Procédé de moulage à chaud de pastilles en résine syntiiétique thetmoplastique
et presse pour la mise en oeuvre dudit procédé
La présente invention a pour objets:
Premièrement, un procédé de moulage à chaud de pastilles en résine synthétique thermoplastique dans un moule constitué par deux éléments essentiels, soit un élément supérieur, le poinçon et un élément inférieur, la matrice, pressés l'un contre l'autre au moyen d'une presse.
I1 est caractérisé en ce que la pastille, préalablement introduite dans la matrice, est chauffée simultanément avec cette dernière à une température supérieure à la température de ramollissement de la matière à mouler, amenée alors avec elle sous le poinçon fixé au pigeonneau de la presse, ledit poinçon étant continuellement maintenu à une température légèrement inférieure à la température de ramollissement susmentionnée, puis comprimée par la presse et simultanément refroidie par un dispositif d'absorption de calories agissant sur la matrice seule jusqu'à ce que sa température soit retombée en dessous de celle de ramollissement afin qu'elle garde la forme que lui a donnée le moule après remontée du pigeonneau de la presse et séparation, à l'aide d'un dispositif d'extraction, d'avec le poinçon, ensuite retirée de la presse,
toujours par la matrice et finalement retirée de cette dernière par un moyen d'extraction, la matrice ayant, pendant toute la durée du cycle de moulage, servi à la fois de transporteur de pastille et d'échangeur de chaleur.
Deuxièmement, une presse pour la mise en oeuvre du procédé de moulage dessus décrit, presse caractérisée en ce qu'elle comporte une couronne rotative à laquelle sont liées, à intervalles réguliers, au moins trois matrices identiques, la première occupant une position dite de chargement où elle reçoit la pastille froide à mouler, une seconde au moins se trouvant en présence d'éléments chauffants, la dernière se trouvant en contact d'un élément refroidisseur, au-dessous du pigeonneau, coaxialement au poinçon, des moyens faisant tourner la couronne à chaque remontée du pigeonneau de la presse d'un angle égal à celui séparant deux matrices consécutives,
dans un sens tel que la matrice quittant la position de chargement vienne prendre la première position en présence de l'élément chauffant tandis que la dernière matrice quittant ce dernier vient se placer sous le pigeonneau de la presse.
Le dessin annexé montre en fig. 1, 2 et 3 et en coupe schématique les trois opérations constituant le procédé de moulage revendiqué, respectivement les trois positions de la matrice et de la pastille à mouler et, en fig. 4, une vue schématique d'une forme d'exécution de la presse.
En fig. 1, matrice et pastille, convenablement chauffées, ont été amenées sous le pigeonneau de la presse qui a fermé le moule, comprimé la résine et formé la pièce moulée. Ledit moule est composé du poinçon 1, fixé à l'aide de la vis 2 au pigeonneau 3 de la presse et de la matrice 4, coaxiale au poinçon, prenant appui sur la base 5 par l'intermédiaire d'un bloc 6, continuellement refroidi par un courant d'eau froide circulant dans le canal 7. Le poinçon est maintenu continuellement à une température légèrement inférieure à la température de ramollissement de la résine à mouler au moyen d'une résistance électrique 8, contrôlée par un thermostat.
Le volume de la pastille étant intentionnellement calculé légèrement supérieur à celui de la pièce moulée 9, l'excédent de matière 10 a partiellement rempli le logement 11, ménagé dans la matrice à cet effet, après s'être écoulé au travers du faible espace 12 ménagé entre poinçon et matrice, passage dont la section est suffisamment faible pour qu'une pression spécifique suffisante se maintienne à l'intérieur de la masse de résine non encore durcie.
Lorsque l'ensemble résine-matrice se sera suffisamment refroidi, le pigeonneau de la presse pourra remonter. Dès que cette remontée s'amorcera, l'extracteur 13, poussé par les ressorts 14, agissant sur la collerette excédentaire 10,
viendra séparer le poinçon de la pièce moulée, cette dernière restant à l'intérieur de la matrice.
En fig. 2, la matrice 4, à l'intérieur de laquelle se
trouve la pastille à mouler 15, est montrée en position de chauffage, hors de portée du pigeonneau de la presse et du poinçon. Elle repose sur un corps de chauffe 16 dont la température est contrôlée par un thermostat.
Au-dessus de la matrice et coaxialement à celle-ci est disposée une source de rayons infrarouges 17 destinée à chauffer la pastille à cceur par rayonnement. I'inten- sité du rayonnement est ajustée en modifiant la distance de la source par rapport à la pastille. Les réglages des deux sources calorifiques doivent être tels qu'ils assurent un ramollissement aussi rapide que possible de la pastille sans créer de surchauffes superficielles préjudiciables à la matière.
En fig. 3, la matrice 4 et la pièce moulée, toutes deux refroidies, ont été retirées de sous le pigeonneau de la presse. A ce moment, un jet d'air comprimé, conve noblement dirigé par la tuyère 18, vient s'infiltrer entre la matrice et la pièce moulée, chassant cette dernière qui s'envole et est recueillie hors de la machine. La nouvelle pastille à mouler 15 est alors prête à venir prendre la place de la pièce moulée à l'intérieur de la matrice.
La presse de la fig. 4 est constituée par une base ou bâti 19 à laquelle sont fixées deux colonnes verticales parallèles 20 et 21 le long desquelles vient coulisser le pigeonneau de la presse, commandé, par l'intermédiaire d'une grenouillère, à l'air comprimé, au moyen d'un piston et d'un cylindre. Le pigeonneau, la grenouillère, le piston et le cylindre ne sont pas représentés. Sur la base et entre les colonnes est disposée une couronne fixe, horizontale, plane dessus, composée de quatre segments 22, 23, 24 et 25, séparés par quatre étroites solutions de continuité 26, 27, 28 et 29. Le premier segment 22 est constitué par un corps de chauffe électrique dont la température est contrôlée par un thermostat.
Les segments 23 et 25 sont des éléments intermédiaires ne subissant aucune influence calorifique tandis qu'à l'intérieur du segment 24 circule un courant d'eau froide qui le refroidit continuellement. Coaxialement à cette première couronne fixe se trouve une couronne mobile 30, maintenue en position par trois galets satellites intermédiaires intérieurs 31, 32 et 33. Autour de cette couronne 30 sont fixées quatre oreilles identiques 34, 35, 36 et 37, à 90o l'une de l'autre, percées d'un trou rond à une distance telle du centre de rotation qu'ils viennent passer, lorsque la couronne tourne, rigoureusement à mi-distance entre les colonnes, sous le pigeonneau, coaxialement à celui-ci.
La hauteur des oreilles est telle qu'elles évoluent très légèrement au-dessus de la couronne fixe. A l'intérieur de ces quatre trous et s'y ajustant librement sont placées quatre matrices de moule identiques 38, 39, 40 et 41, clavetées rotativement au moyen d'une vis 42 dont le pivot 43 pénètre librement dans une rainure de la matrice parallèle à son axe. Les matrices prennent ainsi continuellement appui sur les divers segments de la couronne et leur hauteur est telle qu'elles dépassent légèrement en hauteur le dessus des oreilles. Lorsque la couronne tourne, les matrices sont entraînées et glissent sur chacun des segments, passant aisément de l'un à l'autre.
La matrice 41 se trouve en position de chargement sur le segment neutre 25. Elle y reçoit la pastille à mouler, soit manuellement, soit à l'aide d'un chargeur automatique non représenté. Les matrices 38 et 39 sont en position de chauffage sur le segment chauffant 22. Au-dessus de chacune d'elles est disposée une source de rayons infrarouges. La matrice 40 se trouve en position de moulage sous le pigeonneau de la presse. Lorsque le refroidissement de la matrice 40 est suffisant, le pigeonneau remonte, libérant la matrice et mettant en marche un moteur non représenté qui, agissant par l'intermédiaire d'un pignon 44 s'engrenant dans le pourtour denté de la couronne 30 fait tourner cette dernière d'un quart de tour exactement.
La matrice chargée vient en première position de chauffage tandis que la matrice 39 vient se placer sous le pigeonneau dont la descente est automatiquement commandée. La pièce moulée demeurant dans la matrice 40 vient en position de chargement d'où elle est extraite à l'air comprimé. Le cycle est ainsi terminé.
Hot molding process of thetmoplastic synthetic resin pellets
and press for the implementation of said method
The present invention has for objects:
First, a method of hot molding thermoplastic synthetic resin pellets in a mold consisting of two essential elements, namely an upper element, the punch and a lower element, the die, pressed against each other by means of a news.
It is characterized in that the pellet, previously introduced into the die, is heated simultaneously with the latter to a temperature above the softening temperature of the material to be molded, then brought with it under the punch fixed to the squab of the press, said punch being continuously maintained at a temperature slightly below the aforementioned softening temperature, then compressed by the press and simultaneously cooled by a calorie absorption device acting on the die alone until its temperature has dropped below that of softening so that it keeps the shape given to it by the mold after raising the squab from the press and separating, using an extraction device, from the punch, then removed from the press,
always by the die and finally withdrawn from the latter by an extraction means, the die having, throughout the duration of the molding cycle, served both as a pellet carrier and as a heat exchanger.
Second, a press for carrying out the molding process described above, a press characterized in that it comprises a rotating crown to which are linked, at regular intervals, at least three identical dies, the first occupying a so-called loading position. where it receives the cold pellet to be molded, at least one second being in the presence of heating elements, the last being in contact with a cooling element, below the squab, coaxially with the punch, means rotating the crown each time the squab rises from the press at an angle equal to that between two consecutive dies,
in a direction such that the die leaving the loading position comes to take the first position in the presence of the heating element while the last die leaving the latter comes to be placed under the squab of the press.
The accompanying drawing shows in fig. 1, 2 and 3 and in schematic section the three operations constituting the claimed molding process, respectively the three positions of the die and of the pellet to be molded and, in FIG. 4, a schematic view of an embodiment of the press.
In fig. 1, die and pellet, suitably heated, were brought under the squab of the press which closed the mold, compressed the resin and formed the molded part. Said mold is composed of the punch 1, fixed by means of the screw 2 to the squab 3 of the press and the die 4, coaxial with the punch, bearing on the base 5 by means of a block 6, continuously cooled by a stream of cold water flowing in channel 7. The punch is continuously maintained at a temperature slightly below the softening temperature of the resin to be molded by means of an electrical resistance 8, controlled by a thermostat.
The volume of the pellet being intentionally calculated to be slightly greater than that of the molded part 9, the excess material 10 has partially filled the housing 11, provided in the die for this purpose, after having flowed through the small space 12 formed between the punch and the die, the passage of which the section is small enough for a sufficient specific pressure to be maintained inside the mass of resin which has not yet hardened.
When the resin-matrix assembly has cooled down sufficiently, the press squab can go up. As soon as this ascent begins, the extractor 13, pushed by the springs 14, acting on the excess collar 10,
will separate the punch from the molded part, the latter remaining inside the die.
In fig. 2, the matrix 4, inside which is
finds the molding tablet 15, is shown in the heating position, out of reach of the press pigeon and the punch. It is based on a heating body 16, the temperature of which is controlled by a thermostat.
Above the matrix and coaxially with it is arranged a source of infrared rays 17 intended to heat the core chip by radiation. The intensity of the radiation is adjusted by modifying the distance of the source from the pellet. The settings of the two heat sources must be such as to ensure as rapid a softening of the pellet as possible without creating superficial overheating which is detrimental to the material.
In fig. 3, die 4 and casting, both cooled, were removed from under the press squab. At this moment, a jet of compressed air, suitably directed by the nozzle 18, infiltrates between the die and the molded part, expelling the latter which flies off and is collected outside the machine. The new molding pellet 15 is then ready to take the place of the molded part inside the die.
The press of FIG. 4 consists of a base or frame 19 to which are fixed two parallel vertical columns 20 and 21 along which the press squab slides, controlled, by means of a latch, with compressed air, by means of a piston and a cylinder. The squab, the toggle, the piston and the cylinder are not shown. On the base and between the columns is arranged a fixed, horizontal, flat crown, composed of four segments 22, 23, 24 and 25, separated by four narrow solutions of continuity 26, 27, 28 and 29. The first segment 22 is consisting of an electric heating body, the temperature of which is controlled by a thermostat.
The segments 23 and 25 are intermediate elements which do not undergo any calorific influence while inside the segment 24 circulates a stream of cold water which cools it continuously. Coaxially with this first fixed crown is a movable crown 30, held in position by three internal intermediate satellite rollers 31, 32 and 33. Around this crown 30 are fixed four identical lugs 34, 35, 36 and 37, at 90 ° l ' one from the other, pierced with a round hole at such a distance from the center of rotation that they come to pass, when the crown rotates, strictly halfway between the columns, under the squab, coaxially with it.
The height of the ears is such that they move very slightly above the fixed crown. Inside these four holes and freely fitting therein are placed four identical mold dies 38, 39, 40 and 41, rotatably keyed by means of a screw 42, the pivot 43 of which freely enters a groove of the die. parallel to its axis. The dies thus continuously bear on the various segments of the crown and their height is such that they slightly exceed in height the top of the ears. As the crown rotates, the dies are driven and slide on each of the segments, passing easily from one to the other.
The die 41 is in the loading position on the neutral segment 25. It receives the pellet to be molded there, either manually or using an automatic loader, not shown. The matrices 38 and 39 are in the heating position on the heating segment 22. Above each of them is arranged a source of infrared rays. The die 40 is in the molding position under the press squab. When the cooling of the die 40 is sufficient, the squab rises, releasing the die and starting a motor not shown which, acting by means of a pinion 44 meshing with the toothed periphery of the crown 30, rotates the latter exactly a quarter of a turn.
The loaded die comes to the first heating position while the die 39 comes to be placed under the squab, the descent of which is automatically controlled. The molded part remaining in the die 40 comes into the loading position from where it is extracted with compressed air. The cycle is thus completed.