Procédé de moulage d'un corps creux en matière plastique
et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé
La présente invention a pour objet un procédé de moulage d'un corps creux en matière plastique dans lequel on forme autour d'un noyau central s'étendant axialement dans la cavité d'un moule une ébauche creuse présentant un fond, ainsi qu'un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Plus précisément, le procédé, objet de l'invention s'applique à la formation d'une ébauche en matière plastique destiné à être utilisée pour la fabrication d'un objet par soufflage.
Dans la fabrication d'objets par soufflage, on utilise différents procédés de formation des ébauches.
On peut, par exemple, former une ébauche par injection de matière plastique à l'intérieur d'un logement à extrémité fermée et autour d'un noyau s'étendant axialement dans le logement et se terminant à une certaine distance d'une extrémité du moule. Ce procédé permet de fabriquer une ébauche de forme générale cylindrique dont une des extrémités est fermée, cette ébauche pouvant être gonflée après avoir été placée à l'intérieur d'un moule de soufflage lui donnant la forme finale de l'article à fabriquer.
Lors de la fabrication d'articles allongés nécessitant une ébauche de départ de même forme, on a rencontré certaines difficultés dues au déplacement latéral du noyau central qui pour permettre la formation d'une ébauche à fond plein, doit s'étendre en porte-à-faux à l'intérieur du moule.
La présente invention a pour but de remédier à ces difficultés.
Pour cela, dans le procédé selon l'invention, on appuie l'extrémité libre du noyau contre un élément de support qui le maintient de façon précise dans l'axe de la cavité du moule, on remplit l'espace annulaire compris entre le moule et le noyau, puis on provoque un déplacement relatif entre l'élément de support et le noyau de façon à laisser libre dans le moule un espace que l'on remplit pour former le fond de l'ébauche.
On utilise donc un appareil qui comprend un élément de support à buts multiples servant, d'une part, à stabiliser le noyau et à le maintenir en position axiale dans le moule pendant l'injection de la matière destinée à former les parois latérales de l'ébauche, qui est mobile jusqu'à une seconde position où il se trouve hors de contact avec le noyau pendant la formation du fond de l'ébauche et qui sert, d'autre part, en tant que soupape à couper le flux de matière plastique pénétrant dans le moule.
Une mise en oeuvre du procédé permet de stabiliser et l'aligner le noyau central en porte-à-faux pendant la formation des parois latérales de l'ébauche, de ne provoquer la formation du fond de l'ébauche qu'après la formation des parois latérales et de couper le flux de matière plastique lorsque l'ébauche a été entièrement formée. Toutes ces fonctions sont réalisées par l'utilisation d'un même élément soumis à l'action d'organes moteurs à double action, ces organes moteurs le sollicitant dans sa position initiale où il stabilise le noyau de moulage et assurant son déplacement dans la seconde position.
L'appareil pour la mise en oeuvre du procédé est caractérisé en ce qu'il comprend un élément de soupape mobile entre deux positions dans l'une desquelles il est en contact avec l'extrémité du noyau de façon à maintenir ce dernier en position axiale dans le moule et dans l'autre desquelles il s'étend à une certaine distance de la dite extrémité de façon à permettre la formation du fond de l'ébauche.
Dans une forme d'exécution préférée de l'appareil, le dit élément de valve est agencé de façon à interrompre le flux de matière plastique pénétrant dans le moule lorsqu'il se trouve dans sa seconde position.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, un mode de mise en oeuvre du procédé, que constitue l'un des objets du brevet, au moyen d'une forme d'exécution de l'appareil qui forme l'autre des objets du brevet.
La fig. 1 est une vue en coupe verticale de la dite forme d'exécution dans une position de fonctionnement,
la fig. 2 une vue analogue à la fig. 1 montrant l'appareil dans une autre position de fonctionnement,
la fig. 3 une vue en coupe représentant une troisième position de fonctionnement de l'appareil, et
la fig. 4 une vue en coupe partielle de l'appareil illustrant une quatrième étape du procédé.
Un appareil de moulage 10 (fig. 1) comprend un moule à ébauche 11 présentant un logement central 12 de forme cylindrique s'étandant verticalement. Ce logement délimite la face extérieure d'une chambre de moulage 13. A l'intérieur de ce logement s'étend un noyau 15 formé d'un manchon extérieur cylindrique 16 présentant une surface latérale 17 et d'une tige de commande 18 s'étendant à l'intérieur du manchon 16.
Les faces 17 du manchon 16 et 12 du moule 11 délimitent la chambre 13. A son extrémité inférieure, la tige 18 porte une tête de soupape 20 qui est en contact avec l'extrémité inférieure 21 du manchon 16.
Le diamètre de cette tête de soupape 20 est le même que celui du manchon 16. La surface inférieure 22 (fig. 2) de la tête de soupape s'étend à une certaine distance de l'extrémité inférieure 19 du moule à ébauche 11. La face inférieure 22 présente un logement cônique 24 dont la fonction sera expliquée cidessous.
Un moule d'encolure 25 est en contact avec la face supérieure 23 du moule à ébauche 11. Il comprend deux blocs 26 mobiles latéralement et présentant des logements semi-annulaires 27, correspondant l'un à l'autre et entourant le manchon 16 de façon à délimiter avec lui un logement intérieur 28 dont la forme correspond à celle d'une partie de l'ébauche à former. Cette partie d'ébauche n'est pas destinée à être soufflée et forme l'encolure d'un récipient destiné à être fabriqué par soufflage. Chacune des parties du moule 26 est pourvue d'un organe d'arrêt 29 qui délimite vers le haut l'espace interne du moule.
Le moule 1 1 est placé au-dessus d'un bloc d'injection 30 qui présente une ouverture cylindrique 31 située dans l'axe de la chambre 13. Au point de contact entre la chambre 13 et l'ouverture 31 est pratiquée une creusure conique 32 de forme annulaire à l'extrémité inférieure 53 de laquelle se raccorde une partie cylindrique 55 de l'ouverture 31. Cette partie cylindrique 55 est de diamètre inférieur à la partie principale de l'ouverture 31 qui est également cylindrique et coaxiale à la partie 55. Une surface annulaire 56 relie les parties cylindriques 55 et 31.
Le logement central du bloc d'injection 30 est destiné à recevoir de la matière plastique provenant d'une machine à plastifier et extruder. Cette matière plastique pénètre dans l'ouverture 31 par un passage latéral d'alimentation 33. Un organe mobile 35 s'étend à l'intérieur du logement 31. Il est de forme cylindrique et est constitué par une partie inférieure 36 dont le diamètre correspond à celui de la partie 31, par une partie 37 de diamètre réduit présentant une face latérale 38 qui s'étend en regard de la face interne du logement 31 de façon à définir un passage annulaire 40 et communiquant avec le passage d'alimentation 33 et d'une partie supérieure 41 dont le diamètre est encore inférieur, une portion tronconique s'étendant entre ces deux parties pour raccorder leur diamètre.
Au-dessus de la portion supérieure 41 de l'organe 35 s'étend un élément de soupape 43 dont le diamètre correspond à celui de la partie 55. Par un élément tronconique 44 la tête de valve 43 est reliée à la partie supérieure 41. Une série de gorges 59 sont creusées dans la tête de soupape 43. L'organe mobile 35 porte enfin à son extrémité supérieure un cône 46 dont la face latérale 47 s'étend jusqu'à un diamètre supérieur à celui de la tête 43 et se raccorde à la dite tête par une surface tronconique 48. Cette surface tronconique 48 est destinée à s'appuyer contre l'épaulement 32 du bloc 30 qui forme le siège de la soupape.
Le cône 46 qui termine la tête de soupape est construit de façon à s'engager sans jeu dans le logement conique 54 de la pièce 20 lorque l'appareil est dans la position illustré à la fig. 1. La partie tronconique 42, la partie en forme de tige 41 et la partie de liaison 44 de l'organe 35 s'étendent radialement à l'intérieur de la surface annulaire 56 et de l'ouverture cylindrique 55 et limitent un passage annulaire 58 qui assure l'écoulement de la matière plastique remplissant l'espace 40.
La partie inférieure 36 de l'organe 35 fait saillie en dessous du bloc 30. Elle est rattachée à un piston 50 placé à l'intérieur d'un cylindre 51 et formant un moteur hydraulique actionné par un fluide sous pression entrant dans le cylindre par des tubulures 52 et 57, qui peuvent être raccordées à une source d'air comprimé. Le moteur 50, 51 permet donc de déplacer l'organe 35 dans une position supérieure (fig. 1) et de le ramener dans sa position inférieure (fig. 2 et 3).
Les trois figures 1, 2 et 3 permettent de comprendre facilement le fonctionnement de l'appareil et la mise en oeuvre du procédé.
Au début, le noyau 15 est placé à l'intérieur du logement 12 de façon à délimiter la chambre interne 13, les éléments de moule 26 étant mis en place pour délimiter la partie supérieure de la cavité du moule.
On met sous pression le conduit 52 et le piston 50 se déplace vers le haut ce qui amène le cône 46 dans le logement conique 54.
Ensuite, on admet de la matière plastique sous pression dans la chambre 13 par le passage 33, le conduit annulaire 40, 58, par les gorges 59. La matière plastique passe entre la tête de soupape 43 et la paroi latérale 12 et remplit complètement la chambre 13. Le contact entre l'organe 35 et le noyau 15 stabilise ce dernier à l'intérieur du moule et lui interdit tout déplacement radial pendant l'injection de la matière plastique dans le moule.
Après remplissage de la chambre 13, on fait tomber la pression dans la tubulure 52 et on l'admet dans la tubulure 57 ce qui déplace le piston 50 vers le bas. Les mouvements du piston 50 sont commandés par des soupapes non représentées. Lorsque l'organe mobile 35 se déplace vers le bas, la surface latérale 47 du cône 46 se sépare du logement 54 et on atteint une position intermédiaire (fig. 2). La surface 47 du cône 46 subit la pression de la matière plastique et cette dernière sollicite l'organe mobile vers le bas pour l'amener dans sa position finale (fig. 3).
En même temps, il s'établit une communication entre la surface 47 et la matière plastique, de sorte que cette dernière pénètre sous l'organe 20 et commence à former l'extrémité fermée de l'ébauche. Au cours du déplacement de l'organe 35, la tête de soupape 43 pénètre dans l'ouverture cylindrique 55, et fait cesser l'écoulement de matière plastique à travers les fentes 59, de sorte que l'organe mobile 35 remplit à ce moment sa fonction de soupape. Le mouvement descendant de l'organe 35 force la matière plastique logée entre l'épaulement 32 et la surface tronconique 48 à pénétrer dans l'espace qui était occupé par la tête de soupape 46. Cette dernière atteint finalement la position représentée à la fig. 3.
A ce moment, I'ébauche 60 est complète. Cette ébauche comprend une partie supérieure 61 qui est terminée et qui forme une encolure, une paroi cylindrique 62 et un fond 63. L'ébauche est complètement isolée du conduit d'alimentation 33 par l'organe 35.
Finalement, I'ébauche 60 est extraite du moule 10 par un déplacement axial relatif ou, en variante, par une ouverture du moule 1 1 dans le cas où ce dernier est formé de pièces séparées. De préférence,
I'ébauche est transportée avec le noyau 15. Elle est amenée dans un moule de soufflage 65 dont les surfaces intérieures 66 présentent la forme de l'objet final à obtenir. La pièce de soupape 20 est encore dépl'acée par rapport au manchon 16 et l'on fait pénétrer de l'air comprimé à l'intérieur du manchon 16 et autour de la tige 18, ce qui gonfle l'ébauche en la séparant du manchon 16 et en l'appliquant contre les parois 66. Finalement, le moule de soufflage est ouvert et l'article terminé peut être recueilli.
Le procédé et l'appareil décrits ci-dessus permettent ainsi de former une ébauche à l'intérieur d'un moule d'injection et autour d'un noyau central en utilisant un organe de soupape mobile par rapport au noyau et apte à remplir plusieurs fonctions. Tout d'abord, I'organe de soupape est constitué par l'élément mobile 35 et est maintenu dans sa position de la fig. 1. Au lieu d'être sollicité par le piston 50 glissant dans le cylindre 51, il pourrait aussi être sollicité par un ressort de compression. Dans sa position de la fig. 1, l'organe 35 permet la formation des parois latérales de l'ébauche tout en maintenant le tenon de guidage et en évitant tout déplacement radial dû aux forces qu-exerce sur lui la matière plastique introduite dans la chambre 13.
Secondement, la forme de l'organe 35 est telle que la pression de la matière plastique introduite dans la chambre 13 favorisce son déplacement jusque dans la position inférieure qui permet la formation du fond de l'ébauche. L'utilisation de la pression de la matière plastique pour réaliser ce déplacement évite tout risque de cavitation et assure une formation douce et continue du fond de l'ébauche. Le cône 46 assure en outre la pénétration de matière plastique entre l'extrémité du tenon de centrage et l'organe mobile.
Finalement, cet organe mobile sert à couper l'arrivée de matière plastique dans la chambre 13.
REVENDICATIONS
I. Procédé de moulage d'un corps creux en matière plastique dans lequel on forme autour d'un noyau central s'étendant axialement dans la cavité d'un moule une ébauche creuse présentant un fond, caractérisé en ce qu'on appuie l'extrémité libre du noyau contre un élément de support qui le maintient de façon précise dans l'axe de la cavité du moule, en ce qu'on remplit l'espace annulaire compris entre le moule et le noyau, puis on provoque un déplacement relatif entre l'élément de support et le noyau de façon à laisser libre dans le moule un espace que l'on remplit pour former le fond de l'ébauche.