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Machine de fabrication de brosses
La présente invention concerne une machine de fabrication de brosses comprenant un moule de coulée sous pression en vue de la fabrication des corps de brosses en matière plastique en particulier pour brosses à dents ou analogues, dans laquelle le moule de coulée sous pression comprend des cavités de moule placées dans les plaques de moule et dans laquelle est prévu un dispositif de transfert pour assurer tout au moins le passage des corps de brosses partiellement moulés par injection d'une cavité de moule à la suivante ou analogue.
Dans le cas de tels moules de coulée sous pression, des injecteurs chauffants sont prévus à proximité des cavités de moules, permettant l'injection de la masse liquide dans les cavités de moules. Les injecteurs chauffants et également les canaux chauffants doivent empêcher un refroidissement non désiré de la masse liquide de matières plastiques lors du procédé d'injection. On connaît également des moules de coulée sous pression qui sont directement soumis à un chauffage dans la zone des cavités de moule afin de favoriser une bonne distribution de la matière à mouler par injection.
Après le procédé d'injection, la masse de matières plastiques doit se solidifier le plus rapidement possible et refroidir jusqu'à ce que les corps de brosses moulés par injection aient acquis une stabilité suffisante pour un prélèvement et un usinage ultérieur. Le temps usuel d'un cycle s'élève ainsi à environ 30 à 40 secondes dont environ 20 à 25 secondes sont destinées au procédé d'injection et au temps de maintien en pression et le reste au temps de refroidissement.
En vue du refroidissement on trouve également dans la zone des cavités de moule, outre les injecteurs chauffants et éventuellement aussi les canaux chauffants, des canaux de
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refroidissement traversés de préférence par un produit réfrigérant liquide.
Ainsi se produit dans la zone des cavités de moule un refroidissement au même moment que le réchauffement, de telle sorte que les effets de ces mesures opposées sont en partie neutralisés et que leur efficacité respective est fortement lésée.
Les corps des brosses doivent acquérir une stabilité suffisante pour un usinage ultérieur de sorte que conformément à cela elles sont longtemps refroidies et que pendant ce temps le moule de coulée sous pression doit être maintenu fermé.
La présente invention se donne pour objectif d'élaborer une machine de fabrication de brosses comprenant un moule de coulée sous pression pour laquelle il est possible d'atteindre un meilleur refroidissement des corps de brosses moulés par injection et donc des temps de cycle plus courts.
Ce procédé doit pouvoir être aussi bien utilisé pour la fabrication de corps de brosses constitués d'un seul composant à mouler par injection que pour la fabrication de corps de brosses constitués de plusieurs composants à mouler par injection.
Pour parvenir à cet objectif, la présente invention propose en particulier que à proximité d'une cavité de moule ou d'un groupe de cavités de moule homogènes, dans lesquelles les corps de brosses sont totalement ou partiellement moulés par injection, soit placé au moins un poste de refroidissement et/ou un poste d'usinage avec fixation ou support pour les corps de brosses.
Pour ce moule de coulée sous pression, le temps d'un cycle peut être fortement réduit, ce qui augmente la production par unité de temps sans nuire à la qualité du produit.
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Pour ce moule de coulée sous pression, les corps de brosses moulés par injection demeurent moins longtemps dans les cavités de moule de coulée sous pression, c'est-à-dire qu'ils ne restent plus que le temps nécessaire à l'obtention de la stabilité nécessaire des corps de brosses pour un court transport d'un poste de moulage au suivant, respectivement le poste de refroidissement et/ou le poste d'usinage. Etant donné que le poste de refroidissement n'est plus, comme auparavant, en même temps poste de moulage, on peut lui accorder spécialement la fonction de refroidissement, de sorte qu'avant l'éjection de ce poste il est possible d'obtenir un refroidissement relativement plus efficace et ainsi un temps de refroidissement plus court, temps pendant lequel les corps de brosses ont atteint une stabilité suffisante pour un usinage ultérieur.
Ce procédé permet également d'atteindre une amélioration importante de la qualité des corps de brosses vu que notamment les dépressions de surface peuvent être évitées par un meilleur refroidissement.
Un poste de refroidissement et/ou un poste d'usinage présentant des corps de brosses accessibles permet également d'entreprendre un usinage des corps de brosses en même temps que le refroidissement, ce qui contribue également à une diminution du temps de fabrication des corps de brosses et donc des brosses.
Conformément à l'objectif de la présente invention, la fixation ou le support pour les corps de brosses dans le poste de refroidissement et/ou le poste d'usinage est formée par des moules enveloppant au moins partiellement ces corps de brosses, le cas échéant par des broches à trou, dans des moulures ou analogues s'engrenant dans les rainures des corps de brosses.
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Grâce à ce procédé, la chaleur peut être dissipée sur une surface de contact des corps de brosses comparativement grande et les corps de brosses sont en même temps soutenus positivement de sorte qu'ils ne peuvent se déformer lors du durcissement.
Les corps de brosses sont particulièrement bien maintenus par des broches à trou dans la zone du champs des brosses. Le cas échéant, des broches à trou peuvent aussi être prévues pour la fixation à un autre endroit du corps de brosse. Enfin, il est également possible de prévoir une fixation dans les moulures ou analogues s'engrenant dans les rainures des corps de brosses partiellement moulés par injection.
Un important avantage consiste dans le fait que le (s) moule (s) ou analogues disposés près du poste de refroidissement et/ou du poste d'usinage est/sont composé (s) de matériaux qui sont de bons conducteurs de chaleur, par exemple l'aluminium, et/ou dans le fait que des produits réfrigérants sont prévus dans la zone de ces moules.
Grâce à ces mesures, un refroidissement particulièrement efficace et rapide, tel que requis, ainsi qu'une stabilisation des corps de brosses moulés par injection peut être obtenu.
Un développement ultérieur avantageux de l'invention prévoit que près du poste de refroidissement et/ou du poste d'usinage une des plaques de moule présente un évidement situé aux alentours de la zone des moules ou de la zone des cavités de moules de la plaque de moule opposée. Ainsi, les corps de brosses se trouvant dans le poste de refroidissement et/ou d'usinage sont accessibles pour un usinage du coté de l'évidement, de sorte que le temps de refroidissement ou le temps de cycle peut encore mieux être mis à profit.
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Une forme de réalisation de l'invention prévoit que près du poste de refroidissement et/ou du poste d'usinage les corps de brosses soient accessibles au moins partiellement et que à cet endroit soit placé au moins un outil d'usinage, par exemple un dispositif de poinçonnage, un dispositif de transport des brosses ou analogues.
Conformément à l'objectif de la présente invention, la zone libre est prévue ici dans la zone de poinçonnage des corps de brosses, de sorte que lors du refroidissement peut également être entreprise l'application d'un poinçon qui d'ailleurs jusqu'ici se produisait au cours d'une opération ultérieure distincte. Si les corps des brosses restent ouverts sur une moitié de face, c'est-à-dire jusqu'à leur plan médian longitudinal dans le poste de refroidissement et/ou le poste d'usinage, il est également possible que les corps de brosses soient éjectés avant la fin d'un autre temps de cycle présumé.
Une forme de réalisation de l'invention prévoit que, près d'un moule de coulée sous pression constitué comme un outil rotatif ou un outil de retournement, des moules, respectivement des cavités de moules soient disposé (e) s dans le sens de rotation de manière alternative pour le moulage et des moules ou fixations ou supports pour le refroidissement et/ou l'usinage des corps de brosses.
Près de ce moule de coulée sous pression, les corps de brosses sont moulés alternativement les uns après les autres et refroidis dans des postes avoisinants, le cas échéant usinés et finalement éjectés. Le dispositif de transfert peut en outre fonctionner continuellement dans un sens de rotation comme outil rotatif ou comme outil de retournement en alternant le sens de rotation lors de chaque mécanisme de transfert.
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Une autre forme de réalisation de l'invention prévoit que dans le sens de rotation ou dans le sens périphérique du moule de coulée sous pression soient prévus l'un à la suite de l'autre des moules de coulée pour le corps de base des corps de brosses et des moules de coulée supplémentaires pour moulage périphérique reliés au moins à un poste de refroidissement et/ou un poste d'usinage.
Pour parvenir à cet objectif, le dispositif de transfert présente un élément rotatif avec fixations pour corps de brosses, où les fixations sont de préférence formées par des moules partiels pour extrémités de tête des corps de brosses avec broches à trou pour les trous de faisceaux de poils.
Les corps de brosses sont suffisamment bien maintenus par la présence en général d'au moins quinze poinçons pour le mécanisme de transfert, de sorte que même lors de mécanismes de transfert rapides, il ne subsiste aucun danger de déboîtement des corps de brosses. En outre, les broches à trou forment également un raccord suffisamment stable à l'endroit d'une fixation d'un seul coté relative au plan médian longitudinal.
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 en coupe d'un moule d'injection fermé,
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Les figures 2 et 3, des vues latérales intérieures d'une plaque de moule située du côté de l'injecteur d'une part et d'une plaque de moule située du côté d'éjection d'autre part,
La figure 4, une vue correspondant à la figure 1 d'un moule d'injection, ici en position ouverte ainsi que les pièces de rotation et de retournement se trouvant en position de rotation ou de retournement,
La figure 5,
une vue latérale en coupe et ayant subi une rotation de 900 par rapport aux figures 1 et 4 d'un moule d'injection fermé ainsi que des moules se trouvant en position de refroidissement, respectivement les pièces moulées contenues à l'intérieur,
La figure 6, une vue comparable à la figure 5 d'un moule à injection fermé comportant toutefois ici des cavités de moules se trouvant en position d'éjection,
La figure 7, une vue latérale intérieure d'une plaque de moule reliée à plusieurs unités d'injection en vue de la fabrication de corps de brosses constitués de plusieurs composants,
La figure 8, une vue latérale en coupe d'un moule d'infection ouvert pour corps de brosses constitués du plusieurs composants, et la figure 9, une vue latérale du moule d'injection présenté à la figure 8, en position d'éjection.
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Un des moules de coulée sous pression 1 représenté par les figures 1 à 6 sert au moulage de corps de brosses 2, en particulier au moulage de corps de brosses à dents constitués de composants à mouler par injection. Comme les figures 2 à 4 permettent de le voir particulièrement bien, le moule de coulée sous pression 1 présente une plaque de moule 3 située du côté de l'injecteur ainsi qu'une plaque de moule 4 située du côté d'éjection (Fig. 3).
Pour l'ouverture du moule de coulée sous pression, celui-ci peut s'écarter dans un plan de joint entre les deux plaques de moule 3 et 4. A cet effet, le moule d'injection comporte une plaque de moule 4 mobile du côté de l'éjecteur.
Au centre de la plaque de moule 4 est prévu un arbre coulissant 5 à l'extrémité interne duquel une pièce rotative 6 fonctionne en tant que pièce réversible. La plaque de moule mobile 4 présente en son centre un renfoncement de support 7 où vient se loger la pièce rotative 6.
Dans la plaque de moule mobile 4 et la pièce rotative 6 qui se trouve dans celui-ci ainsi que dans la plaque de moule fixe 3 sont prévues des cavités de moule 8 disposées les unes face aux autres, qui délimitent les cavités de moulage ou les constituent lorsque le moule de coulée sous pression est fermé. Dans ce cas, les cavités de moule de la plaque de moule mobile 4 et de la pièce rotative 6 sont constituées chaque fois de deux sections 9 et 9a, dont la section 9a se trouve dans la pièce rotative. (comparer aussi avec la figure 3) Le moule de coulée sous pression 1 se trouve de la manière usuelle entre une unité de fermeture du côté gauche et une unité d'injection du côté droit, toutes deux supprimées par souci de commodité (se référer à l'exemple de la figure 1).
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A la figure 1, le moule de coulée sous pression se trouve en position d'injection fermée lors de laquelle la matière plastique liquide est injectée d'une unité d'injection dans les cavités de moule 8 en traversant une cheminée de moule 10, des canaux 11 et des injecteurs 12.
Comme le permettent de le voir les figures 2 et 3, plusieurs cavités de moule individuelles 8 peuvent être placées simultanément les unes à côté des autres, de sorte qu'un nombre correspondant de corps de brosses peut être moulé en même temps. Dans l'exemple de réalisation dont il est question, il s'agit d'un moule à retournement dans lequel huit corps de brosses 2 peuvent être chaque fois moulés en même temps sur les faces opposées.
Conformément aux figures 1 à 6, le moule de coulée sous pression 1 présente chaque fois des postes de refroidissement 14 à environ 90 de ses postes de moulage 13 opposés. (comparer avec les figures 2 et 3) Le transport des corps de brosses moulés des postes de moulage 13 aux postes de refroidissement 14 se réalise à l'aide de la pièce rotative 6 lorsque les plaques de moule 3 et 4 sont ouvertes, comme on peut le voir nettement à la figure 4. La plaque de moule 4 est ici en retrait, de sorte qu'il existe un espace libre entre la plaque de moule 3 et la plaque de moule 4. A l'aide de l'arbre coulissant 5, la pièce rotative 6 se déplace alors du renforcement de support 7 de la plaque de moule 4 vers cet interstice, où les corps de brosses moulés 2 sont saisis par l'extrémité de tête 15 dans la section de cavités de moule 9a.
Cette opération est réalisée au moyen des broches à trou présentes à cet endroit qui s'engrènent dans les trous de faisceaux de poils des corps de brosses.
Au moyen d'un électromoteur 16, la pièce rotative 6 va subir une rotation de 90 pour s'introduire à nouveau dans le
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renfoncement de support 7. Après la fermeture du moule par déplacement de la plaque de moule 4 contre la plaque de moule 3, les corps de brosses moulés 2 reposent dans les cavités de moule 8a des postes de refroidissement 14, comme on peut le voir nettement à la figure 5. Dans le cas de ces deux postes de refroidissement 14, les cavités de moule 8a sont spécialement destinées au refroidissement, les moules étant entre autres constitués de matériaux qui sont de bons conducteurs de chaleur, en particulier l'aluminium.
En outre, des canaux de refroidissement 17 sont dessinés en traits interrompus à la figure 5.
Les moitiés de cavités de moule de la plaque de moule 3 située du côté de l'injecteur peuvent être ouvertes dans la zone des postes de refroidissement 14 également lorsque le moule de coulée sous pression 1 est fermé, de sorte que les corps de brosses 2 peuvent être éjectés, comme le montre la figure 6. A cette fin, les moitiés de cavités de moule sont reliées à des coulisses 18 et des espaces libres correspondants 19 sont prévus près de la plaque de moule 3 située du côté de l'injecteur pour les moitiés de cavités de moule en retrait. Si ces moitiés de cavités de moule sont en retrait et que donc les moules sont ouverts dans la zone des postes de refroidissement 14, l'éjection des corps de brosses 2 refroidis et donc suffisamment stabilisés peut avoir lieu à l'aide de l'éjecteur.
En outre, il est également possible que les corps de brosses se trouvant aux postes de refroidissement 14 soient après une certaine phase de refroidissement à nouveau usinés sur une moitié de face dans le moule situé du côté de l'éjecteur. Etant donné que les moules situés dans la zone des postes de refroidissement 14 peuvent être ouverts indépendamment des moules situés près des postes de moulage, un tel usinage peut être réalisé près des postes de moulage 13 pendant le temps de
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cycle alloué à l'injection, au maintien en pression et au refroidissement. Un tel usinage pourrait par exemple consister en l'application d'un poinçon sur les corps de brosses. Après cette apposition, les corps de brosses peuvent être éjectés pendant le temps de cycle.
Le dispositif 16 peut être formé comme un mécanisme de renversement au moyen duquel la pièce rotative 6 peut être tournée alternativement dans les deux sens ou comme un mécanisme de rotation pour la poursuite de la rotation de la pièce rotative 6 dans un sens de rotation.
Il convient de mentionner également que au lieu de doubler à chaque fois les postes de moulage et de refroidissement opposés, il est possible de développer une autre forme de réalisation dans laquelle un poste de refroidissement fait face à un poste de moulage. Dans ce cas, la pièce rotative 6 effectuerait chaque fois une rotation de 180 lors du transport des corps de brosses au poste de refroidissement.
Les figures 7 à 9 représentent un moule de coulée sous pression la ou des éléments de ce moule pour le moulage de corps de brosses constitués de plusieurs composants injectés. On voit à la figure 7 trois unités d'injection 21,21a, 21b pour trois différents composants injectés. Dans le sens périphérique du moule de coulée sous pression sont prévus l'un à la suite de l'autre trois postes de moulage 13a, 13b et 13c dont le premier réalise le moulage des corps de base et les deux autres 13b et 13c réalisent des moulages périphériques supplémentaires. A cela s'ajoute alors un poste de refroidissement et un poste d'usinage 14a (comparer aussi avec la figure 9).
Conformément à la figure 7 un évidement 22 situé aux alentours de la zone des moules ou de la zone des cavités de moules des plaques de moules opposées 4 est prévu dans la
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plaque de moule située du côté de l'injecteur 3 dans la zone du poste de refroidissement et du poste d'usinage 14 a. De cette manière, les corps de brosses se trouvant encore dans les moitiés de cavités de moule de la plaque de moule 4 située du côté d'éjection ou de la pièce rotative 6 sont accessibles pour un usinage, comme le montre la figure 9. Ici on peut voir que après un refrpidissement et un usinage éventuel de corps de brosses 2 dont le moulage est terminé, ces corps de brosses peuvent être éjectés à l'aide de l'éjecteur 20 des moitiés des cavités de moule de la plaque de moule 4.
Pendant l'usinage des corps de brosses et aussi lors de l'éjection, le moule de coulée sous pression peut rester fermé.
Pendant ce temps de cycle, lord duquel le moule de coulée sous pression est fermé, un refroidissement et/ou un usinage et/ou une éjection de corps de brosses 2 peut se produire dans la zone du poste de refroidissement et du poste d'usinage 14a indépendamment du processus de moulage.
Dans le cas de cette forme de réalisation, les moitiés de cavités de moule se trouvant dans la plaque de moule 4 peuvent aussi être formées de telle sorte que se produit un refroidissement rapide des corps de brosses 2. En particulier dans ce cas-ci un matériau qui est bon conducteur de chaleur, par exemple l'aluminium peut aussi être utilisé. En outre, des canaux de refroidissement peuvent également être prévus.
Le poste d'usinage qui n'est pas représenté dans l'exemple de réalisation peut être formé pour différents usinages sur la face accessible du corps de brosse où il se règle notamment aussi en fonction de la place existante.
Dans les cas les plus simples peut être placé près du poste de refroidissement et du poste d'usinage 14a un dispositif de poinçonnage au moyen duquel les corps de brosses 2 peuvent être poinçonnés. On peut également concevoir des dispositifs
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d'usinage qui permettent un usinage approfondi des corps de brosses 2 situés dans la moitié de moule. Si en exception aux exemples de réalisation représentés une autre fixation de corps de brosses était prévue dans la zone de la pièce rotative 6, où la zone des trous dans l'extrémité de tête des corps de brosses 15 est libre d'accès près du poste de refroidissement et du poste d'usinage 14a, la pose de faisceaux de poils dans les trous des corps de brosses serait là aussi possible.
Il convient également de mentionner que, outre la forme de réalisation pour la fabrication de corps de brosses constitués de plusieurs composants injectés que l'on peut voir à la figure 7, on peut également prévoir des aménagements pour lesquels sont envisagés plus d'un poste de refroidissement et plus d'un poste d'usinage. Par exemple il pourrait être envisagé au moins un poste de refroidissement suivi d'au moins un poste d'usinage.
La figure 8 représente une vue latérale d'un moule de coulée sous pression la en position ouverte et constitué d'une pièce rotative 6 avancée pour la rotation ou le retournement. Cette représentation correspond pour l'essentiel à la figure 4.