorte que le solénoïde 27 est excité et ouvre la soupape 28. Le fluide hydraulique dans le conduit 29 est alors envoyé à travers le conduit 6 dans le cylindre 5 et remet ainsi l'élément de préplastification en fonctionnement, de sorte que la matière thermoplastique est à nouveau envoyée dans le cylindre d'injection 4.
Quand ce dernier est rempli et quand la pression de la matière thermoplastique atteint une valeur déterminée, cette pression agit sur le plongeur 1 1 et le repousse en arrière contre l'action des ressorts 22 de l'accouplement élastique jusque dans la position extrême où l'anneau 18 engage le plateau 15 de l'accouplement. Pendant ce mouvement, qui est limité par la largeur de l'espace 23, la butée 24 engage un bras 26a de commande de l'interrupteur 26 pour ouvrir cet interrupteur et rompre le circuit de solénoïde 27. La soupape 28 se ferme alors pour séparer à nouveau la source d'énergie de l'élément de préplastification.
Quand le contact mobile 26b de l'interrupteur 26 se déplace pour rompre le circuit du solénoïde 27, il engage les contacts fixes 26c et 26d pour fermer un circuit électrique 33 pour la commande d'alimentation du fluide hydraulique au cylindre 14, afin d'actionner le plongeur 11 de la manière décrite. On voit que, lorsque l'interrupteur 26 est actionné pour ouvrir le circuit commandant l'amenée de fluide hydraulique au cylindre 5, il ferme simultanément le circuit commandant l'amenée du fluide hydraulique au u. cylindre 14 actionnant le plon- geur 11, et vice versa. Comme les interrupteurs 25 et 26 sont en série, I'élément de préplastification ne peut être actionné pendant la course d'injection du plongeur 1 1 et ce dernier ne peut être actionné quand l'élément de préplastification fonctionne.
La force de compression des ressorts 22 doit être évidemment telle que l'anneau 18 résiste à tout mouvement vers l'arrière ou de retrait du plongeur 1 1 jusqu'à ce que la pression de la matière dans le cylindre 4 dépasse une valeur déterminée, de manière que le fonctionnement de l'élément de préplastification soit arrêté seulement quand la pression de la matière a atteint cette valeur déterminée.
La pression maximum de la matière dans le cylindre 4 avant l'injection dépend de divers facteurs et peut varier selon les circonstances. Il faut considérer, par exemple, la nature de la matière thermoplastique utilisée et la nature du produit à fabriquer. Dans certains cas, la pression maximum peut être telle qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser des ressorts tels que les ressorts 22, l'effet recherché étant simplement obtenu par le mouvement à vide entre l'anneau 18 et le plateau 15.