Machine à mouler
La présente invention a pour objet une machine à mouler par injection pour matières plastiques, caractérisée en ce qu'elle comporte une base horizontale, une enveloppe montée sur cette base, définissant une chambre de compression et comportant à son extrémité supérieure un ajutage dirigé vers le haut, un piston de compression monté coulissant dans ladite chambre, une installation de préplastification communiquant à travers un passage percé dans sa paroi latérale avec ladite chambre de compression et ayant un dispositif agencé pour travailler la matière plastique tout en la déplaçant vers ladite chambre de compression, des moyens pour supporter ladite installation de préplastification sur ladite base indépendamment de l'enveloppe de la chambre de compression,
une plaque destinée à supporter la partie inférieure du moule et supportée elle-même sur ladite base indépendamment de ]'enveloppe de la chambre de compression et de l'installation de préplastification, une plaque destinée à supporter la partie supérieure du moule et des moyens pour la rapprocher et l'éloigner de ladite plaque supportant ladite partie inférieure du moule.
Dans le cas des machines à injection connues utilisant un dispositif de préplastification, telles que celles décrites dans le brevet suisse N 288510, il se pose un certain nombre de problèmes qui sont à la base de certaines diffi cultés apparaissant dans la construction, le fonctionnement et l'entretien de ces machines.
Encore que de tels problèmes ne soient pas insolubles et, généralement parlant, n'empêchent pas ces machines d'accomplir des travaux désirables et précieux dans le moulage à injection, ils n'en existent pas moins et leur élimination permettrait d'obtenir une machine plus efficace et plus économique.
La plupart de ces problèmes se posent à la fois dans le cas de la machine à injection dans laquelle l'injection s'opère dans le sens vertical et vers le bas, comme décrit dans le brevet suisse précité, et dans le cas de la machine disposée horizontalement. Cependant, comme ces problèmes sont dans l'ensemble plus ardus dans le cas de la machine travaillant vers le bas, c'est en se référant à cette dernière qu'on les examinera.
Par exemple, dans une machine travaillant vers le bas, le cylindre qui commande le piston injecteur est disposé à une distance considérable de la base de la machine, ou du sol qui la supporte, cette distance étant de l'ordre de 7,5 à 9 mètres dans quelques-unes des installations les plus importantes. Ceci crée un véritable problème résultant de la nécessité de prévoir les connexions hydrauliques indispensables reliant le cylindre à l'installation de pression, laquelle est habituellement disposée sur le sol, ou le socle qui supporte la machine, ou plus bas. Ce problème se traduit principalement par des difficultés d'entretien et de réparation.
En outre, dans le cas d'une machine du type dans lequel l'éjection s'effectue dans le sens vertical et vers le bas, et singulièrement dans le cas d'installations importantes, un problème important est posé par l'inévitable extension des montants, laquelle se produit quand le dispositif est dans la phase d'injection de son cycle opératoire et est soumis à la pression importante qui se produit à ce moment. Quand la chambre de préplastification est montée sur le socle de la machine, mais que son ajutage de sortie est relié à la chambre d'injection à travers la paroi de cette dernière qu'il traverse, un mouvement relatif se produit entre ce dispositif de préplastification et cette chambre d'injection et les soumet à une contrainte importante, ce qui parfois met en grand danger l'efficacité du fonctionnement de la machine.
Par contre, dans le cas d'une machine dans laquelle l'éjection s'effectue vers le haut, ainsi qu'il sera décrit ci-après, la chambre de préplastification et le piston injecteur sont tous les deux montés directement et indépendamment sur le socle de la machine et seule se déplace à la suite de l'extension des montants la structure qui supporte le moule, laquelle peut être facilement agencée de façon à pouvoir se déplacer séparément et sans perturber l'unité structurale de la machine.
Un autre problème encore, problème qui est probablement le plus important et qui affecte dans une mesure sensiblement égale le type vertical et le type horizontal de ce genre de machines, est celui que pose l'élimination des creux créés dans la matière plastique, une fois qu'elle a été refoulée dans la chambre d'éjection. Ces creux se créent quand la matière provenant de la chambre de préplastification s'enroule sur elle-même à mesure qu'elle remplit la chambre de compression. Comme le vide règne à l'intérieur de la chambre de compression, il n'y a pas d'air ni d'autres gaz dans les creux en question qui peuvent être appelés creux vides .
Cependant, la rigidité de la matière plastique est telle que l'élimination des creux ainsi formés nécessite une pression considérable et que parfois, même en dépit d'une pression importante, ces creux continuent à subsister, et la matière atteignant l'ajutage ainsi que le piston de compression sont sujets à une action désordonnée et brusque. Par contre, quand la matière est éjectée vers le haut et est, par conséquent, introduite dans la chambre de compression par l'extrémité inférieure de celleci, la matière introduite initialement dans cette chambre en remplit immédiatement la portion qui se trouve devant l'orifice d'entrée et empêche l'enroulement dont il a été question plus haut. Par conséquent, avec une telle machine, la matière remplissant la chambre d'injection sera plus homogène et sans creux.
Un autre problème étroitement lié à celui examiné dans le paragraphe précédent, mais qui en est cependant distinct, est posé par le fait que dans les machines travaillant verticalement et vers le bas, et dans une moindre mesure dans les machines du type horizontal, la matière tend à s'écouler par gravité de l'ajutage de sortie. Ainsi, la chambre d'injection sera remplie par la vis sans fin ou le piston de la chambre de préplastification et il s'y créera une pression élevée qui diminuera les creux existant à l'intérieur de la matière plastique, dont il a été question plus haut.
Cependant, si la machine est arrêtée pendant un laps de temps appréciable, avant que la course d'injection ne commence, la matière tendra à quitter par gravité l'ajutage et à s'écouler légèrement au-delà de ces derniers et cette matière, sortie de l'ajutage, devra être détachée à la main avant que le moule ne puisse être fermé et l'injection commencée. D'autre part, cela tendra à diminuer la pression à l'intérieur de la chambre de pression et permettra dans certains cas à la matière de revenir en arrière et aux creux de réapparaître.
Dans le cas de l'injection vers le haut, le poids propre de la matière plastique contenue dans la chambre de compression s'ajoute à la pression s'exerçant sur la zone voisine de l'orifice d'entrée dans la chambre de compression, plutôt que de s'en retrancher, la tendance à baver est diminuée et la pression tendant à maintenir la matière à l'état homogène et sans creux est accrue.
Enfin, un autre problème est posé par le maniement des matières thermoplastiques du fait que la matière qui se trouve dans le voisinage immédiat de l'ajutage, dans les machines verticales et horizontales classiques, comporte une masse froide, laquelle, ou bien crée des conditions de moulage indésirables, ou bien doit, dans le processus d'injection, être amenée dans une portion du moule où l'on peut s'en débarrasser, ce qui est une cause de perte.
Dans le cas de l'éjection vers le haut, cette tendance de la matière à s'écouler est éliminée et on peut prévoir des réchauffeurs à l'extrême pointe de l'ajutage et maintenir la matière en ce point constamment à l'état ductile et facilement malléable. Ceci supprime, en outre, le problème de bavage , élimine en même temps le bloc refroidi et supprime l'alternative dans laquelle on se trouve d'avoir à choisir entre un produit de qualité inférieure et la perte de matière.
On décrira par la suite une forme d'exécution de la machine suivant l'invention, dans laquelle l'injection s'effectue vers le haut et dans laquelle les problèmes qui viennent d'être énumérés sont éliminés.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine suivant l'invention, ainsi que deux variantes d'une vis sans fin, qui en fait partie.
La fig. 1A représente en élévation et partiellement en coupe axiale, d'une façon partiellement schématique, la portion inférieure constituant ladite forme d'exécution principale.
La fig. 1B est une vue analogue à la fig. 1A de la portion supérieure.
La fig. 2 est une coupe axiale d'un ajutage et d'un dispositif de chauffage qui lui est associé.
La fig. 3 représente en élévation et partiellement en coupe axiale un appareil destiné à commander une plaque de support mobile du moule.
La fig. 4 est un schéma d'une installation hydraulique destinée à commander le fonctionnement du mécanisme de la forme d'exécution de la fig. 1.
La fig. 5 est un détail de ce schéma.
La fig. 6 représente une variante d'une vis sans fin destinée à être utilisée dans une chambre de préplastification.
La fig. 7 représente une autre variante de cette vis.
Les fig. 8 et 9 représentent respectivement des coupes suivant les lignes VIII-VIII et IX
IX de la fig. 7.
La fig. 10 est une vue partielle en coupe verticale axiale du dispositif susceptible d'être utilisé pour obturer un orifice d'éjection du cylindre de compression.
La fig. 1 1 est une coupe suivant la ligne
XI-XI de la fig. 10.
La forme d'exécution de la machine représentée au dessin comporte une base, un cylindre d'injection disposé de façon telle que l'éjection s'effectue dans le sens vertical et vers le haut et dont le piston se déplace de bas en haut pendant la course de compression, et une installation de préplastification, montée indépendamment sur ladite base et fournissant la matière à l'état préplastifié à la chambre de compression en un point situé immédiatement au-dessus de la face du piston, quand ce dernier est dans sa position la plus basse. La plaque de moulage inférieure est montée adjacente à l'ajutage du cylindre à piston de compression.
Cette plaque, tout en étant fixe par rapport au cylindre de compression pour tout cycle d'injection donné, peut être ajustée en position, dans le sens vertical, vers le haut et vers le bas, suivant ce que l'on désire pour permettre à la machine de recevoir de façon commode les moules de dimensions diverses. La plaque supérieure, qui est mobile, est munie d'un mécanisme à l'aide duquel le début de la course dans la direction de la position de fermeture complète, ou dans le sens de l'éloignement de cette position, s'effectue à vive allure, tandis que la fermeture finale du moule et les opérations de blocage, ainsi que l'opération d'ouverture du moule après que la matière plastique s'est refroidie, s'effectuent plus lentement et sous une plus grande pression.
Détails de la construction
Les parties principales sont la base 1, l'installation de préplastification 2 et la chambre de compression 3. L'installation de préplastification communique en 4 avec l'intérieur de cette chambre. Une trémie ordinaire 5 sert à amener la matière plastique dans la chambre de préplastification et une paire de plaques 6 et 7, destinées à supporter le moule, sont supportées en position de travail par rapport au piston de compression. La plaque supérieure 7 est mobile sous l'action d'un mécanisme logé dans une enveloppe B de commande du moule et est supportée sur la base 1 à l'aide de montants 9.
En examinant les diverses pièces plus en détail, on constate que la base 1 est suffisamment rigide pour fournir un support solide et sûr pour le reste de la machine.
Elle comprend une plaque inférieure 10, une plaque supérieure 11, une plaque frontale 12 et une autre plaque frontale 13. Ces plaques sont réunies entre elles par rivetage, soudure ou autrement de façon à former un caisson sensiblement rectangulaire destiné à supporter la machine.
Les montants 9 reposent sur la plaque supérieure 1 1 que traversent les portions 1 60a de ces montants. Leurs extrémités inférieures sont fixées chacune à l'aide d'écrous, comme représenté en 161 a et en 162a, aux extrémités supérieures de caissons formés respectivement dans les côtés de la base 1, comme indiqué en 163a et en 164a.
L'installation de préplastification 2 comporte un tube sensiblement cylindrique 20, définissant une chambre de préplastification 17 et comportant un ajutage de sortie 21 ainsi qu'une entrée 22. Une vis sans fin 23 est logée à l'intérieur de ce cylindre et comporte des aubes formant filet 24. Cette vis peut être de tout type connu mais donnera particulièrement satisfaction si elle est faite comme décrit dans le brevet suisse N 288510 et dans le brevet suisse (demande N 74391). Comme ces vis sont décrites en détail dans chacun de ces brevets, on considère comme inutile de les décrire plus en détail ici.
Des éléments de chauffage 25, de type connu, sont disposés suivant la paroi externe du tube 20 en vue d'effectuer le chauffage de la matière plastique.
L'installation de préplastification est supportée par un bâti 30 qui repose directement sur le socle 1. La vis 23 est mise en mouvement par l'intermédiaire d'un dispositif de couplage 32 et d'une transmission à courroie 34, à partie d'un embrayage magnétique 35 dont un des éléments est entraîné de façon continue par un moteur 36.
Si l'on se reporte maintenant à la chambre de compression, on constate que celle-ci comporte une enveloppe 40 qui délimite cette chambre, 41, dans laquelle se déplace le piston de compression 42. Cette enveloppe est montée sur une plate-forme 44 qui peut avantageusement comprendre une plaque supérieure 45 et inférieure 45a, séparées l'une de l'autre par des plaques frontales 46 et 46a. Un flasque de fermeture 47 fixé à l'extrémité inférieure de la chambre de compression maintient cette chambre étroitement appliquée contre la plaque supérieure 1 1 et maintient cette plateforme étroitement appliquée contre la face supérieure de ladite plaque supérieure.
Le piston 42 est commandé par un cylindre de pression 48, hydraulique, la pression étant fournie à travers des conduits 49 pour fluide sous pression provenant d'une source qui sera décrite dans la suite.
Un dispositif de commande 50, coopérant avec le piston de compression 42, est destiné à actionner des commutateurs de fin de course 163 et 164 (fig. 4), comme il sera décrit dans la suite, pour assurer la commande du piston.
Un ajutage 55 (fig. 1 et 2) placé à l'extrémité supérieure de l'enveloppe de la chambre de compression, communique avec cette chambre et est agencé pour être inséré dans un moule d'un type connu, dont la portion inférieure est représentée en A. Le canal de sortie 56 de cet ajutage comporte un étranglement 57, réalisé de façon connue.
Des réchauffeurs 60 entourent la chambre et l'ajutage afin de pouvoir maintenir la matière plastique à la température voulue, mais on notera que, contrairement à la pratique connue, ces réchauffeurs s'étendent jusqu'en un point situé entre la gorge, mentionnée plus haut, et la pointe de l'ajutage.
Ces réchauffeurs sont alimentés et commandés par des moyens connus et, de préférence, à l'aide de thermostats.
Pour empêcher tout grippage entre le piston et les parois 63 de la chambre 41, on dispose des réchauffeurs sur la plus grande partie de la longueur de cette chambre et, en outre, cette chambre peut comporter une portion de diamètre différent de la même manière que décrit en détail dans le brevet suisse N 288510.
La plaque inférieure 6 est guidée sur les montants 9 et comporte une ouverture centrale 70 que traverse l'ajutage 55. Cette plaque peut être ajustée en position par rapport à la tuyère par tous moyens connus, tels que des coins, non représentés.
La plaque supérieure 7 est placée dans le voisinage des extrémités supérieures des montants 9. Ces montants traversent des trous 81 percés dans la plaque supérieure 7. Au-dessus de cette dernière sont disposés des éléments de support 82 qui reposent sur des épaulements 83 des montants 9 et sont maintenus en place à l'aide d'écrous 84. Ces éléments supportent l'ensemble B à l'aide duquel la plaque supérieure est déplacée verticalement sur les montants pour ouvrir et fermer le moule.
Un cylindre de blocage 85 délimite une chambre 86 à l'intérieur de laquelle est logé un piston 87, servant au blocage de la plaque supérieure. Ce piston est relié à la plaque 7 par la tige 89. Des conduits d'entrée 92 et de sortie 93 communiquent respectivement avec une chambre 90 au-dessus et avec une chambre 91 l au-dessous du piston 87 et sont, d'autre part, reliés à une source de fluide sous pression.
Une tige 89a, qui s'étend vers le haut audessus du piston 87 et traverse une ouverture 95, est reliée à un dispositif C pour pouvoir être déplacée vers le haut et vers le bas indépendamment du mouvement du piston 87.
Ainsi, la plaque supérieure peut être déplacée vers la plaque inférieure à une vitesse relativement rapide, sous l'action d'une force relativement réduite, à l'aide du dispositif C relié à la tige 89 ensuite, le moule est fermé et bloqué par la force exercée par le piston 87, cette force étant relativement importante, et l'ouverture du moule est effectuée d'abord sous l'action d'une force importante, destinée à libérer le moule, puis achevée sous l'action d'une force relativement réduite. La force relativement réduite appliquée à la tige 89, pour la déplacer à une vitesse plus importante que celle à laquelle est déplacé le piston de blocage, est appliquée par un cylindre hydraulique (fig. 1B), mais ce cylindre peut être remplacé par l'appareil du type représenté à la fig. 3.
Un cylindre hydraulique 72 d'un diamètre relativement faible, si on le compare à celui du cylindre 85, et communiquant avec des conduites 73 et 74 à ses deux extrémités en vue de l'amenée et de l'évacuation du fluide hydraulique. Ce fluide sous pression peut ainsi être admis en 73 dans le cylindre supérieur et, puisque ce dernier est d'un diamètre relativement petit, ce fluide déplace le piston qui se trouve dans le cylindre ainsi que la tige 89a, vers le bas à une vitesse relativement grande.
Quand les moules portés par les plaques se trouvent très rapprochés l'un de l'autre, le fluide sous pression est admis dans le cylindre 85, lequel, étant d'un diamètre beaucoup plus grand, déplace ces moules vers le bas sous l'action de la même pression avec une force plus importante, mais plus lentement, pour fermer les deux moules l'un sur l'autre. Quand le processus de moulage est achevé, le fluide sous pression est introduit dans l'extrémité inférieure du cylindre 85 qui exerce une force relativement importante, destinée à séparer les deux moules l'un de l'autre, après quoi le fluide peut être dirigé dans le cylindre supérieur et les moules s'ouvrent rapidement.
On peut également introduire le fluide sous pression dans les côtés inférieurs des deux cylindres simultanément, mais à une vitesse sensiblement plus grande pour séparer les moules sous une pression sensiblement plus grande que celle nécessaire pour soulever la plaque supérieure, grâce à quoi la vitesse d'ouverture peut être un peu plus grande que celle de fermeture et de blocage des moules sous l'action du cylindre de blocage seul.
On va décrire ci-après, en se référant aux fig. 4 et 5, un type d'installation hydraulique qui, comme la demanderesse a pu le constater, donne particulièrement satisfaction dans la mise en action de la forme d'exécution décrite et qui présente quelques avantages que l'on n'a pas atteint jusqu'à présent.
Une pompe 110 est entraînée par un moteur 111. Cette pompe a un débit variable, réglé par déplacement d'aubes à l'intérieur de la pompe d'une façon connue sous la commande de solénoïdes 112, 113 et 114 (fig. 5); dans une variante, le débit de la pompe peut être réglé de toute autre façon usuelle en faisant varier la vitesse du moteur 111. Le solénoïde 112 permet d'obtenir un débit rapide, le solénoïde 113 un débit intermédiaire et le solénoïde 114 un débit lent, le tout en supposant que la vitesse du moteur soit constante.
La pompe 110 est reliée par un conduit 115, à travers une ouverture d'une vanne 116, commandée par un solénoïde, et un conduit 117 à l'extrémité inférieure du cylindre supérieur 72. Une soupape équilibrée 175, d'un type connu, est intercalée dans le conduit 117.
Une autre ouverture de la vanne 116 est reliée à l'extrémité supérieure du cylindre supérieur par un conduit 118 et une quatrième ouverture 119 de cette vanne est reliée au côté de retour de la pompe.
La pompe 110 est également reliée par un conduit 120 à la première ouverture d'une vanne 121, commandée par un solénoïde, et à travers une deuxième ouverture de cette vanne, par un conduit 122, à une extrémité d'un cylindre 123a, qui commande une vanne de préremplissage 123. Une autre ouverture de la vanne 121 est reliée par un conduit 126 à l'autre extrémité du cylindre 123a. La vanne 123 est intercalée entre les conduits 124 et 92 qui relient un réservoir 125 à l'extrémité supérieure de la chambre 86 du cylindre 85. Le conduit 93 relie l'extrémité inférieure de la chambre 86 au conduit 117.
Une soupape de retenue 133 et une soupape à pointeau 134 sont branchées en parallèle entre la vanne 123 et le conduit 122. Une vanne 142, commandée par un solénoïde, est branchée en série avec la vanne à pointeau.
Un conduit 127 est branché entre un point, situé entre la soupape de retenue 133 et la vanne 142, à travers une vanne 170 commandée par un solénoïde en parallèle avec une vanne 171, et un accumulateur 128. Cet accumulateur peut être de tout type usuel, tel qu'un dôme à air ordinaire, ou une enveloppe contenant un soufflet extensible, qui se dilate à l'encontre d'un ressort. Un commutateur à pression 172 est relié à l'accumulateur et réagit à la pression qui y règne et est, en outre, relié à la vanne 170 dont il provoque la fermeture quand la pression à l'intérieur de l'accumulateur descend au-dessous d'un niveau choisi d'avance. D'autres dispositifs de commande, non représentés, sont destinés à ouvrir cette vanne en même temps que la vanne 121 coupe la pression de la pompe du cylindre de blocage.
La pompe 110 est également reliée par un conduit 135 à la première ouverture d'une vanne 136, commandée électriquement, et, de là, à travers une deuxième ouverture par un conduit 137 à l'extrémité supérieure du cylindre 48. Une troisième ouverture de la vanne 136 est reliée par un conduit 138 à l'extrémité inférieure du cylindre 48 à travers une vanne de by-pass 139. La quatrième ouverture de la vanne 136 communique par un conduit 140 à travers une soupape d'allègement 141, avec le réservoir. Un petit moteur 145 (fig. 5) entraîne une pompe 146 pour fournir le fluide sous pression nécessaire pour déplacer le mécanisme de commande du débit de la pompe 110 sous la commande des solénoïdes 12, 113 et 114.
Quoique les conduits 92 et 93 soient ici relativement longs, parce qu'ils doivent s'étendre de la base de la machine jusqu'à son extrémité supérieure, ils supportent sensiblement moins de pression que les conduits qui fournissent le fluide sous pression au cylindre 48 et, par conséquent, l'entretien en est grandement facilité comparativement à ce qui se passe dans le cas de la machine à éjection vers le bas.
Fonctionnement
La matière plastique à l'état brut est introduite dans la trémie 5 et alimente l'installation de préplastification 2. Dans cette dernière, la matière est chauffée, mélangée, malaxée et travaillée, puis est refoulée à travers l'ouverture 4 dans la chambre 41. Du fait que la matière pénètre dans le bas de cette chambre, avec le piston de compression dans sa position la plus basse, l'enroulement de la matière plastique est évité et la matière se présente sous une forme continue, et pratiquement sans vides, à la base de la chambre et s'accumule vers le haut dans un état pratiquement homogène. Quand la chambre est remplie jusqu'au point désiré, le poids de la matière plastique qui agit sur le cylindre de compression le déplace vers le bas d'une longueur suffisante pour faire basculer le commutateur 163, ce qui arrête le remplissage.
D'autres moyens, décrits plus en détail dans la suite, provoquent l'arrivée du fluide sous pression dans le cylindre 48 qui se trouve sous le piston compresseur. Ce fluide repousse le piston compresseur vers le haut et refoule la matière plastique à travers l'étranglement 57 dans le moule.
L'ouverture et la fermeture du moule sont réalisées automatiquement et sont réglées dans le temps par tous moyens connus, comme représenté par rapport au mouvement du piston compresseur.
A mesure que le piston compresseur injecte la matière plastique dans le moule, son énergie est absorbée par les montants 9, mais l'exten- sion de ces montants tend uniquement à ouvrir le moule ou à le repousser de l'ajutage. Ce mouvement est suffisamment faible et est facilement compensé, ce qui fait qu'il n'a aucune conséquence. I1 n'y a, par contre, aucune tendance à déplacement entre les autres parties de la machine qui doivent nécessairement rester dans une position relative adaptée, telles que l'installation de préplastification 2 et la chambre de compression 3.
Au contraire, la chambre de compression et l'installation de préplastification sont reliées de façon rigide à la base de la machine et, quelle que soit la pression créée par le cylindre de compression, il n'existe aucun mouvement relatif entre ces deux parties de la machine.
En outre, on notera que grâce au fait que l'ajutage 55 est dirigé vers le haut, la matière plastique amollie n'a aucune tendance à quitter l'ajutage durant la portion du cycle opératoire où il n'y a pas injection. Les réchauffeurs 60 peuvent s'étendre au-delà de l'étranglement 57 de l'ajutage, jusqu'en un point situé entre cet étranglement et l'extrémité de l'ajutage et maintenir ainsi la matière plastique à l'état chaud et amolli durant toute l'opération de moulage.
Ainsi sont à la fois éliminés le problème posé par l'apparition du bloc refroidi habituel et le problème du bavage .
Le fonctionnement de la machine résulte, de manière plus détaillée, de la description relative à la commande hydraulique. Durant cette description, on se reportera aux divers interrupteurs et régulateurs temporisés qui ne sont pas représentés en détail mais dont la structure et le fonctionnement seront suffisamment évidents à la lumière de la description qui va suivre pour qu'ils puissent être réalisés par quiconque est du métier. n serait par conséquent superflu de les représenter autrement que d'une façon schématique.
Quand la machine a démarré, un cycle donné commence avec la plaque supérieure dans la position supérieure, le piston compresseur dans sa position la plus basse et le cylindre d'injection rempli avec la matière préplastifiée prête à être injectée dans le moule.
L'opérateur appuie sur deux interrupteurs de sûreté connus (non représentés) pour démarrer et mettre en service le moteur 111, et le fluide sous pression commence à être refoulé par la pompe 110. La vanne 136 étant fermée dans la direction du conduit 135, le fluide sous pression s'écoule d'abord à travers la vanne 121 dans le conduit 126 et ouvre la vanne 123.
Ceci rend possible le libre écoulement du fluide sous pression du réservoir 125 à travers les conduits 124 et 92 dans la chambre 86 du cylindre 85. Quand la soupape de préremplissage s'est ouverte, le conduit 124 se transforme en une ligne de transmission statique et le fluide sous pression s'écoule à travers le conduit 115 par la vanne 116 et le conduit 118 vers l'extrémité supérieure du cylindre 72, ce qui provoque le déplacement de la tige 89a et de la plaque supérieure 7 vers le bas à vive allure.
Comme le piston 87 est déplacé vers le bas, il aspire l'huile dans la chambre 86 à travers les conduits 124 et 92 à une vitesse suffisante pour maintenir la chambre 86 remplie.
Quand les moules approchent de la position de fermeture, une butée 160 vient heurter l'interrupteur de fin de course 161 et ce dernier, par l'intermédiaire de circuits usuels, non représentés, commande les solénoïdes 112 et 114 qui ramènent le débit de la pompe 110 de son maximum à son minimum. Ceci ralentit le mouvement vers le bas du moule supérieur. La butée 160 heurte alors un interrupteur 162, ce qui accomplit les opérations suivantes : les solénoïdes 114 et 112 sont commandés de façon à rétablir le débit maximum de la pompe ; les solénoïdes qui commandent la vanne 121 sont mis sous tension de façon à agir sous cette vanne et à diriger le fluide sous pression du conduit 120, à travers le conduit 122, et, par conséquent, fermer le cylindre 123a.
Le fluide sous vient suffisante pour que la soupape 141 ouvre, le piston peut se déplacer suffisamment vers le bas pour commander de nouveau le commutateur 163. Celui-ci arrête la vis sans fin.
Le fluide sous pression provenant de l'accumulateur 128 et fourni au cylindre de blocage fuit lentement le long du piston, la pression diminue par conséquent d'une façon lente mais constante. Cependant, dès que la matière plastique s'est durcie dans le moule, la pression de blocage n'est plus nécessaire. C'est pourquoi, pour éviter la perte résultant d'une dissipation complète du fluide sous pression dans l'accumulateur, le commutateur 172 ferme la vanne 170 dès que la pression dans l'accumulateur descend jusqu'à un niveau prédéterminé, qui est choisi tel que la pression ne l'atteint que lorsqu'un temps suffisant s'est écoulé depuis le commencement de l'injection pour que la matière plastique soit durcie. Ainsi, on évite une perte excessive de la pression régnant dans l'accumulateur.
Ensuite, une fois que la vanne 170 coupe l'accumulateur du cylindre de blocage, la pression diminue plus rapidement dans le cylindre de blocage, ce qui est favorable pour la phase de décompression qu'on va décrire à présent.
Entre temps, le régulateur temporisé 171a était en fonctionnement et va arriver en bout de course sensiblement en même temps que le remplissage de la chambre de compression aura été achevé, mais non nécessairement en même temps que ce remplissage. Quand ce régulateur temporisé agit, il ouvre la vanne 142 qui avait été fermée et déclenche ainsi le fonctionnement d'un autre régulateur temporisé 174. La vanne 142 étant ouverte, le fluide sous pression provenant de la chambre 86 peut s'écouler à travers le conduit 92 par cette soupape et par la soupape 134 à travers le conduit 122 et la vanne 121 vers le réservoir. Ceci achève la suppression de la pression dans la chambre 86.
Quand ce régulateur temporisé a agi et la pression dans la chambre 86 a été supprimée, la vanne 121 est entièrement fermée et la vanne 116 s'ouvre et permet au fluide sous pression de pénétrer dans le conduit 117. De là, le fluide sous pression passe aux côtés inférieurs des pistons des deux cylindres 72 et 85 et la plaque supérieure est ainsi soulevée.
Variantes
Dans une variante, la tige 89a, qui traverse l'ouverture 95 de l'extrémité supérieure du cylindre 85, est fixée dans un dispositif fileté, lequel comporte une enveloppe 97 (fig. 3) et une portion formant pignon conique 98. L'extrémité supérieure de la tige 89a traverse une ouverture 99 dans une pièce fixe 100, disposée au-dessus et montée à l'aide de tout dispositif connu, non représenté, et qui n'est pas rotative par rapport à l'enveloppe 85. Le piston 87 ou la. tige 89a sont montés coulissants, mais non rotatifs, par rapport à cette enveloppe. Des moyens sont destinés à provoquer, lors de la rotation de l'enveloppe 97, le mouvement vers le haut et vers le bas de la tige 89. Ces moyens sont constitués par un palier à billes 101 avec rainures de retour 102.
Le pignon conique 98 est entraîné en rotation dans une direction, ou dans l'autre, par inversion du sens de marche du moteur 103 qui l'entraîne par l'intermédiaire du pignon conique 104. Le mécanisme d'entraînement hydraulique et le mécanisme de commande seront, bien entendu, modifiés en conséquence.
Quand le moule est sur le point de se fermer, le moteur 103 est mis sous tension et l'en- veloppe 97 est entraînée en rotation rapide.
Ceci déplace vers le bas la tige 89 et, par conséquent, déplace la plaque supérieure 7 et, par conséquent, la moitié supérieure du moule qu'elle porte, en même temps que le piston 87 est déplacé vers le bas. L'installation hydraulique est réalisée de telle façon que, le piston se déplaçant rapidement vers le bas, il aspire l'huile dans la chambre supérieure 90 suffisamment vite pour la maintenir pleine. Quand les moules sont sur le point de se fermer, par exemple quand ils sont écartés l'un de l'autre de 1,5 mm, le moteur 103 est arrêté et la source de pression hydraulique entre en action pour permettre d'utiliser la pression hydraulique pour achever la fermeture des moules et pour les maintenir fermés sous pression voulue.
Quand le remplissage du moule a été achevé et que la matière plastique s'y est durcie, le fluide sous pression est envoyé dans la chambre 91 pour séparer un moule de l'autre. Dès que le moule s'est ouvert, ce qui signifie que ces deux moitiés sont simplement séparées l'une de l'autre, leur distance étant très faible, par exemple de l'ordre de 1,5 mm, le moteur 103 est de nouveau mis sous tension et tourne dans la direction opposée et la tige 89a est rapidement levée.
Les fig. 6 et 7 représentent des variantes de vis sans fin, pouvant être utilisées au lieu de la vis sans fin représentée dans les autres figures. Ces types de vis remplissent certaine fonction et seront utilisées avec d'autres matières que celles avec lequelles on utilisera la vis représentée aux autres figures, mais leur utilisation n'apportera aucun changement à l'économie générale de la machine.
La vis de la fig. 6 comporte une zone A' dans laquelle le diamètre de la portion pleine et le pas sont sensiblement constants, et une zone
B' dans laquelle le diamètre va croissant et le pas est également constant. La zone C' a un diamètre sensiblement constant mais le pas y est très petit, et suffisamment petit pour que l'intervalle entre la portion pleine de la vis et la paroi interne du cylindre qui l'entoure et les surfaces opposées des filets adjacents soit plus réduit que l'intervalle correspondant dans les zones A' ou B', et ce à un degré suffisant pour que la matière plastique se déplace plus vite que les surfaces de la vis avec lesquelles elle est en contact ou, en d'autres termes, pour qu'elle traverse rapidement l'espace formé entre les filets de la zone C', dans l'ensemble de la même façon et dans le même but,
mais avec des résultats légèrement différents, qu'il est indiqué dans la demande de brevet suisse No 74391 précitée.
Dans la zone D, le diamètre de la portion pleine de la vis diminue progressivement et ce diamètre peut atteindre le diamètre de la zone
A. D'autre part, la zone D ne comporte qu'un seul filet, ou une portion de filet, d'un pas sensiblement plus grand que dans la zone C' et approximativement le même que dans la zone
A'. Ainsi, la pression importante existant dans la zone C', pression qui est de l'ordre de 25 à 30 fois celle de la zone A', diminue rapidement entre la zone C', et le point où la matière plastique est refoulée hors de la chambre d'extrusion.
Dans la vis représentée à la fig. 7, la portion pleine a un diamètre constant dans la zone
A', le même diamètre constant dans la zone B', un diamètre allant progressivement croissant dans la zone C', un diamètre constant dans la zone D, tout en étant plus petit que celui de la zone C', un diamètre allant de nouveau croissant dans la zone E, et dans la zone F, un diamètre constant et légèrement plus petit que le diamètre maximum de la zone E. Les degrés d'accroissement du diamètre de la portion pleine de la vis sont sensiblement les mêmes que dans le cas de la fig. 6 et tendent vers le même but.
Entre les zones A' et B' est disposée une plaque 150, destinée à briser la matière, entraînée en rotation avec la vis et d'un diamètre tel qu'elle soit très peu distante de la paroi interne 151 du tube cylindrique 20. Comme représenté à la fig. 8, la périphérie de la plaque 150 comporte des encoches de la forme représentée au dessin, ces encoches formant un certain angle avec l'axe de la vis de la fig. 7. I1 est avantageux, mais non indispensable, de munir la vis de plaques analogues en 153 et en 154, mais ces dernières auront, de préférence, un nombre de dents allant en croissant, étant donné qu'elles se trouvent plus près de l'extrémité de sortie de la vis. Par exemple, la plaque 150 peut avoir neuf dents, la plaque 153 dixhuit, et la plaque 154 vingt-quatre dents.
Ces plaques sont destinées à briser la matière travaillée par la vis en des points répartis entre les extrémités de celle-ci pour que les matières ayant une grande cohésion, comme par exemple le caoutchouc, soient divisées entièrement en particules fines et mélangées.
Comme représenté à la fig. 9, ces plaques peuvent tourner indépendamment de la vis et peuvent s'étendre radialement vers l'extérieur à partir des parois de la chambre de préplastifi cation 17 et comporter une denture d'engrenage à leur périphérie externe. Une telle denture peut venir en prise avec un pignon 155, entraîné par un moteur, pour entraîner en rotation la plaque à une vitesse différente, soit plus rapide, soit plus lente, de celle de la vis.
Le brisage et le hâchage effectués par une telle plaque seront encore plus violents que ceux obtenus avec la plaque 150. On comprend, compte tenu de ce qui précède, qu'une plaque du type de la plaque 154 peut être utilisée en combinaison avec les plaques 153 et 150.
Quand il s'agit de travailler des matières plastiques extrêmement fluides, on peut prévoir une vanne, pour fermer l'ajutage pendant la période de remplissage de la chambre de compression. Bien qu'un type de vanne quelconque, choisi parmi plusieurs autres, puisse être utilisé, on va décrire à présent une vanne dont l'usage est préféré.
La vanne 199 (fig. 10 et 11) comporte une barre allongée 200, cylindrique, qui traverse un passage 201, percé à travers l'étranglement 57 de l'ajutage d'éjection. L'extrémité 203 de cette barre est en forme de pointe, de façon à pénétrer sans jeu dans une cavité 202, aménagée dans le côté 204 de l'étranglement 57, en face du passage 201. Un dispositif moteur, tel qu'un cylindre 205, est relié à la barre. Ce dernier peut avantageusement être un cylindre hydraulique, agencé de façon à fermer la vanne 199 au moment voulu, par exemple au commencement du mouvement descendant du piston 42 et est, en outre, agencé pour retirer la vanne en même temps que commence le mouvement ascendant du piston 42.
Cet agencement peut consister respectivement en conduits 206 et 207 (fig. 10) communiquant avec les conduits 137 et 138 qui commandent le mouvement du piston et, par conséquent, les déplacements de la vanne, ne nécessitent pas d'autres moyens de commande.