Moule à chenal de coulée pour machine à mouler par injection
La présente invention a pour objet un moule à chenal de coulée pour une machine à mouler par injection, notamment pour le moulage de matières plastiques.
On sait qu'un des principaux défauts des articles obtenus par injection dans les moules connus est la formation de marques et de repères de moulage qui, souvent, sont coûteux à effacer pour obtenir un produit propre.
Pour réduire la grandeur de tels marques et repères dus, par exemple, aux jets de coulée, aux entonnoirs de coulée, etc., on s'est tourné vers les moules munis de chenaux de coulée à chaud, dans lesquels la tige d'une soupape est logée dans un ajutage ou une buse de coulée, ladite soupape étant normalement fermée en position de repos, mais ouverte et fermée en réponse à la pression d'injection ou à des moyens de commande indépendants.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et de simplifier le mécanisme de commande de la soupape. Le moule qui en fait l'objet est caractérisé en ce qu'il comprend deux moitiés susceptibles de prendre appui l'une contre l'autre pour former la cavité de moulage et destinées à être montées sur la machine à mouler par injection pour limiter leur déplacement réciproque par rapport au côté chaud de la machine, des moyens élastiques destinés à exercer une force contre lesdites moitiés pour les écarter du côté chaud de la machine d'une distance déterminée, et des moyens répondant aux déplacements des moitiés du moule par rapport à la machine de moulage pour effectuer sélectivement la commande d'une tige de soupape montée mobile dans une buse disposée dans le chenal de coulée.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du moule objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe partielle d'un moule à chenal de coulée à chaud dans lequel est logée une soupape.
La fig. 2 est une coupe semblable à celle de la fig. 1, la tige de soupape étant en position d'obturation.
La fig. 3 est une coupe partielle du moule ouvert avec le noyau en retrait.
La fig. 4 est une vue partielle en coupe et à plus grande échelle montrant la buse d'injection du chenal de coulée située du côté chaud du moule, la tige de soupape reposant sur son siège.
Dans la fig. i, on a représenté un moule 10 comprenant un collier annulaire 12, une moitié supérieure chaude 14 et une moitié inférieure complémentaire 16.
Pour des raisons de clarté, le chenal de coulée 18 est représenté à l'état assemblé par rapport au moule 10 et une buse d'injection 20 d'une machine à mouler par injection est indiquée comme étant en communication avec cette dernière pour injecter une matière plastique fluide dans ledit chenal de coulée à chaud.
Le chenal de coulée à chaud 18 n'est pas représenté en détail, du fait qu'il est connu d'un brevet antérieur du même titulaire. La seule différence est qu'il est muni d'une tige de soupape 22 présentant une partie dégagée et une tête 24 pour un but qui sera décrit par la suite.
La tige de soupape 22 présente une portion en forme de torpille 26 et son extrémité inférieure est effilée pour former un tronc de cône 28 susceptible de coopérer avec le siège 30 formé dans la partie 14 du moule.
La tige 22 est montée coulissante par rapport au chenal de coulée 18 et a pour mission d'ouvrir et de fermer la soupape dans la buse 32 qui est montée soit de manière amovible, soit de manière fixe, sur le chenal de coulée 18. La soupape contrôle, grâce à son tronc de cône 28, I'écoulement de la matière de moulage dans la cavité 34 du moule, ladite cavité étant déterminée par l'aboutement des deux moitiés 14 et 16 du moule.
On remarque dans la fig. 1 que le collier annulaire 12 est percé de trous 36a dans lesquels passent des boulons 36 qui relient rigidement le moule à la machine à mouler par injection.
Le diamètre interne du collier 12 est tel qu'il laisse un léger espace libre 38 entre lui et le chenal de coulée 18, afin que son assemblage puisse se faire sans difficulté, mais qu'il n'occasionne qu'une très petite perte de chaleur,
Des trous 40 o sont percés à intervalles réguliers dans le collier 12, afin de permettre l'engagement de boulons à tête 42 qui se vissent dans des trous taraudés 44 taillés dans la moitié 14 du moule. Lorsque le collier 12 repose sur la moitié 14 du moule (voir fig. 1), il existe un espace entre la tête 42a de chaque boulon 42 et l'épaulement 40a des trous 40. De ce fait, la moitié 14 du moule peut effectuer un déplacement déterminé par rapport au collier 12.
Le collier 12 est, en outre, percé en 46 pour constituer le siège de ressorts 48, I'autre extrémité des ressorts prenant appui dans le fond de trous 50 usinés dans la moitié
14 du moule. Lorsque le collier 12 et la moitié 14 reposent l'un sur l'autre, les ressorts 48 sont comprimés, de sorte que ladite moitié est poussée constamment à l'écart du collier 12. La raison de cette disposition sera expliquée par la suite. Enfin, le collier 12 présente un évidement intérieur 52 tourné vers la face supérieure de la moitié 14 du moule. L'extrémité d'une vis réglable 54, dont la tête est logée dans un perçage pratiqué dans le collier 12, débouche dans cet évidement.
En variante, les ressorts 48 peuvent être remplacés par des dispositifs pneumatiques ou hydrauliques; les tiges des boulons peuvent être entourées de ressorts pre- nant appui sous les têtes desdits boulons.
La moitié 14 du moule est faite de deux parties 56 et 58 reliées rigidement entre elles par des goujons filetés 60. mais séparables grâce auxdits goujons. La partie 56 est évidée centralement pour permettre l'insertion du chenal de coulée 18, cet évidement central ayant des dimensions telles qu'il forme un espace annulaire d'insufflation d'air 62 entre ledit chenal et la partie 56. Des ouvertures 64 sont prévues à des intervalles déterminés dans la partie 56 pour permettre l'introduction des buses du chenal de coulée chauffé vers la partie refroidie 58, afin qu'elles obturent les ouvertures 64 et assurent une isolation thermique suffisante. Une portion 66, comprenant un canal d'alimentation principal 68, relie le chenal de coulée 18 aux parties 56 et 58 par des boulons 70.
La portion 66 est évidée comme visible en 72, chaque évidement étant en communication avec l'évidement cor respondant 52 faconné dans le collier 12.
Un bras oscillant 74 est monté dans chaque évidement 72 autour d'un pivot 76 fixé dans les parois opposées de l'évidement correspondant. L'extrémité du bras oscillant 74 située dans l'évidement 72 est fendue en forme de T pour recevoir la partie dégagée et la tête 24 de la tige de soupape 22 de manière que cette dernière puisse y pivoter et y coulisser. Le mouvement oscillant des bras 74 dans un sens ou dans l'autre provoque un déplacement de la tige de soupape 22, la tête 24 de cette dernière effectuant un mouvement oscillant et pivotant par rapport au bras correspondant. Chaque bras oscillant 74 présente, en outre, une fente 78 pratiquée dans la fente en forme de T pour permettre l'insertion de la tête 24 dans ladite extrémité du bras oscillant.
Une chambre 80 est usinée dans la partie 56 et est alignée axialement sur les vis réglables 54. Un perçage 82, coaxial à la chambre 80, traverse la partie 56 et s'ouvre à l'intérieur de l'évidement 52 du collier 12. Un piston 84 est disposé dans la chambre 80 et sa tige 86 coulisse dans le perçage 82 reliant la chambre 80 à l'évidement 52. Le piston 84 est mis sous pression par de l'air amené par intermittence par un conduit 88 pour obliger la tige de piston 86 à prendre appui contre l'extrémité du bras oscillant 74 pour forcer cette dernière contre la vis de réglage 54. Pour éviter toute fuite, des joints 90 sont logés autour de la chambre 80 dans l'une des parties 58 ou 56. Enfin, la moitié 16 du moule est fixée de manière amovible par des boulons 92 à une plaque de support mobile (non représentée) de la machine à mouler par injection.
La moitié 16 du moule porte des tiges d'éjection 94 ou d'autres moyens semblables d'éjection. Enfin, les moitiés 14 et 16 sont munies de goujons de guidage 98.
La partie 58 est évidée en 100, afin de permettre le montage du chenal de coulée à chaud 18. Toutes les pièces dans cette zone sont dimensionnées de manière qu'il n'existe qu'un espace très étroit 102 entre le fond de la buse 32 et la partie évidée 100, tandis qu'un espace relativement plus large 104 existe entre les parois de la buse 32 et les parois de l'évidement 100. Grâce à cette disposition, la matière fluide de moulage peut s'écouler durant l'injection et constitue une barrière isolante efficace pour conserver la chaleur nécessaire dans la buse 32.
La matière qui s'écoule dans lesdits espaces est siphonnée et se durcit légèrement sous les pressions d'injection.
Malgré ce léger durcissement, il est facile de séparer les parties du moule, le collier isolant évitant l'amenée de toute chaleur supplémentaire.
Dans la forme d'exécution décrite, une seule buse fixée au chenal de coulée à chaud et introduite dans le moule suffit, les machines à mouler modernes présentant suffisamment de place autour de la buse d'injection principale 20 pour permettre le montage du mécanisme de commande de la tige de soupape derrière la moitié chaude du moule. Dans ce cas, le collier annulaire 12 peut être supprimé et le bras oscillant 74, visible dans la fig. 1, peut être fixé à toute partie appropriée de la machine. Dans ce cas aussi, le canal principal d'alimentation qui s'étend de la buse d'injection principale 20 au chenal de coulée à chaud 18 peut être étagé pour permettre une disposition centrale de la buse 32 et de son mécanisme à soupape, le montage des ressorts 48 pouvant se faire coaxialement à la contrepartie des boulons 42.
Dans la fig. 1, on a représenté le moule en position d'injection, position pour laquelle les deux moitiés 14 et 16 prennent appui l'une contre l'autre grâce au collier annulaire 12 et aux ressorts 48. Simultanément, la vis réglable 54 abaisse le bras oscillant à l'encontre de la pression exercée par la tige de piston 86 pour soulever la tige de soupape 22. La machine à mouler par injection est commandée selon un programme et, de ce fait, la matière fluide passe par la buse 20 dans le chenal de coulée 18 et dans la cavité 34 du moule, ainsi que dans les espaces 102 et 104 lors de la première coulée.
Dès que la cavité 34 est remplie de matière injectée sous pression, le moule, fermé de force sous une pression d'environ 40 tonnes/cm2, s'ouvre et les ressorts 48 obligent les deux moitiés 14 et 16 à se séparer du collier 12.
Simultanément, de l'air comprimé est envoyé par le conduit 88 et oblige le piston 84 et sa tige 86 à faire pivoter le bras oscillant 74 pour fermer la buse d'injection 32 avant l'ouverture des deux moitiés du moule et au moment où la matière coulée dans la cavité 34 est semisolide. La soupape 28 peut être dimensionnée et son déplacement réglé de manière qu'elle assure l'arrêt de la matière lorsque la cavité 34 est pleine, sa tige pouvant se prolonger quelque peu au-delà du siège, comme visible dans la fig. 4.
Ainsi qu'il ressort de la fig. 2, lorsque le moule assemblé est forcé de se séparer du collier 12 sous l'effet des ressorts 48, les têtes 42a des boulons 42 ne reposent pas encore sur les épaulements 40a. Etant donné les variations possibles de la course, il est souhaitable d'avoir une légère tolérance entre les pièces mobiles.
Dans la fig. 3, le moule est représenté juste avant l'éjection de la pièce moulée avec les deux moitiés du moule séparées d'une distance telle que ladite pièce moulée puisse être retirée sans difficulté. La soupape ne peut plus être ouverte et cela jusqu'à ce que les moitiés 14 et 16 du moule aient été ramenées l'une contre l'autre et qu'une pression ait été fournie pour contrecarrer la force exercée par les ressorts 48. Dès que les moitiés prennent appui l'une contre l'autre et qu'elles ont été amenées contre le collier 12, la tige de soupape 22 peut être manipulée pour un nouveau cycle de moulage.
II ressort des explications fournies ci-dessus que le moule décrit est compact et ne nécessite pas de moyens coûteux pour conserver la chaleur. En outre, il n'a pas besoin d'être équipé de moyens supplémentaires de chauffage et peut être utilisé sans autres dans les machines à mouler par injection connues. Enfin, les frais occasionnés par la construction d'un tel moule sont relativement has par rapport aux moules utilisés jusqu'ici.