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Procédé de moulage par injection d'éléments mobiles en ro- tation les uns par rapport aux autres
La présente invention concerne un procédé de moulage par injection d'éléments solidaires mais mobiles en rotation les uns par rapport aux autres, en particulier d'un ensemble barrettes/ailettes destiné à l'aération de l'habitacle d'un véhicule automobile.
Ces dernières décennies, l'industrie des matières plastiques a connu un essor considérable et un grand nombre d'objets courants sont aujourd'hui fabriqués par moulage par injection dans des matières plastiques diverses.
Il est fréquent que de tels objets soient constitués de plusieurs éléments solidaires mais mobiles en rotation les uns par rapport aux autres ; ceux-ci sont classiquement fabriqués par moulage d'un premier élément dans une première matière plastique puis surmoulage sur celui-ci d'un second élément dans une seconde matière plastique ayant un point de fusion inférieur à celui de la première ; lors de ce surmoulage, le premier élément constitue un élément de moule.
La mise en oeuvre d'un tel procédé entraîne des difficultés liées au fait que, pour obtenir un assemblage indémontable mais mobile en rotation des deux éléments, il est nécessaire de prévoir sur celui qui est moulé en premier lieu des retenues, ce qui peut créer des problèmes lors du démoulage.
Pour remédier à ces problèmes, on utilise en règle générale des moules en plusieurs parties, ce qui risque de former, sur les pièces moulées, des irrégularités en relief au niveau des plans de joint des différentes parties de moule.
Or, pour donner entière satisfaction, il est nécessaire que la surface de liaison des deux éléments, qui est obligatoirement une surface de révolution soit parfaitement lisse.
Les spécialistes ont déjà proposé différents moyens permettant de supprimer ces irrégularités qui donnent toute satisfaction sur le plan technique. Cependant, ces
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moyens exigent la mise en oeuvre d'un outillage sophistiqué donc onéreux et sont, par suite, critiquables sur le plan économique.
La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de moulage par injection, d'éléments solidaires mais mobiles en rotation les uns par rapport aux autres, dans un moule de bi-injection coopérant avec un chariot rotatif donnant toute satisfaction tant que le plan technique que sur le plan économique.
Ce procédé est spécialement adapté au moulage par injection d'ensembles barrettes/ailettes destinés à l'aération de l'habitacle de véhicules automobiles mais pourrait, bien entendu, être mis en oeuvre pour la réalisation d'objets autres sans pour cela sortir du cadre de l'invention.
Selon l'invention, ce procédé est caractérisé en ce que : - dans une première phase de moulage, on effectue le moulage par injection, dans une première empreinte du moule de bi- injection et à l'aide de broches, des ailettes réalisées avec des axes essentiellement coniques creux, présentant une faible retenue et matérialisant les axes de rotation des éléments les uns par rapport aux autres, - on démoule ces ailettes, - on les transfère dans une seconde empreinte du moule de bi- injection par rotation du chariot, - on introduit, dans les cavités coniques des axes obtenues lors de la première phase de moulage, des broches permet- tant d'évaser les extrémités de ces cavités, de façon à ob- tenir ainsi une déformation plastique permanente des axes à ce niveau, et - dans une seconde phase de moulage,
on effectue le surmou- lage par injection des barrettes au moins partiellement au- tour des axes creux des ailettes préalablement évasés par les broches.
Il est clair que ce procédé permet de garantir l'absence de toute irrégularité au niveau de la paroi externe
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conique de chaque axe qui correspond à la surface de rotation de l'ailette et de la barrette l'une par rapport à l'autre.
Pour des raisons liées à leur fonction, les ailettes des grilles d'aération de l'habitacle des véhicules automobiles, doivent en règle générale être réalisées en un matériau ayant un point de fusion supérieur à 250 C.
Par suite, et selon une autre caractéristique de l'invention, on moule les ailettes qui sont réalisées en premier lieu, dans une matière plastique ayant un point de fusion de l'ordre de 260 C.
Les barrettes, qui sont moulées en second lieu, doivent bien entendu être réalisées, dans un matériau ayant un point de fusion inférieur à celui du matériau constitutif des ailettes, de préférence dans une matière plastique ayant un point de fusion de l'ordre de 200 C.
Il est à noter que l'ordre de moulage des deux éléments (ailettes puis barrettes) correspond à une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention vu qu'elle permet de réaliser les barrettes dans un matériau courant à bas point de fusion ; or, ceci ne serait pas le cas si l'ordre de moulage était inversé, car il serait alors nécessaire de choisir en tant que matériau constitutif des barrettes une matière plastique ayant un point de fusion supérieur à 260 C ce qui augmenterait notablement le prix de revient de l'ensemble.
Il est également à noter que, à l'issue de la première phase de moulage, la présence des axes creux présentant une retenue est de nature à entraîner des difficultés lors du démoulage.
Cependant, celles-ci peuvent être résolues soit par un démoulage en force des ailettes, soit encore en profitant du retrait du matériau moulé qui est, en règle générale, de l'ordre de 1 %, pour ne pas avoir à effectuer un tel démoulage en force.
Selon l'invention le retrait du matériau thermoplastique constitutif des barrettes et la déformation permanente de l'extrémité des axes des ailettes sont deux paramètres qui permettent de gérer aisément la valeur des ef-
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forts de freinage de la rotation des ailettes. Dans le détail, la gestion de ces efforts après mise au point du moule se fait par des paramètres supplémentaires tels de la température du matériau thermoplastique à l'injection, la pression d'injection, le temps de compactage, le temps de refroidissement, le temps de cycle total.
Les caractéristiques du procédé de moulage par injection qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
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- la figure 1 est un schéma dont la partie supérieure (audessus de l'axe x-x') correspond à la première phase de moulage tandis que la partie inférieure (au-dessous de l'axe x-x') correspond à la seconde phase de moulage, - la figure 2 est un schéma similaire à la partie inférieure de la figure 1, mais correspondant à une variante de bro- che.
Selon les figures, dans une première phase de moulage, on réalise le moulage par injection des ailettes 1 dans une matière plastique ayant un point de fusion de l'ordre de 260 C tandis que dans une seconde phase de moulage, on réalise le surmoulage sur les ailettes 1 des barrettes 2 en une matière plastique ayant un point de fusion de l'ordre de 200 C.
Selon la partie supérieure de la figure 1, le moulage des ailettes est effectué dans une première empreinte d'un moule de bi-injection coopérant avec un chariot rotatif.
Les ailettes obtenues lors de cette phase sont réalisées avec des axes coniques creux 3 présentant une faible retenue, matérialisant l'axe de rotation x-x'des ailettes 1 et des barrettes 2.
Le moulage des axes creux 3 est obtenu grâce à la mise en place de broches 4 de forme adaptée.
Il est à noter qu'après cette première phase de moulage, les ailettes 1 sont démoulées en force ou en utilisant le retrait du matériau constitutif de celles-ci puis sont transférées dans une seconde empreinte du moule de biinjection par rotation du chariot, dans la position représen-
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tée sur la partie inférieure de la figure 1 et sur la figure 2 afin de réaliser le surmoulage par injection des barrettes 2.
Préalablement à cette opération de surmoulage, des broches 5 (figure 1) ou 5' (figure 2) de forme adaptée sont introduites dans les cavités coniques des axes 3 des ailettes 1 afin d'en évaser les extrémités 6 ; on obtient ainsi une déformation plastique permanente de ces axes.
Le surmoulage des barrettes 2 autour des axes 3 des ailettes 1 est ensuite effectué.
Il est clair que les ailettes 1 et les barrettes 2 ainsi obtenues sont solidaires tout en étant mobiles en rotation les unes par rapport aux autres autour des axes x'-x.
De plus, la face externe 7 des axes 3, qui correspond à la zone de contact des ailettes 1 et des barrettes 2 au cours de cette rotation, est lisse et exempte de tout défaut de surface.
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Method of injection molding of elements movable in rotation with respect to each other
The present invention relates to a method of injection molding of elements which are integral but movable in rotation with respect to one another, in particular of a set of bars / fins intended for the ventilation of the passenger compartment of a motor vehicle.
In recent decades, the plastics industry has grown considerably and a large number of common objects are today produced by injection molding in various plastics.
It is common for such objects to be made up of several integral but movable elements in rotation with respect to each other; these are conventionally manufactured by molding a first element in a first plastic material and then overmolding thereon a second element in a second plastic material having a melting point lower than that of the first; during this overmolding, the first element constitutes a mold element.
The implementation of such a method leads to difficulties linked to the fact that, in order to obtain a non-removable but movable assembly in rotation of the two elements, it is necessary to provide on the one which is molded in the first place of the retaining elements, which can create problems during demolding.
To remedy these problems, molds in several parts are generally used, which risks forming irregularities in relief on the molded parts at the joint planes of the different mold parts.
However, to give complete satisfaction, it is necessary that the bonding surface of the two elements, which is necessarily a surface of revolution, is perfectly smooth.
The specialists have already proposed various means making it possible to remove these irregularities which give any satisfaction on the technical level. However, these
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means require the use of sophisticated and therefore expensive tools and are therefore open to criticism from an economic point of view.
The object of the present invention is to remedy these drawbacks by proposing an injection molding process, of elements which are integral but movable in rotation with respect to each other, in a bi-injection mold cooperating with a rotary carriage which gives full satisfaction. both technically and economically.
This process is specially adapted for injection molding of bar / fin assemblies intended for the ventilation of the passenger compartment of motor vehicles, but could, of course, be used for the production of other objects without going beyond the ambit of the invention.
According to the invention, this process is characterized in that: - in a first molding phase, injection molding is carried out, in a first impression of the bi-injection mold and using pins, fins produced with essentially conical hollow axes, having low retention and materializing the axes of rotation of the elements relative to each other, - these fins are removed from the mold, - they are transferred into a second impression of the bi-injection mold by rotation of the carriage, - pins are introduced into the conical cavities of the axes obtained during the first molding phase, making it possible to flare the ends of these cavities, so as to obtain permanent plastic deformation of the axes at this level, and - in a second molding phase,
the molding is carried out by injection of the bars at least partially around the hollow axes of the fins previously flared by the pins.
It is clear that this process makes it possible to guarantee the absence of any irregularity at the level of the external wall.
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conical of each axis which corresponds to the surface of rotation of the fin and of the bar relative to each other.
For reasons related to their function, the fins of the ventilation grids of the passenger compartment of motor vehicles must generally be made of a material having a melting point greater than 250 C.
As a result, and according to another characteristic of the invention, the fins which are produced in the first place are molded from a plastic material having a melting point of the order of 260 C.
The bars, which are molded in the second place, must of course be made, in a material having a melting point lower than that of the material of the fins, preferably in a plastic material having a melting point of the order of 200 vs.
It should be noted that the order of molding of the two elements (fins then bars) corresponds to a particularly advantageous characteristic of the invention since it makes it possible to produce the bars in a common material with a low melting point; However, this would not be the case if the molding order were reversed, because it would then be necessary to choose as the material of the bars a plastic having a melting point higher than 260 C which would significantly increase the price of comes back from the set.
It should also be noted that, at the end of the first molding phase, the presence of the hollow shafts having a retention is likely to cause difficulties during demolding.
However, these can be resolved either by demolding the fins by force, or by taking advantage of the shrinkage of the molded material which is, as a rule, of the order of 1%, so as not to have to perform such demoulding. in strength.
According to the invention, the withdrawal of the thermoplastic material constituting the bars and the permanent deformation of the end of the axes of the fins are two parameters which make it possible to easily manage the value of the ef-
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strong braking of the rotation of the fins. In detail, the management of these efforts after development of the mold is done by additional parameters such as the temperature of the thermoplastic material at injection, the injection pressure, the compaction time, the cooling time, the total cycle time.
The characteristics of the injection molding process which is the subject of the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings in which:
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- Figure 1 is a diagram whose upper part (above the axis x-x ') corresponds to the first molding phase while the lower part (below the axis x-x') corresponds to the second molding phase, - Figure 2 is a diagram similar to the lower part of Figure 1, but corresponding to a variant pin.
According to the figures, in a first molding phase, the injection molding of the fins 1 is carried out in a plastic material having a melting point of the order of 260 ° C. while in a second molding phase, the overmolding is carried out on the fins 1 of the bars 2 made of a plastic material having a melting point of the order of 200 C.
According to the upper part of FIG. 1, the molding of the fins is carried out in a first impression of a bi-injection mold cooperating with a rotary carriage.
The fins obtained during this phase are produced with hollow conical axes 3 having low retention, materializing the axis of rotation x-x 'of the fins 1 and of the bars 2.
The molding of the hollow axes 3 is obtained by the installation of pins 4 of suitable shape.
It should be noted that after this first molding phase, the fins 1 are demolded by force or by using the withdrawal of the material constituting them then are transferred into a second impression of the biinjection mold by rotation of the carriage, in the position represented
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tee on the lower part of figure 1 and on figure 2 in order to realize the overmolding by injection of the bars 2.
Prior to this molding operation, pins 5 (Figure 1) or 5 '(Figure 2) of suitable shape are introduced into the conical cavities of the axes 3 of the fins 1 in order to flare the ends 6 thereof; a permanent plastic deformation of these axes is thus obtained.
The overmolding of the bars 2 around the axes 3 of the fins 1 is then carried out.
It is clear that the fins 1 and the bars 2 thus obtained are integral while being movable in rotation with respect to each other around the axes x'-x.
In addition, the external face 7 of the axes 3, which corresponds to the contact area of the fins 1 and the bars 2 during this rotation, is smooth and free from any surface defect.