Machine automatique de moulage par injection
avec poinçons et matrices rotatifs
La présente invention a pour objet une machine automatique de moulage par injection avec poinçons et matrices rotatifs. Elle est destinée à la fabrication en série et avec une grande précision de pièces en matière plastique ou métallique de toutes sortes et de forme quelconque.
La machine est caractérisée en ce qu'elle comprend, monté sur un bâti, un ensemble cylindrique calé sur un axe horizontal actionné par un moteur, ledit ensemble étant subdivisé en au moins deux secteurs, chacun desdits secteurs, renfermant un jeu de matrices et de poinçons susceptibles de se déplacer dans une glissière commune de guidage, étant fixé à un porte-poinçon solidaire d'un piston d'entraînement, lesdits pistons étant commandés par un distributeur d'huile sous pression fixé sur le bâti de la machine, ladite machine étant alimentée en matière à injecter, en air de refroidissement et en air chaud par un distributeur fixé sur le bâti de la machine, le tout étant agencé de manière que, pendant un tour de rotation complet de la machine, les poinçons de chaque secteur restent complètement engagés dans les matrices correspondantes pendant les phases de chauffage préalable,
d'injection et de refroidissement, et que lesdits poinçons, après avoir reculé hors des matrices pendant la phase d'éjection des pièces finies, y rentrent aussitôt que l'éjection est accomplie dans tout le secteur.
Le dessin schématique annexé représente, à une échelle réduite et à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en élévation, partiellement en coupe, de la machine.
La fig. 2 est une vue en bout d'une virole.
La fig. 3 est une coupe, suivant la ligne III-III de la fig. 1, du distributeur de matière à injecter et de l'air, le secteur central supérieur étant représenté au milieu de la phase A d'injection, le secteur central inférieur, dans la phase C d'éjection, et les autres secteurs dans les phases B et D de refroidissement et de chauffage préalable respectivement.
La fig. 4 est une vue du fond du distributeur de matière d'injection et de l'air.
La fig. 5 est une coupe, suivant la ligne V-V de la fig. 1, du groupe de matrices, la machine étant en rotation.
La fig. 6 est une coupe, suivant la ligne VI-VI de la fig. 1, de la partie de la machine située entre le groupe de poinçons et le groupe de pistons, le secteur central inférieur étant représenté en position d'éjection des pièces moulées.
La fig. 7 est une vue en élévation du distributeur d'huile aux pistons, fixé sur le bâti de la machine.
La fig. 8 est une coupe, suivant la ligne VIII
VIII de la fig. 7.
La machine représentée comprend, monté sur un bâti, un arbre horizontal 1, actionné par un moteur, non représenté au dessin. Sur l'arbre 1 est fixée une clavette longitudinale 2, destinée à l'assemblage des pièces en rotation, lesdites pièces étant subdivisées en huit secteurs. Chaque secteur comprend un groupe de matrices 3 et un groupe de poinçons 4, destinés à fabriquer des récipients, tels que le récipient 3a, en forme de gobelet, lesdits récipients étant éjectés de leur matrice respective avant de tomber à la partie inférieure de la machine, comme il sera expliqué ci-après. Chaque groupe de poinçons 4 est susceptible de se déplacer dans une glissière 5 de guidage, chaque glissière glissant à l'intérieur du secteur correspondant et tournant avec l'arbre 1.
En 6 est un groupe de porte-poinçons, susceptible de tourner avec l'arbre 1 et de glisser dans le cylindre de la machine.
Pour que chacun des secteurs puisse effectuer pendant un tour de rotation de l'arbre 1 les différents stades de fabrication, une virole 7 est fixée radialement et axialement sur le bâti de la machine, ladite virole présentant un épaulement 7a (fig. 2 et 6), interrompu à sa partie inférieure pour former une ouverture 7b, un peu plus grande que l'arc périphérique d'un secteur, ladite ouverture étant décalée par rapport au plan médian de la machine, en vue de permettre le recul du secteur inférieur pendant l'éjection des pièces moulées et la rentrée consécutive dudit secteur au-delà dudit épaulement.
Un groupe de pistons 8 (fig. 1), solidaire du groupe de porte-poinçons 6, tourne avec l'arbre 1, chacun desdits pistons présentant des canaux d'huile tournant ensemble avec lui et pratiqués dans les cylindres desdits pistons. Les canaux 8a sont destinés à l'évacuation de l'huile pendant l'avancement des pistons, les canaux 8b, à l'amenée de l'huile pendant le recul des pistons, les canaux 8c, à l'évacuation de l'huile pendant le recul des pistons, et les canaux 8d, à l'amenée de l'huile pendant l'avancement des pistons.
Tous ces canaux aboutissent à un distributeur 9, d'huile sous pression, en forme de disque, fixé à la partie postérieure du bâti de la machine. Ce distributeur 9 (fig. 1, 7 et 8), destiné à alimenter les pistons, présente sur sa face antérieure des canaux 9a, 9b, 9c et 9d, correspondant aux orifices des canaux 8a, 8b, 8c et 8d respectivement. Les canaux 9a et 9c sont reliés à l'orifice d'aspiration d'une pompe à huile placée en 17 à l'arrière du bâti de la machine, et les canaux 9b et 9d sont reliés à l'orifice de refoulement de ladite pompe.
A l'extrémité antérieure du bâti de la machine est fixé un tambour 10 (fig. 1 et 3), destiné à l'alimentation de la matière à injecter et de l'air d'éjection des pièces moulées, ledit tambour étant subdivisé en deux parties 11 et 12. La partie 1 1 comporte un conduit qui aboutit à une fente llb du fond dudit tambour, ledit conduit, entouré de résistances électriques 1 la, chauffantes, étant destiné à l'alimentation de la matière à injecter. La partie 12 comporte un cloisonnement 12a de canaux débouchant dans un conduit qui aboutit à une fente 12b du fond dudit tambour, ledit conduit étant destiné à l'amenée de l'air sous pression provoquant l'éjection des pièces finies.
Le fond de chacune des matrices 3 présente des alésages 13, disposés radialement par paires, lesdits alésages étant destinés à relier les matrices aux fentes llb et 12b pour le passage de la matière à injecter et de l'air d'éjection respectivement, pénétrant dans les matrices.
En outre, de petits canaux 14 sont disposés parallèlement à l'axe du cylindre autour des glissières 5 de guidage des porte-poinçons et autour des portepoinçons 6 et se terminent par un trou borgne du côté du fond des matrices, lesdits canaux étant parcourus d'une part, par de l'air de refroidissement après le stade d'injection et jusqu'au stade d'éjection, et d'autre part, par l'air de chauffage préalable après l'éjection, jusqu'au stade d'injection. Ces canaux sont reliés à d'autres canaux 14a (fig. 5), percés radialement dans les matrices en rotation et communiquant avec les conduits périphériques 15 et 16 du bâti fixe, le conduit 15 étant destiné à l'alimentation en air de refroidissement et le conduit 16, à l'alimentation en air chaud.
Le fonctionnement de la machine décrite est le suivant:
Pendant la rotation de l'arbre 1, le canal llb, en forme de fente, est toujours alimenté en matière à injecter sous pression et le canal 12b, également en forme de fente, est alimenté en air sous pression.
Les conduits 15 et 16 sont alimentés en air sous pression, froid et chaud respectivement. Les résistances 1 la de chauffage sont parcourues par un courant électrique, tandis que la pompe 17 alimente en huile sous pression les canaux 9b et 9d, et aspire de l'huile par les canaux 9a et 9c.
En superposant à la fig. 6 la fig. 7 et la partie de droite de la fig. 1, on voit que sept pistons sont placés dans la position à fond de course antérieure, bloquant ainsi ensemble les groupes de porte-poin çons 6 avec les glissières 5 de guidage des poinçons et les matrices 3, les poinçons 4 étant complètement engagés dans lesdites matrices et les groupes de portepoinçons 6 bloqués par derrière contre l'épaulement 7a de la virole 7, comme le montre la partie supérieure de la figure 1. Par contre, le secteur central inférieur (fig. 1), après avoir reculé dans l'échancrure 7b de l'épaulement 7a de la virole 7, avance rapidement dans ladite échancrure, l'arbre 1 continuant à tourner, pour venir buter à nouveau par derrière avec son porte-poinçon 6 contre l'épaulement 7a de la virole 7.
L'échancrure 7b de la virole 7 présente un angle d'ouverture plus grand que celui d'un secteur et s'étend en avant dans le sens de rotation de la machine par rapport au plan médian vertical du distributeur d'huile 9, en vue de permettre au secteur en phase d'éjection de reculer librement et ensuite d'avancer dans l'échancrure 7b.
Dans les fig. 3, 5 et 6, on a représenté par des flèches les différents stades de fabrication dans l'ordre suivant: A pour l'injection, B pour le refroidissement, C pour l'éjection et D pour le chauffage préalable.
Comme il ressort des fig. 1 et 3, les différentes phases de la fabrication s'effectuent pour un secteur, pris comme exemple, de la manière suivante:
Dans la phase d'injection, le secteur supérieur, situé dans la partie la plus haute du cylindre, est bloqué par sa partie postérieure contre l'épaulement 7a de la virole 7. Ledit secteur est poussé en avant par son piston et tourne dans le sens de la flèche
A en glissant en avant de la fente llb à travers laquelle pénètre la matière à injecter. Ladite matière, traversant les canaux 13, est emprisonnée dans l'espace compris entre la matrice, le poinçon et la glissière de guidage du poinçon, formant ainsi le gobelet 3a.
Ledit secteur passe ensuite par la phase de refroidissement, étant toujours appuyé et bloqué, comme il vient d'être décrit. Ce secteur tourne en direction du bas du cylindre dans le sens de la flèche B de la fig. 3, pendant que l'air provenant du distributeur 15 pénètre d'abord par des canaux radiaux 14a dans les petits canaux 14 et circule ensuite autour des poinçons à travers les matrices, les glissières de guidage des poinçons et les porte-poinçons.
Dans la troisième phase, celle de éjection, ledit secteur, parvenu à la position la plus basse du cylindre (fig. 3), est situé devant l'échancrure 7b de la virole 7 et, tiré en arrière par son piston, recule rapidement à travers ladite échancrure. A un moment donné, la glissière 5 de guidage des poinçons appuie contre une butée, non représentée au dessin, et reste immobile, tandis que le piston, avec les poinçons, continue de reouler, comme représenté dans la partie inférieure de la fig. 1. Entre-temps, l'air sous pression, sortant de la fente 12b, est projeté à travers les alésages 13, pratiqués dans le fond de la matrice, détachant le récipient 3a des parois de la matrice sous l'effet de l'air sous pression et du recul du poinçon.
Le récipient, entraîné par le poinçon, vient buter contre la glissière 5 de guidage du poinçon et tombe dans le fond de la machine.
Enfin, dans la phase de chauffage préalable, l'arbre de la machine continuant à tourner, le piston 8 pousse le porte-poinçon 6 en avant. Ledit portepoinçon, en glissant dans l'échancrure 7b de la virole, entraîne d'abord les glissières de guidage jusqu'à leur contact avec les matrices, et fait pénétrer ensuite les poinçons dans celles-ci, la rotation dudit secteur se poursuivant jusqu'à ce que le porte-poinçon revienne devant l'épaulement 7a de la virole 7. Tout le secteur est alors serré, poussé en avant par le piston et bloqué à l'arrière sur la virole, en position pour effectuer une nouvelle injection.
Entre-temps, l'air chaud, circulant dans le conduit périphérique 16, est projeté radialement dans les petits canaux 14 à travers les canaux d'alimentation radiaux et s'écoule autour des poinçons, à travers les matrices, les glissières de guidage et les porte-poinçons.
Un relais, commandé par la pression de la pompe à huile, actionne un commutateur de sécurité, muni d'un frein électromagnétique, ledit commutateur étant placé sur l'arbre de commande du moteur, de manière qu'en cas de panne de la pompe, le courant soit coupé et que la machine cesse de fonctionner.
Automatic injection molding machine
with rotary punches and dies
The present invention relates to an automatic injection molding machine with rotating punches and dies. It is intended for mass production and with great precision of plastic or metal parts of all kinds and of any shape.
The machine is characterized in that it comprises, mounted on a frame, a cylindrical assembly wedged on a horizontal axis actuated by a motor, said assembly being subdivided into at least two sectors, each of said sectors containing a set of dies and punches capable of moving in a common guide slide, being fixed to a punch holder integral with a drive piston, said pistons being controlled by a pressurized oil distributor fixed to the frame of the machine, said machine being supplied with material to be injected, cooling air and hot air by a distributor fixed to the frame of the machine, the whole being arranged so that, during one complete revolution of the machine, the punches of each sector remain fully engaged in the corresponding matrices during the pre-heating phases,
injection and cooling, and that said punches, after having retreated out of the dies during the phase of ejection of the finished parts, return to them as soon as the ejection is accomplished throughout the sector.
The appended schematic drawing represents, on a reduced scale and by way of example, an embodiment of the machine which is the subject of the invention.
Fig. 1 is an elevational view, partially in section, of the machine.
Fig. 2 is an end view of a ferrule.
Fig. 3 is a section taken on line III-III of FIG. 1, of the material to be injected and air distributor, the upper central sector being represented in the middle of the injection phase A, the lower central sector, in the ejection phase C, and the other sectors in the phases B and D cooling and pre-heating respectively.
Fig. 4 is a bottom view of the injection material and air distributor.
Fig. 5 is a section taken along the line V-V of FIG. 1, of the group of dies, the machine being in rotation.
Fig. 6 is a section taken along line VI-VI of FIG. 1, of the part of the machine situated between the group of punches and the group of pistons, the lower central sector being shown in the position of ejection of the molded parts.
Fig. 7 is an elevational view of the piston oil distributor, fixed to the frame of the machine.
Fig. 8 is a section, following line VIII
VIII of fig. 7.
The machine shown comprises, mounted on a frame, a horizontal shaft 1, actuated by a motor, not shown in the drawing. On the shaft 1 is fixed a longitudinal key 2, intended for assembling the rotating parts, said parts being subdivided into eight sectors. Each sector comprises a group of dies 3 and a group of punches 4, intended to manufacture receptacles, such as receptacle 3a, in the form of a cup, said receptacles being ejected from their respective die before falling to the lower part of the machine. , as will be explained below. Each group of punches 4 is capable of moving in a guide slide 5, each slide sliding inside the corresponding sector and rotating with the shaft 1.
At 6 is a group of punch holders, capable of rotating with the shaft 1 and sliding in the cylinder of the machine.
In order for each of the sectors to be able to perform the various stages of manufacture during one rotation of the shaft 1, a ferrule 7 is fixed radially and axially on the frame of the machine, said ferrule having a shoulder 7a (fig. 2 and 6 ), interrupted at its lower part to form an opening 7b, a little larger than the peripheral arc of a sector, said opening being offset with respect to the median plane of the machine, in order to allow the lower sector to retreat during the ejection of the molded parts and the subsequent re-entry of said sector beyond said shoulder.
A group of pistons 8 (fig. 1), integral with the group of punch holders 6, rotates with the shaft 1, each of said pistons having oil channels rotating together with it and formed in the cylinders of said pistons. The channels 8a are intended for the evacuation of the oil during the advancement of the pistons, the channels 8b, for the supply of oil during the recoil of the pistons, the channels 8c, for the evacuation of the oil during the recoil of the pistons, and the channels 8d, to the supply of oil during the advancement of the pistons.
All these channels lead to a distributor 9 of pressurized oil, in the form of a disc, fixed to the rear part of the frame of the machine. This distributor 9 (Fig. 1, 7 and 8), intended to supply the pistons, has on its front face channels 9a, 9b, 9c and 9d, corresponding to the orifices of the channels 8a, 8b, 8c and 8d respectively. The channels 9a and 9c are connected to the suction port of an oil pump placed at 17 at the rear of the frame of the machine, and the channels 9b and 9d are connected to the delivery port of said pump. .
At the front end of the frame of the machine is fixed a drum 10 (fig. 1 and 3), intended for supplying the material to be injected and the air for ejecting the molded parts, said drum being subdivided into two parts 11 and 12. Part 1 1 comprises a conduit which ends in a slot 11b in the bottom of said drum, said conduit surrounded by electrical resistors 1a, heating, being intended for supplying the material to be injected. Part 12 comprises a partition 12a of channels opening into a duct which terminates in a slot 12b in the bottom of said drum, said duct being intended for the supply of pressurized air causing the ejection of the finished parts.
The bottom of each of the dies 3 has bores 13, arranged radially in pairs, said bores being intended to connect the dies to the slots 11b and 12b for the passage of the material to be injected and of the ejection air respectively, entering into matrices.
In addition, small channels 14 are arranged parallel to the axis of the cylinder around the guides 5 for guiding the punch holders and around the punch holders 6 and end with a blind hole on the side of the bottom of the dies, said channels being traversed by 'on the one hand, by cooling air after the injection stage and up to the ejection stage, and on the other hand, by the pre-heating air after ejection, up to the stage of injection. These channels are connected to other channels 14a (fig. 5), drilled radially in the rotating dies and communicating with the peripheral ducts 15 and 16 of the fixed frame, the duct 15 being intended for the supply of cooling air and conduit 16, to the hot air supply.
The operation of the machine described is as follows:
During the rotation of the shaft 1, the channel 11b, in the form of a slot, is always supplied with material to be injected under pressure and the channel 12b, also in the form of a slot, is supplied with air under pressure.
Ducts 15 and 16 are supplied with pressurized, cold and hot air respectively. The heating resistors 1a are traversed by an electric current, while the pump 17 supplies pressurized oil to the channels 9b and 9d, and sucks oil through the channels 9a and 9c.
By superimposing on fig. 6 in fig. 7 and the right part of FIG. 1, it can be seen that seven pistons are placed in the position at the front end of travel, thus locking together the groups of punch holders 6 with the guides 5 for guiding the punches and the dies 3, the punches 4 being completely engaged in said dies and the groups of punch-holders 6 blocked from behind against the shoulder 7a of the shell 7, as shown in the upper part of FIG. 1. On the other hand, the lower central sector (FIG. 1), after having retreated in the notch 7b of the shoulder 7a of the shell 7, advances rapidly in said notch, the shaft 1 continuing to rotate, to come up again from behind with its punch holder 6 against the shoulder 7a of the shell 7.
The notch 7b of the shell 7 has an opening angle greater than that of a sector and extends forward in the direction of rotation of the machine with respect to the vertical median plane of the oil distributor 9, in view to allow the sector in the ejection phase to move back freely and then to advance in the notch 7b.
In fig. 3, 5 and 6, the various stages of manufacture are represented by arrows in the following order: A for injection, B for cooling, C for ejection and D for pre-heating.
As can be seen from fig. 1 and 3, the different manufacturing phases are carried out for a sector, taken as an example, as follows:
In the injection phase, the upper sector, located in the highest part of the cylinder, is blocked by its rear part against the shoulder 7a of the shell 7. Said sector is pushed forward by its piston and rotates in the direction of arrow
A by sliding in front of the slot 11b through which the material to be injected enters. Said material, passing through the channels 13, is trapped in the space between the die, the punch and the guide slide of the punch, thus forming the cup 3a.
Said sector then goes through the cooling phase, always being pressed and blocked, as has just been described. This sector turns towards the bottom of the cylinder in the direction of arrow B in fig. 3, while the air from the distributor 15 first enters through radial channels 14a into the small channels 14 and then circulates around the punches through the dies, the punch guide slides and the punch holders.
In the third phase, that of ejection, said sector, having reached the lowest position of the cylinder (fig. 3), is located in front of the notch 7b of the shell 7 and, pulled back by its piston, moves back rapidly to through said notch. At a given moment, the guide slide 5 for guiding the punches presses against a stop, not shown in the drawing, and remains stationary, while the piston, with the punches, continues to roll back, as shown in the lower part of FIG. 1. In the meantime, the pressurized air, exiting the slot 12b, is projected through the bores 13, made in the bottom of the die, detaching the container 3a from the walls of the die under the effect of the pressure. pressurized air and the recoil of the punch.
The container, driven by the punch, abuts against the guide slide 5 of the punch and falls into the bottom of the machine.
Finally, in the pre-heating phase, the shaft of the machine continuing to rotate, the piston 8 pushes the punch holder 6 forward. Said punch holder, by sliding in the notch 7b of the ferrule, first drives the guide rails until they come into contact with the dies, and then causes the punches to penetrate them, the rotation of said sector continuing until so that the punch holder returns in front of the shoulder 7a of the shell 7. The whole sector is then tightened, pushed forward by the piston and blocked at the rear on the shell, in position to perform a new injection.
In the meantime, the hot air, circulating in the peripheral duct 16, is projected radially into the small channels 14 through the radial supply channels and flows around the punches, through the dies, the guide slides and the punch holders.
A relay, controlled by the pressure of the oil pump, actuates a safety switch, fitted with an electromagnetic brake, said switch being placed on the control shaft of the motor, so that in the event of failure of the pump , the power is cut off and the machine stops working.