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.