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MACHINE DE FABRICATION DE BROSSES AVEC UN MOULE DE COULEE
SOUS PRESSION
La présente invention concerne une machine de fabrication de brosses avec un moule de coulée sous pression en vue de la fabrication de corps de brosses en matière plastique pour brosses à dents ou analogues, dans lequel les corps de brosses sont partiellement constitués, et plus particulièrement en dehors de la zone de la tête, de plusieurs constituants moulés successivement par injection et dans lequel le moule de coulée par injection se présente sous forme d'un outil rotatif avec des niches de moule opposées par rapport à un plan médian longitudinal passant par l'axe de rotation, ledit outil rotatif comportant une plaque de moule fixe du côté de l'injection,
une plaque de moule du côté de l'éjecteur et une partie centrale servant de pièce tournante correspondant à la plaque de moule
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du côté de l'éjecteur et reposant sur un arbre coulissant du co,-e e la traversant centralement, cette pièce centrale étant pourvue d'un dispositif de maintien de poinçon pour la zone des trous de la brosse du côté de la tête à réaliser ultérieurement, tandis que les poinçons agissant dans la zone des trous forment une fixation du côté de la tête pour le corps de brosse pendant l'opération de retournement.
Dans les moules multiples usuels pour coulée sous pression, l'alimentation constituée d'un système
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de voies d'écoulement (canaux distributeurs) est conçue de façon que la masse liquide atteigne, par le trajet le plus court possible, les cavités du moule formées par ces niches du moule. La buselure d'alimentation pour coupler la tuyère d'injection de l'appareil d'injection au moule d'injection est donc située de préférence an position centrale et dans le prolongement de l'axe médian du moule. Dans le cas des pièces moulées allongées, comme par exemple les brosses à dents, les extrémités de l'injection ou de l'alimentation sont tournées-l'une vers l'autre pour les raisons précitées de technique d'injection et sont orientées vers l'axe médian du moule.
Dans les brosses à dents, ces extrémités d'alimentation se trouvent dans la zone postérieure de l'extrémité de la poignée car sinon, en cas de disposition à l'extrémité de la tête de la brosse, il existerait un risque de blessure de la bouche au cours de l'utilisation ultérieure.
Dans l'état actuel de la technique, on connaît déjà des machines de moulage par injection du type précité qui permettent l'injection à l'aide d'un outil réversible de brosses constituées de plusieurs constituants, et par exemple de brosses à dents en deux couleurs.
Dans le cas de ces machines, on moule tout d'abord un corps de base qui resta, après cette opération d'injection, dans la partie de la moitié du moule où aucune autre modification ne doit être effectuée. Après cette première opération d'injection, l'outil maintenant le corps de base est pivoté car exemple à 130 et une deuxième opération d'injection est effectuée sur le corps de base. Au cours de cette deuxième opération d'injection,
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on réalise alorspar exemple un moulage partiel autour on ra-alise alors du corps de base de façon obtenir co'nm produis-inal un corps de brosse à dents qui est par exemple en deux couleurs ou en plusieurs couleurs.
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Le corps de base est maintenu après la première . ue corps opération d'injection par une broche de moule pénétrant dans les trous de la zone où la brosse viendra ultérieurement. Dans le reste de la zone du corps de base peut s'effectuer l'apport de matière supplémentaire au cours de la deuxième opération d'injection. Pour réaliser cette opération dans la zone de la poignée, on connaît déjà un procédé dans lequel les corps de base sont pourvus extérieurement de passages dans la partie réversible maintenant l'extrémité de tête, chaque fois dans les zones de la poignée, les noyaux de moule de la plaque de moule mobile du côté de l'éjecteur pouvant pénétrer dans ces passages.
Les noyaux de moule présentent une forme différente sur les deux côtés réversibles et forment, au cours de la première opération d'injection, une partie du moule pour les corps de base et, au cours de la deuxième opération d'injection, une partie du moule pour le moulage périphérique.
Ces noyaux de moules doivent être amenés chaque fois hors de la zone de la pièce réversible avant la rotation de celle-ci. Ceci est réalisé du fait que la pièce réversible et la plaque de moule du côté de
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l'éjecteur sont montées sur un arbre coulissant traversant e ees sur un celles-ci, sur lequel repose également une roue dentée coopérant avec une crémaillère pour l'entraînement en rotation. Par suite de la grande masse en rotation de la plaque de moule du côté de l'éjecteur, l'arbre coulissant doit se présenter sous forme d'un arbre coûteux a nombreuses dents afin de pouvoir transmettre des forces importantes.
Pour la réalisation du moule de coulée par injection, il s'est avéré fort coûteux d'usiner les passages dans la pièce réversible. Ce travail est effectué par découpage au fil par électroérosion, ce qui est une opération très précise qui répond aux exigences mais
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qui est d'un prix très élevé, d'autant plus qu'il faut généralement prévoir un nombre total de ces passages qui correspond au double du nombre des corps de brosse à éjecter au cours d'une opération.
Ces noyaux de moule doivent venir s'adapter de manière très précise dans ces passages, ce qui est fort coûteux, afin d'éviter que les corps de brosses obtenus ultérieurement présentent des lignes de séparation indésirables. Comme les deux pièces-pièce réversible avec les passage, d'une part, et la plaque de moule mobile d'autre part-sont disposées en étant mobiles l'une par rapport à l'autre, il est inévitable dans ce cas que des phénomènes d'usure se produisent sur les surfaces de séparation ou sur leurs bords ou qui donnent lieu au cours du temps à l'apparition de joints de séparation. Il en résulte que la durée d'utilisation de l'outil est fortement limitée. Les phénomènes d'usure qui se produisent ne sont réparables qu'en y consacrant un temps et des dépenses fort importants.
Comme déjà mentionné ci-dessus, la partie réversible présente une grande masse et donc un grand moment d'inertie, ce qui donne lieu à une usure accrue de la transmission. En général, on prévoit comme transmission une crémaillère qui coopère avec une roue dentée montée sur l'arbre à plusieurs dents. De ce fait, l'arbre à plusieurs dents ainsi que la transmission par crémaillère et roue dentée qui coopère avec celui-ci s'usent relativement vite.
La présente invention a pour objet de proposer une machine à fabriquer les brosses du type précité comportant un moule de coulée par injection dont la construction est simplifiée, dont le coût total de fabrication est fortement réduit tout en permettant d'augmenter la durée d'utilisation du moule d'injection.
D'autre part, le mode de construction doit également
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être compact, compte tenu de la machine d'injection qui doit opérer avec le moule d'injection.
Pour atteindre ce résultat il est prévu, conformément à la présente invention, que les niches de moule avec leurs extrémités formant au moins la tête de brosse ou la zone de saisie de celles-ci sont disposées à peu près l'une vers l'autre et tournées vers le plan longitudinal médian ainsi que ses extrémités sur la pièce réversible et que la partie des niches de moule pour la zone du corps de brosse, dans lequel une masse de matière supplémentaire est injectée au cours d'une autre opération, est opposés au plan médian longitudinal et se trouve vers l'extérieur près de la plaque de moule, du côté de l'éjecteur.
Grâce à la disposition des niches de moule tournées l'une vers l'autre,, de préférence dans leur zone de saisie du côté de la tête de brosse, la partie réversible peut être dimensionnée, pour ce qui concerne ses dimensions extérieures, de façon à recouvrir seulement les extrémités du moule du côté de la tête et proche du centre. La pièce réversible peut donc être nettement plus petite et, par conséquent, sa masse d'inertie de rotation peut donc être notablement réduite. Cette masse de rotation réduite permet avantageusement une simplification de la transmission d'entraînement et également une usure plus faible.
Un important avantage consiste dans la forte réduction des frais de fabrication, car il n'est plus nécessaire que la pièce réversible présente des passages sujets à usure et coûteux à réaliser pour permettre la
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i=-ne pénétration des noyaux de moule de la pièce de moule p mobile du côté de l'éjecteur.
Le moule d'injection appartenant à la machine de fabrication des brosses peut être conçu de manière nettement plus compacte grâce à la présente invention,
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vu que la place requise pour la rotation de la pièce réversible est réduite grâce aux plus faibles dimensions extérieures de celle-ci, qui sont réduites à peu près de moitié dans un exemple de réalisation pratique. D'autre part, le moula d'injection peut être placé avec des distances latérales plus faibles entre les longerons de guidage. La distance des longerons de guidage détermine la grandeur de la machine d'injection raccordée, si bien qu'une adaptation et une optimalisation entre la pression de fermeture requise du moule d'injection et la machine d'injection correspondante sont rendues possibles.
Des parois séparatrices coniques sont prévues de préférence, au moins dans la zone de séparation disposée transversalement par rapport à l'extension longitudinale des niches de moule, entre la pièce réversible et la plaque de moule du côté de l'éjecteur destiné à former les moitiés de niches de moule.
Lorsque la pièce réversible est enfoncée dans le renfoncement de support de la plaque de moule du côté de l'éjecteur cette disposition, avec un renfoncement de support de la plaque de moule du côté de l'éjecteur s'élargissant en forme de cône vers l'orifice de support et les parois séparatrices adaptées de manière appropriée de la pièce réversible, exclut pratiquement le risque de dommages des bords du moule.
Des modes de réalisation supplémentaires de la présente invention font l'objet des revendications secondaires. L'invention, ainsi que ses caractéristiques principales, sera décrite ci-après à l'aide des figures, qui représentent respectivement :
La figure 1, une vue latérale d'une machine de moulage par injection avec moule d'injection ouvert,
La figure 2, une vue latérale d'un moule d'injection fermé,
La figure 3, une vue latérale d'un moule
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d'injection partiellement ouvert, et
La figure 4, une vue latérale d'un moule d'injection complètement ouvert pour l'inversion.
Une machine de moulage par injection représentée par la figure 1 sert à la fabrication de corps de brosses à dents 2. Elle présente de la manière usuelle une unité de fermeture 3 du côté gauche et une unité d'injection 4 et 5 du côté droit ainsi que dans le dessus.
Entre l'unité de fermeture 3 et les unités d'injection 4 et 5 se trouve le moule d'injection 6.
Ce moule d'injection 6, représenté ici à l'état ouvert, comporte une plaque de moule 7 mobile du côté de l'éjecteur tournée vers l'unité de fermeture 3 et, vis-à-vis de celle-ci, une plaque de moule 8 fixe du
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c côté de la tuyère, ainsi qu'une pièce réversible 9 qui o a t-L. a a se trouve entre ces deux plaques de moule 7 et 8.
La machine de coulée par injection représentée sert à la fabrication de corps de brosses 2 constitués de deux composants injectés l'un après l'autre. Elle comporte donc également les deux unités d'injection 4 et 5 comportant chacune un cylindre d'injection 10, 10a, une transmission 11, 11a ainsi qu'un entonnoir de remplissage 12,12a pour amener la masse de moulage qui se présente généralement sous forme de granulés.
L'unité de fermeture comporte une transmission pour la plaque de moule mobile 7 tandis que la transmission de l'exemple de réalisation est représentée sous forme d'une transmission à genouillère vue en traits interrompus. La pièce réversible 9 est fixée à l'extrémité d'un arbre coulissant 13 qui est monté à coulisse dans la plaque de moule mobile 7. Des longerons de guidage 14 sont prévus pour guider et maintenir les plaques de moule.
La disposition du moule d'injection 6 est bien représentée par les figures 2 à 4. La figure 4 permet
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de voir plus particulièrement les parties essentielles du moule d'injection 6, c'est-à-dire la plaque de moule fixe 8 du côté de la tuyère, la plaque de moule mobile 7 du côté de l'éjecteur, l'arbre coulissant 13 monté à coulisse dans celle-ci ainsi que la pièce réversible 9 fixée à l'extrémité, à l'intérieur du moule de l'arbre coulissant 13.
La plaque de moule mobile 7 présente en son centre un renfoncement de support 15 dans lequel vient s'adapter la pièce réversible 9, comme on peut le voir nettement aux figures 2 et 3.
Dans la plaque de moule mobile 7 et la pièce réversible 9 qui se trouve dans celle-ci ainsi que dans la plaque de moule fixe 8 sont prévues des niches de moule 16 (cavités) disposées les unes face aux autres, qui délimitent les cavités de moulage ou les constituent lorsque le moule d'injection est fermé. Dans ce cas, les niches de moule de la plaque de moule mobile 7 et de la pièce réversible 9 sont constituées chaque fois de deux sections 16a et 16b, dont l'une se trouve dans la plaque de moule 7 (16b) et dans la deuxième section (16a) de la pièce réversible constituant son prolongement.
Le moule d'injection 6 représenté dans l'exemple de réalisation sert à la fabrication de corps de brosses à dents 2 constitués de deux composants injectés.
Il convient de mentionner à présent que plus de deux composants d'injection pourraient être préparés les uns après les autres suivant un nombre d'opérations d'injection correspondantes. Par exemple, dans le cas de quatre composants, c'est-à-dire par exemple d'un corps de brosse en quatre couleurs, la fabrication devrait s'effectuer dans quatre positions d'injection. Dans ce cas, le moule d'injection serait avantageusement réalisé avec une rotation d'un quart de tour de sa pièce réversible 9 pour passer d'une position d'injection à
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la suivante.
1-a Dans le moule d'injection à deux composants représente dans l'exemple de réalisation on fabrique, au cours d'une première opération d'injection, des corps de base 2a et, au cours d'une deuxième opération d'injection, ces corps de base sont partiellement entourés et constituent ensuite les corps de brosses a dents terminés 2.
Conformément à la présente invention, le moule d'injection 6 est réalisé de façon que les niches de moule 16 sont tournées l'une vers l'autre par leurs zones constituant, au moins d'un côté, la zone de saisie au cours de la rotation de la pièce réversible 9. Dans le cas présent, les niches de moule sont disposées tournées l'une vers l'autre par leurs extrémités de tête 17, comme on peut bien le voir à la figure 3. Dans ce cas, on prévoit en effet comme zone de saisie l'extrémité de tête et en particulier également la zone où viendront plus tard les trous du corps de brosse à dents 2 ou du corps de base 2a. Pour former les trous dans la zone des trous, il existe des poinçons qui sont assemblés à un dispositif de maintien de poinçon 18.
Ces poinçons constituent une butée suffisante pour les corps de base 2a au cours d'une opération d'inversion si le moule est ouvert pour l'opération d'inversion. Grâce à la disposition proche de l'axe des zones de saisie 19, la pièce d'inversion 9 peut donc être réalisée avec de faibles dimensions et donc avec une faible masse de rotation.
La pièce d'inversion 9 doit être dimensionnée de façon que la zone 16a des niches de moule 16 constituant également la zone de saisie 19 puisse y être placée.
Dans la zone des niches de moule 16b et 16b' situées en dehors de la zone de saisie et qui se trouvent
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dans la plaque de moule mobile 7, il faut tenir compte du fait que, au cours des deux opérations d'injection, ce sont tout d'abord les corps de base 2a et, au cours de la deuxième opération d'injection, les moulages périphériques qui sont réalisés pour former les corps de brosses à dents 2 terminés.
Les corps de base 2a sont préparés dans la zone de moule inférieure 16b'et les masses périphériques pour obtenir les corps de brosses à dents terminés sont moulées dans la zone de moule supérieure 16b. La pièce réversible 9 se trouve à la figure 4 dans une position où les corps de base injectés dans la zone inférieure sont tournés vers le haut pour la deuxième opération d'injection. Les corps de brosses à dents terminés 2 sont éjectés vers le bas par la pièce d'inversion 9 après cette opération d'inversion, comme indiqué par la flèche Pf 1.
La pièce d'inversion 9 constitue, avec sa limite extérieure opposée au plan médian longitudinal L, la zone de séparation vers la partie des niches de moule 16, du côté de la poignée. Dans cette zone de séparation s'étendant transversalement par rapport à l'extension longitudinale des niches de moule entre la partie réversible 9 et la plaque de moule 7 du côté de l'éjecteur servant à former les moitiés de niches de moule, il existe des parois séparatrices coniques 20,21. Ceci permet, après l'opération d'inversion, un guidage bien centré de la pièce réversible 9 dans le renfoncement de support 15, tandis que la disposition conique des parois séparatrices permet d'éviter un choc contre les bords, en particulier dans la zone des niches de moule.
La pièce réversible 9 est fixée à l'extrémité intérieure de l'arbre coulissant 13 et peut glisser au moyen de l'arbre coulissant 13 guidé à pivot dans la plaque de moule 7, du côté de l'éjecteur du renfoncement
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de support central 15 lorsque le moule d'injection est ouvert jusqu'à la position représentée par la figure 7.
L'arbre coulissant 13 est également assemblé à une transmission rotative, afin de pouvoir faire tourner la pièce réversible 9 dans ses différentes positions de fonctionnement. La transmission rotative comporte une roue dentée d'entraînement pouvant se déplacer longitudinalement et montée sur l'arbre coulissant sans possibilité de rotation, en coopérant avec une crémaillère.
Pour assurer le montage sans possibilité de rotation mais avec coulissement longitudinal de la roue dentée d'entraînement, l'arbre longitudinal 13 est pourvu d'une rainure pour clavette dans laquelle s'engage une clavette de la roue dentée d'entraînement. Par suite de la faible masse de la pièce réversible 9, un seul assemblage par rainure et clavette peut suffire dans ce cas en évitant l'utilisation d'un arbre coûteux à plusieurs dents.
La figure 2 représente le moule d'injection en position fermée. C'est alors que les corps de base 2a et les corps de brosses à dents 2 sont injectés simultanément. Le moule est alors ouvert en retirant la plaque de moule mobile 7 avec la pièce réversible 9 qui s'y trouve (figure 3, partiellement ouvert). La distance entre les deux plaques de moule 7 et 8 est suffisamment grande en position complètement ouverte pour que la pièce réversible 9 puisse être retirée de la plaque de moule mobile 7 dans l'interstice entre les plaques de moule, pour faire coulisser l'arbre coulissant 13. La pièce réversible 9 est alors retournée de 1800 tandis que les corps de base 2a fabriqués dans la partie inférieure sont maintenus sur la pièce réversible 9.
Les corps de brosses à dents 2 terminés dans la zone supérieure sont éjectés vers le bas après cette rotation de demi-tour. Ensuite, la pièce réversible 9 est amenée à nouveau dans le renfoncement de support 15 de la plaque
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de moule 7, tandis que les corps de base 2a viennent appuyer par leur extrémité du côté de la poignée dans la zone des niches de moule 15b.
Le moule est alors fermé, puis l'injection des corps de base 2a est effectuée à nouveau dans la zone inférieure tandis que, dans la zone supérieure, les corps de base préparés sont transformés simultanément par injection en corps de brosses à dents 2 terminés.
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, 3r ce versible Grâce à la disposition de la pièce réversible 9, la masse de celle-ci peut être ramenée à un tiers de la masse initiale. Comme le rayon intervent au carré dans la masse d'inertie de rotation, il en résulte une réduction très notable de la masse de rotation efficace.
Dans le moule d'injection 6 de la présente invention, un mode de construction nettement plus compact est réalisé, ce qui permet de placer un plus grand nombre de niches de moule pour un encombrement disponible donné.
Dans l'exemple de réalisation représenté, il s'agit d'une machine appelée"10 + 10", dans laquelle dix corps de base 2a et dix corps de brosses à dents 2 terminés peuvent être injectés simultanément. En dépit du grand nombre de niches de moule, le moule d'injection 6 peut être réalisé de manière suffisamment compacte dans le cas de la présente invention pour qu'il puisse coopérer avec une unité de fermeture 3 dont la distance libre entre longerons atteint 420 mm. C'est en effet la distance entre les longerons qui détermine la dimension et la pression de fermeture de la machine.
Si la distance disponible entre longerons atteignait par exemple 620 mm, comme c'était le cas jusqu'à présent, il serait nécessaire d'utiliser une unité de fermeture ayant une force de fermeture d'environ le double, ce qui constituerait un sur-dimensionnement d'environ 100% pour le moule d'injection prévu. Il existe
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donc un avantage économique très important en rapport avec l'unité de fermeture, et cela au moment de l'acquisition ainsi qu'ultérieurement au cours de l'utilisation, vu que la consommation d'énergie pour une unité de fermeture 3 avec une pression de fermeture plus faible est également nettement plus réduite.
Dans l'exemple de réalisation pratique, une machine de 250 tonnes peut être remplacée, de manière satisfaisante pour ce moule d'injection. par une machine de 130 tonnes.
Comme déjà mentionné précédemment, le maintien des corps de base 2a pendant l'opération d'inversion est assuré, en principe, dans la zone où aucune modification n'est apportée au cours de la deuxième opération d'injection. Dans l'exemple de réalisation représenté, c'est le cas pour la zone terminale du côté de la tête des brosses à dents et donc du côté où se trouve la brosse. L'addition de matière injectée peut éventuellement être effectuée sur toute la longueur et sur le dos des corps de brosses.
Si la zone de maintien prévue pour les corps de base n'est que très faible si bien qu'il n'existe que de faibles forces de maintien disponibles, il existe encore la possibilité de prévoir, en dehors de la zone de maintien et sur la pièce réversible 9, une fixation supplémentaire agissant sur le corps de base de manière efficace pendant l'opération d'inversion et de préférence en dehors de la pièce réversible. Une fixation supplémentaire de ce genre permet d'éviter une déformation des corps de brosses non encore complètement durcis au cours de l'opération d'inversion.
Toutes les caractéristiques mentionnées dans la description, les revendications et les figures peuvent être utilisées séparément ou en combinaison quelconque les unes avec les autres, conformément à la présente invention.