Machine de moulage par transfert et injection et procédé de mise en action de cette machine
La présente invention a pour objet une machine de moulage par transfert et injection.
On utilise depuis longtemps des machines pour le moulage par transfert et injection dans lesquelles deux pistons concentriques peuvent se déplacer axialement et indépendamment l'un de l'autre dans une chambre de pression communiquant avec l'orifice d'injection ainsi qu'avec un dispositif d'alimentation du matériau à injecter, le piston intérieur entraînant en déplacement le long de la paroi de la chambre une bague formant clapet pour empcher le retour en arrière du matériau. Ces machines ont l'avantage de maintenir le matériau plastifié à une pression suffisante pour injecter correctement les pièces les plus diverses.
On connaît aussi des appareils de moulage par injection dans lesquels la vis d'alimentation et de plastification du matériau porte une tte munie de canaux et se déplaçant axialement par rapport à la vis et dans le cylindre de manière à jouer le rôle d'un piston d'injection. On connaît enfin des machines de transfert et d'injection ayant un piston annulaire de balayage et un piston d'injection dont l'un peut présenter des diamètres différents sur sa longueur, tels que, lorsque le piston d'injection est repoussé pour l'injection, le piston de balayage se déplace dans le mme sens pour annuler la dépression créée dans la chambre et ne repart dans l'autre sens sous l'effet de la pression de la matière refoulée par la vis que lorsque le piston d'injection s'arrte.
Des recherches ont montré qu'il était possible de simplifier sensiblement les presses à préplastification tout en améliorant leur fonctionnement, en utilisant deux pistons cylindriques concentriques, l'un pour l'injection et l'autre pour le transfert, le piston de transfert étant extérieur au piston d'injection, et en prévoyant une soupape antiretour à siège fixe logée dans un canal de communication entre la chambre annulaire de transfert et le pot d'injection, les déplacements des pistons ll'un par rapport à l'autre étant réglés de façon telle que la préplastification étant assurée entre autres pendant la période de refroidissement, la chambre de transfert soit non seulement correctement remplie sans dépression mais aussi balayée et nettoyée, en particulier dans son fond par la matière s'écoulant vers le pot d'injection.
La machine de moulage, selon l'invention, par transfert et injection au moyen d'une presse munie d'une vis de préplastification, débitant dans une chambre cylindrique avec un pot d'injection et une chambre de transfert, d'un piston de balayage et d'un piston d'injection concentriques actionnés hydrauliquement et d'une soupape antiretour, est caractérisée en ce que le piston d'injection est de diamètre constant, coaxial et intérieur au piston de transfert, en ce que la soupape antiretour est aménagée avec un siège fixe dans une communication ménagée entre la chambre de transfert et le pot d'injection.
L'invention a également pour objet un procédé de mise en action de la machine à mouler, caractérisé en ce que, pendant l'injection, on maintient l'alimentation de la chambre de transfert et la pression exercée sur le piston d'injection, en ce que, pendant la période de refroidissement, on alimente la chambre de transfert, on libère le piston d'injection de la pression et on soumet le piston de transfert à cette pression hydraulique de commande, et en ce qu'on ménage, en fin de manceuvre, à l'extrémité du piston de transfert, un certain passage de matière vers le pot d'injection, de façon à nettoyer le fond de la chambre de transfert.
La machine selon la présente invention présente de nombreux avantages dont on citera en particulier les suivants: - la vis de préplastification est en rotation pratiquement
ininterrompue ce qui assure une meilleure homogé
néité de la matière utilisée pour l'injection; le zen piston cylindrique d'injection évite toute dépression
à l'intérieur de la chambre de transfert pendant
I'injection ; - le piston d'injection est moins lourd que dans les dis
positifs connus ce qui facilite la rapidité de l'injec tion - le balayage commandé empche toute stagnation de
matière.
Le dessin annexé illustre diverses formes d'exécution de la machine selon l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe schématique d'un premier dispositif avec soupape antiretour aval, avant injection.
Les fig. 2 à 5 sont des vues en coupe du dispositif de la fig. 1 montrant les différentes positions des organes pendant le fonctionnement.
La fig. 6 est une vue partielle en coupe d'un dispositif de commande du piston de transfert.
La fig. 7 est une vue en coupe du mme dispositif, montrant un moyen de commande avantageux de la soupape antiretour.
La fig. 8 représente en vue perspective avec coupe partielle une variante d'exécution de la machine.
Les fig. 9 à 17 sont des vues schématiques en coupe longitudinale de la variante d'exécution de la machine représentant quatre positions successives des organes à divers stades du fonctionnement de la machine.
Aux fig. I à 7, on voit le cylindre d'injection 1 avec l'orifice d'injection 2. le piston d'injection 3. le piston de transfert ou de balayage 4. I'orifice 5 d'alimentation en matière préplastifiée par une vis d'extrusion non représentée. le canal 6 de transfert reliant la chambre ou pot d'injection 7 à la chambre de transfert 8. et la soupape antiretour 9. On voit également (fig. 6) la double com- mande située à l'arrière du dispositif des fig.
1 à 5 actionnant d'une part le piston de transfert 4, non représenté sur cette figure et coaxial au piston 3 en vue de le maintenir sous l'action de la pression hydraulique introduite par l'orifice 1 1 et s'exerçant sur ce piston par l'intermédiaire des tiges 14 qui traversent la tte 15 du piston hydraulique d'injection 3 et la paroi 13. et d'autre part, ledit piston d'injection 3 qui est actionné par sa tte 15 lorsque l'alimentation est assurée par l'orifice 10. A la fig. 7. on voit que la soupape 9 est commandée par le renvoi de sonnette 16 soumis à l'action de la tige 17 du vérin 18.
La fig. I correspond à la position des organes en début d'injection. les pistons 3 et 4 étant poussés à fond par commande hydraulique, la soupape 9 étant fermée (fig. 1 et 6).
La fig. 2 représente le début du remplissage de la chambre de balayage entre le cylindre 1, les pistons 3 et 4 à partir de l'orifice 5 : le piston de transfert 4 com inence son déplacement vers la droite (recul), le piston d'injection 3 restant à fond sous l'action de la pression hydraulique exercée sur la tte 15.
La fig. 3 montre la chambre de balayage à son plus grand volume. le piston 4 reculant sous la pression de la matière arrivant par l'orifice 5.
La fig. 4 représente le remplissage du canal de transfert 6 par l'avance du piston 4, pendant que le piston d'injection 3 se retire (vers la droite du dessin) en déga gelant la chambre d'injection, tandis que la soupape 9 s'est ouverte et que le piston 3 prépare l'injection qui est commandée par le contact 3', actionné par un doigt porté par le piston 3 : en fin de course vers l'aval du pis
ton 4 soumis à la pression hydraulique, la matière pré
plastifiée par la vis d'extrusion arrive par l'orifice 5 et
s'écoule dans le jeu annulaire compris entre la tranche du piston et la tranche d'entrée du canal de transfert 6.
En fig. 5, le piston 3 se déplace vers l'aval pour
l'injection, la soupape 9 va se refermer sous l'action de la pression régnant dans la chambre 7.
Dans la variante représentée en fig. 8. le pot d'injection 21 est assemblé avec le cylindre de transfert 22 par le filetage 23. La tubulure 24 fixée sur le cylindre de transfert 22 livre passage par son canal 25 à la matière plastique, sous pression, venant de la vis d'extrusion (non représentée). La bague de balayage ou piston de transfert 26 coulisse avec un faible jeu dans l'alésage cylindrique 27 du cylindre 22. Le piston d'injection 28 cou
lisse dans la bague de balayage 26 et dans la portée cylindrique 29 ménagée dans le cylindre de balayage 22; cette portée 29 forme une cloison entre la chambre de transfert dans laquelle coulisse la bague de balayage 26 et le cylindre d'injection 30.
Les trous 31 permettent aux deux chambres précitées de communiquer entre elles lorsque la soupape annulaire 32. munie de canaux tels que 33 et de la portée biconique 34, est écartée du siège biconique 35 pratiqué dans la cloison. Dans la position représentée qui correspond à la période du cycle où la vis d'extrusion. seule. achève de remplir le cylindre d'injection 30, la bague de balayage 26, sous l'effet du piston hydraulique. non représenté, qui l'actionne, est venue buter en 36 contre la cloison après avoir refoulé, à travers les trous 31, les canaux 33 et l'espace annulaire 37 ménagé entre la soupape 32 et le piston 28. la matière plastique qui avait été emmagasinée dans la chambre de balayage 26 au cours de la période dite d'injection.
La matière plastique, en effet, bien que la bague de balayage 26 soit venue buter, peut continuer à passer par la gorge circulaire 38 pratiquée dans la bague de balayage 26 et, par le canal 39, diamétralement opposé au canal 25, obtenu par un fraisage local. dans l'espace annulaire 40 qui communique avec les trous 31. La pression engendrée au sein de la matière plastique par la vis d'extrusion maintient la soupape 32 écartée de son siège et la matière peut pénétrer dans le cylindre d'injection 30 par l'espace annulaire 40. De ce fait, l'espace annulaire 40 et la gorge circulaire 38 sont automatiquement balayés et nettoyés.
La matière plastique ne peut donc en aucune manière stagner. ce qui évite ainsi une carbonisation de la matière et des défauts dans les pièces. Le piston 28 continue à reculer sous l'effet de cette pression. Lorsque le cylindre d'injection 30 a été suffisamment rempli et ce, en fonction du volume de la pièce à mouler, un contacteur électrique. non représenté. actionné en fin de course préréglée du piston d'injection 28, agit sur l'alimentation du cylindre hydraulique d'injection non représenté. Le piston d'injection 28 est repoussé vers la gauche et refoule violemment vers le moule la matière plastique contenue dans le pot d'injection 21. La pression monte très rapidement à l'intérieur du pot d'injection 21. La matière plastique tend à tre refoulée vers le cylindre de balayage 22.
En raison des pertes de charge engendrées par les canaux 33 et l'espace annulaire 37, la soupape 32 est repoussée fermement contre son siège 35 et empche tout retour de la matière vers la chambre de transfert. Le piston de balayage 26 n'étant plus soumis à l'action du piston hydraulique qui l'avait repoussé vers la cloison, la ma tière plastique, poussée par la vis d'extrusion, refoule la bague de balayage 26 et remplit l'alésage du cylindre de transfert 22. Lorsque le volume de matière emmagasiné dans cette chambre a atteint la valeur désirée (comprise entre la moitié et les deux tiers du volume total de la pièce à mouler) un contacteur électrique arrte la rotation de la vis d'extrusion. Celle-ci n'est remise en route qu'en fin de la période d'injection qui coïncide avec le début de la période de refroidissement.
A cet instant on coupe l'alimentation du cylindre hydraulique d'injection, on alimente le cylindre hydraulique qui agit sur la bague de balayage. La chambre d'injection 30 se remplit par transfert et le cycle recommence.
Aux fig. 9 à 12, on voit les positions successives des organes d'injection et de transfert pendant un cycle; on y voit également les vérins hydrauliques 42 et 43 qui actionnent respectivement le piston d'injection 29 et le piston de transfert 26.
La fig. 9 correspond à la position avant injection: le piston 28 est en amont (à droite), le volume maximal de la chambre d'injection 30 est atteint, le piston 26 de transfert est en position aval (à gauche) et l'on constate que la matière préplastifiée remplit le jeu de fond de la chambre de transfert : la soupape 32 est libre dans son siège.
La fig. 10 représente la position des organes pendant l'injection: le piston d'injection 28 est poussé vers l'aval (à gauche) par le vérin 42 pendant que le piston de transfert 26 est repoussé par la matière contre la pression des vérins 43 ; la soupape 32 est appliquée contre la face amont de son siège par la forte pression qui règne à l'intérieur du pot 21; la chambre de balayage se remplit de matière poussée par la vis à travers l'orifice 25 dans la chambre de balayage-transfert.
La fig. 11 correspond à la position de fin d'injection: le piston 28 est à la fin de sa course vers l'aval; le piston 26 de transfert continue son déplacement vers l'amont.
A la fig. 12, le piston 26 est revenu vers l'aval, sous l'effet de sa commande hydraulique qui a été automatiquement branchée à la manière connue dès que l'alimen- tation hydraulique du piston 28 a été coupée, la soupape 32 dégage le canal-jeu de transfert 41 et le piston d'injection 28 poussé par la matière préplastifiée recule vers l'amont pour permettre le remplissage de la chambre d'injection 30; la vis de préplastification tourne.
Diverses modifications peuvent tre apportées aux dispositifs ci-dessus décrits. C'est ainsi, par exemple, que la soupape antiretour peut tre constituée par un fourreau concentrique aux pistons d'injection et de transfert et monté entre ces pistons, ledit fourreau étant normalement écarté d'une butée annulaire fixe et repoussé hydrauliquement contre cette butée pendant l'injection afin de fermer le passage entre les chambres d'injection et de transfert avec une force suffisante pour s'opposer à la pression de retour exercée par la matière contenue dans le pot d'injection; le piston de transfert peut alors comprendre une gorge circulaire laissant passer la ma- tière en fin de chaque cycle. Ces dispositions permettent de supprimer la bague de balayage.
REVENDICATIONS
I. Machine de moulage par transfert et injection, munie d'une vis de préplastification, débitant dans une chambre cylindrique avec un pot d'injection et une chambre de transfert, d'un piston de balayage et d'un piston d'injection concentriques actionnés hydrauliquement et d'une soupape antiretour, caractérisée en ce que le piston d'injection est de diamètre constant, coaxial et intérieur au piston de transfert, en ce que la soupape antiretour est aménagée avec un siège fixe dans une communication ménagée entre la chambre de transfert et le pot d'injection.