EP3393741A1 - Moule pour la fabrication de pièces en matière plastique comportant un système de réglage du volume de la chambre de moulage optimise - Google Patents

Moule pour la fabrication de pièces en matière plastique comportant un système de réglage du volume de la chambre de moulage optimise

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Publication number
EP3393741A1
EP3393741A1 EP16825523.0A EP16825523A EP3393741A1 EP 3393741 A1 EP3393741 A1 EP 3393741A1 EP 16825523 A EP16825523 A EP 16825523A EP 3393741 A1 EP3393741 A1 EP 3393741A1
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EP
European Patent Office
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mold
volume
pinions
molding chamber
series
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16825523.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Thierry JACQUEMET
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OPmobility SE
Original Assignee
Plastic Omnium SE
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Filing date
Publication date
Application filed by Plastic Omnium SE filed Critical Plastic Omnium SE
Publication of EP3393741A1 publication Critical patent/EP3393741A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of manufacturing plastic parts, especially automotive body parts, by a process of compression molding and / or expansion.
  • thermoplastic preferably thermoplastic (TP)
  • injection-compression molding process preferably injection-compression molding process
  • injection-expansion molding process preferably injection-expansion molding process
  • a mold provided with a movable element and a fixed element, the two elements, typically made of steel, forming a molding chamber in the closed position of the mold;
  • a press usually hydraulic or pneumatic type "jack" to move the movable member to the fixed element.
  • molten plastic is injected into the molding chamber once the mold is closed.
  • the injected material is compressed during cooling.
  • the reduction in volume of the injected material is accompanied by a reduction in the volume of the molding chamber by bringing the movable element closer to the fixed element by means of the press.
  • the injected material is of an expandable nature. It expands in the molding chamber which experiences an increase in volume by moving the movable element away from the fixed element by means of the press.
  • thermosetting thermosetting
  • At least one sheet of plastic material can be laid, typically a composite material called "SMC" ("sheet molding compound”) consisting of thermosetting resin, reinforcing fibers, and often fillers and / or catalyst (hardener) .
  • SMC composite material
  • sheet molding compound consisting of thermosetting resin, reinforcing fibers, and often fillers and / or catalyst (hardener) .
  • the presses currently used are powerful presses with high tonnage, that is to say, having a very large closing force.
  • the presses have a closing force between 500 and 2000 tons.
  • the displacement of the movable element of the mold being controlled by the press, the volume variation of the molding chamber therefore depends on the closing force of the press and the nature of the injected material. Indeed, some plastics require a high pressure (above 30 bar) to make the material flow in the mold cavity, polymerize the material ... For plastics generally used, these power presses induce a volume variation or no "significant" volume adjustment of the molding chamber at each activation.
  • Such a change in volume is advantageous in certain situations, for example when the plastic is experiencing a rapid change in volume or to obtain a high pressure force on the surface of the plastics material.
  • the object of the invention is to remedy these drawbacks and to make it possible to control more finely the volume variation of the molding chamber, ie a smaller adjustment step, while ensuring the stability of the volume variation.
  • the invention particularly relates to a mold for the manufacture of plastic parts, comprising a first element and a second element, the two elements defining a volume of a molding chamber in the closed position of the mold.
  • At least one of the elements is equipped with a volume control system of the molding chamber, said system comprises a movable block and a mechanical displacement system able to move the mobile block in a given direction, in a direction that reduces a volume of the molding chamber and / or in an opposite direction to increase a volume of the molding chamber.
  • the displacement system being a mechanical system makes it possible to make small displacements of the moving block and to realize a smaller adjustment step and thus to control more finely the variation of volume, and therefore the pressure, of the molding chamber. This makes it possible to accompany more satisfactorily the variation of volume of the added material and to produce parts of better qualities and with less defects.
  • the adjustment system is therefore advantageously used for fragile materials or small parts.
  • the system of adjusting the volume of the molding chamber within one of the elements (fixed or movable) of the mold makes it possible to vary the volume of the molding chamber at a desired moment, and makes it possible to apply a molding pressure on a surface greater than that of the material added to the mold before compression, so as not to start compressing the material during the closure of the mold, and to prevent the implementation parameters degrade the final properties of the material of the part produced.
  • This lower power system than the press also allows, by gradually reducing the volume of the molding chamber, to ensure a more constant molding pressure, in particular without overload peak.
  • This volume control system of the molding chamber also allows the expansion of the plastic material substantially continuously and without abrupt volume changes, which promotes a progressive shaping of the plastic material by matching the shape of the chamber molding.
  • the inner molding surface of the paver is generally the size of the molding surface of the part with which it is in contact. In some situations, for example in a compression molding process, it is possible to use a moving block having a smaller coin contacting surface to effect a local volume variation of the molding chamber. This allows to specify the pressure in some places, for example depending on the shape of the piece to be molded.
  • the mold may further comprise one or more of the following features, taken alone or in combination.
  • the mechanical displacement system comprises at least one screw-nut system composed of a screw member and a nut member and one of which is integral with the movable block, a gear system cooperating mechanically with the or screw-nut systems and at least one drive source connected to the gear system.
  • a "nut element” is any element that has the function of a nut in a screw-nut system. It can be an independent piece conventionally called “nut” or a part of another element which comprises a threading ensuring the function of nut.
  • a “screw element” is any element having the function of a screw in a screw-nut system.
  • the screw-nut system cooperating with the gear system makes it easier and more precise to control the movement of the moving block. It operates by a conventional screw-nut arrangement and does not involve a complex system.
  • the element integral with the movable block may be either the screw element or the nut element.
  • a rotation of the nut in one direction by means of the gear system makes it possible to translate the screw element secured to the movable block by means of the threading. This allows to reduce the volume of the room of molding or to increase it according to the direction of rotation of the nut.
  • a rotation of the screw element induces a translation of the mobile block in a direction of volume reduction or volume increase of the molding chamber.
  • the displacement system makes it possible to make small displacements, making it possible to adjust or specify the pressure applied to the added material.
  • the system for adjusting the volume of the molding chamber equipped with the displacement system is suitable for compressing and / or expanding a large variety of materials or for compressing and / or locally expanding certain areas of the molding surface of the mold. room.
  • the gear system comprises a pinion and a rack geared in the pinion.
  • the pinion cooperates with the screw-nut system so as to move the moving block.
  • the term "pinion” refers to any toothed element having a circular cross-section, for example of cylindrical or conical shape, used for the transmission of power through a mechanism.
  • the term "rack” means any element complementary to the pinion in the mechanism, generally having the shape of a rod or bar.
  • the pinion and the rack are meshed so that a movement of the first causes a movement of the other.
  • the power source makes it possible to move the rack directly or indirectly, in particular the rack performs a continuous translation movement "back and forth". This translational movement makes it possible to rotate the pinion.
  • the pinion sets in motion the screw-nut system which thus moves the moving block.
  • the links are all mechanical and do not involve complex or expensive device.
  • the mechanical displacement system includes the same number of screw-nut and gear systems.
  • a pinion is associated with a screw-nut system, in other words, the movement of a screw-nut system is generated by the movement of a pinion.
  • the gear system comprises a series of pinions and a rack, each pinion of the series of pinions cooperating with a screw-nut system, the series of pinions and the rack being geared so that an actuation of the source or sources motor allows you to move the moving pad.
  • the series of gables can be organized in different ways. For example, the sprockets are aligned in a row.
  • the power source makes it possible to set in motion the rack and the row of gears which all turn in the same direction.
  • the gears can also be organized in circular or substantially circular series arranged with the rack so that a movement of one causes the movement of the other.
  • a larger number of gears allows to increase the number of screw-nut systems and therefore the number of points of thrust of the pavement. This makes it possible to better distribute the stresses applied by the screw-nut systems on the moving block and to avoid a concentration of constraints in a single point. This also provides a more balanced thrust force on the entire paver.
  • the gears are all the same size. Preferably, they are all identical. This facilitates their organization and reduces their cost.
  • the gear system comprises a series of pinions and two racks, each pinion of the series of pinions cooperating with a screw-nut system, the series of pinions and racks being geared so that an actuation of the source or sources motor allows you to move the moving pad.
  • the two racks are arranged on either side of the series of gears and in parallel manner with each other and with the series of gears.
  • the translation of a rack in one direction generates, through a rotation of the series of gears, the translation of the other rack in the opposite direction.
  • the gears of the series all turn in the same direction and in a synchronized manner. This allows better control of the movement of the gears and improve the efficiency and continuity of the movement of the screw-nuts.
  • the number of contacts between the racks and the screw-nut system is doubled compared to the case of a single rack, which allows better distribution of the stresses applied to the teeth and reduce their wear.
  • the gear system comprises two sets of pinions and a rack, each pinion of the two sets of pinions cooperating with a screw-nut system, the two sets of gears and the rack being geared so that an actuation of the or motor sources allows moving the moving pad.
  • the two sets of gears are arranged on either side of the rack.
  • a series of gables can be aligned or circular or any other form of organization.
  • a translation of the rack in one direction generates a rotation of the two sets of gears in two opposite directions.
  • the number of gears has further increased for the aforementioned advantages.
  • the gear system comprises several series of pinions and several racks, each pinion (40) of the series of pinions cooperating with a screw-nut system, the series of pinions (40) and the racks (42) being meshed so that actuation of the one or more motor sources makes it possible to move the moving block.
  • the series of gables and racks are organized alternately.
  • a series of pinion rubs two racks when it is in the middle of the set or a rack when it is at the end.
  • two sets of gables can be merged and the organization gables / racks is in a pattern "two sets of gears associated with a rack".
  • the sprocket of the gear system or the series of sprockets and the nut element of the screw-nut system or systems form a single mechanical part (40).
  • the nut element then corresponds to a thread of a pinion hole where the screw element is inserted.
  • the nut element of the screw-nut system or systems is formed in the mobile block.
  • the nut element then corresponds to a thread of an orifice of the movable block where is inserted the screw element.
  • the motor source or sources are connected to the rack or racks.
  • the racks being geared in the pinions, a single power source may be sufficient to move all the mechanical components of the displacement system.
  • each rack is connected to a power source to better control the power and movements.
  • the driving source comprises a motor connected to one of the gears of one of the series.
  • the motor usually electric, rotates a pinion of one of the sets of gears.
  • the rotating pinion transmits torque to the rack or racks that rotate the other pinions of the series or sets of pinions.
  • the driving source comprises a pneumatic or hydraulic cylinder.
  • the mold comprises a control sensor of the volume control system of the molding chamber, for example a pressure sensor associated or not with a stroke sensor.
  • the pressure sensor is placed in contact with the molding chamber and makes it possible to measure the pressure inside it.
  • the pressure sensor is connected to the volume control system of the molding chamber and can be controlled according to the pressure in the molding chamber. It can be associated with a stroke sensor carried by the mechanical displacement system to more precisely control its movement.
  • the two moving blocks of the two volume control systems of the molding chamber can be in facing relation, and able to apply the same pressure to the plastic material, when they are pushed into the molding chamber.
  • the two blocks of the two volume control systems of the molding chamber can be in facing relation, and able to simultaneously apply a pressure on the plastic, so as to balance forces on either side of the plastic material in the molding chamber.
  • the first system for adjusting the volume of the molding chamber and the second system for adjusting the volume of the molding chamber comprise the same displacement system.
  • a single moving system is enough to put in movement two volume control systems of the molding chamber, reducing clutter, material need and energy consumption.
  • the invention also relates to a method of compression molding plastic parts, using a mold comprising the features presented above. Plastic material is added thereto and then compression of said plastic material is effected by moving the moving block in the given direction in a direction which reduces a volume of the molding chamber.
  • the invention also relates to an expansion molding process of plastic parts, using a mold described above, in which plastic is added and expansion of said plastic material by moving the block is allowed. moving in the given direction, in a direction that increases a volume of the molding chamber.
  • the invention also relates to a method of compression molding and expansion of plastic parts, using a mold described above, in which plastic is added one or more times, and comprising the following steps:
  • a compression of said plastic material is carried out by moving the moving block in the given direction in a direction which reduces a volume of the molding chamber,
  • an expansion of said plastic material is allowed by moving the moving block in an opposite direction which increases a volume of the molding chamber.
  • FIG. 1a is a schematic longitudinal sectional view of a mold according to a first embodiment.
  • Figure 1b is a schematic longitudinal sectional view of the mechanical displacement system of the mold of Figure 1a.
  • Figure 2a is a view similar to Figure 1a, the mold being in the compression phase.
  • Figure 2b is a view similar to Figure 1b, the mold being in the compression phase.
  • Figure 3a is a view similar to Figure 1a, the mold being in the expansion phase.
  • Figure 3b is a view similar to Figure 1b, the mold being in the expansion phase.
  • FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view of the mechanical displacement system of a mold according to a second embodiment.
  • - Figure 5 is a schematic longitudinal sectional view of the mechanical displacement system of a mold according to a third embodiment.
  • - Figure 6 is a schematic longitudinal sectional view of the mechanical displacement system of a mold according to a fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic longitudinal sectional view of the mechanical displacement system of a mold according to a fifth embodiment.
  • a mold 10 for the manufacture of plastic parts comprises a first element 12, for example the matrix, and a second element 14, for example the punch.
  • the two elements 12 and 14 delimit a volume of a molding chamber 16 in the closed position of the mold 10.
  • One of the elements is equipped with a system 18 for adjusting the volume of the molding chamber 16.
  • the adjustment system 18 of the volume of the molding chamber 16 is equipped on the second element 14.
  • the system 18 comprises a moving block 20 and a mechanical displacement system 22 able to move the moving block 20 in a direction 24 given.
  • the direction 24 is a function of the orientation of the surface to be compressed and / or expanded of the part to be molded. In Figures 1a, 2a and 3a, the direction 24 is along a vertical axis.
  • the mechanical displacement system 22 can move the moving block 24 in a direction 26 of the direction 24, which reduces a volume of the molding chamber 16 and / or in an opposite direction 28 to increase a volume of the molding chamber 16.
  • FIGS. 1a, 1b, 2a, 2b, 3a and 3b illustrate a first embodiment.
  • the mechanical displacement system 22 comprises a screw-nut system 30 formed of a screw element 32 and a nut member 33, one of whose elements is integral with the moving block 20.
  • the mechanical displacement system 22 also comprises a system gearbox 34 cooperating mechanically with the screw-nut system 30 and at least one driving source 36 setting in motion the gear system 34.
  • the element of the screw system -crosts integral with the moving block 20 is the nut 33.
  • a rotation of the screw element 32 induces a translation of the mobile block 20 in a direction of volume reduction or volume increase of the molding chamber 16.
  • the screw member 32 which is integral with the movable block 20.
  • the screw member 32 has two ends. One end is anchored in the moving block 20, making it integral with the screw member 32. The other end is free.
  • the screw member 32 is then inserted into the nut member carried by a pinion 40.
  • the screw-nut system 30 is threaded so that a rotation of the nut member in one direction causes a translation of the screw member 32. in the direction 24 in a corresponding direction.
  • a rotation of the nut 38 in the counterclockwise direction causes the translation of the screw 32 in the direction 26, thereby causing a movement of the movable pad 20 in the direction 26.
  • the gear system 34 includes the pinion 40 and a rack 42 engaged in the pinion 40.
  • the pinion 40 and the rack 42 have teeth oriented to form a gear.
  • a rotation of the pinion 40 in a drive a translation of the rack 42 in a sense direction associated direction of direction 43 and vice versa.
  • a rotation of the pinion 40 in the counterclockwise direction 44 causes a translation of the rack 42 in the direction 45, and vice versa in the other direction.
  • a translation of the rack 42 in the direction 45 causes a rotation of the pinion 40 in the counterclockwise direction 44.
  • the pinion 40 cooperates with the screw-nut system 30 so as to move the moving block 20.
  • the screw member 32 is integral with the pinion 40.
  • a rotation of the pinion 40 causes a rotation of the screw member 32 and thus a translation of the movable block 20 through the nut member 33.
  • a translation of the rack 42 in the direction 44 causes a rotation of the pinion 40 in the counterclockwise direction and conversely for the other direction.
  • the nut element is carried by the pinion 40 through a thread on a surface of an orifice of the pinion 40 which is inserted the screw element 32.
  • the nut element and the pinion 40 form a same mechanical part 40.
  • the rack 42 is connected to the driving source 36.
  • the driving source 36 may comprise a hydraulic or pneumatic cylinder 46.
  • the rack 42 is translated in one direction. Partner following the direction 43.
  • the plastics material 48 is added in the form of pre-impregnated sheets and / or injected material inside the molding chamber 16.
  • the volume of the molding chamber 16 is reduced by the adjustment system 18 as illustrated in FIGS. 2a and 2b.
  • the drive source 36 is activated in the direction 45, for example by pushing the piston of a jack 46, which makes it possible to translate the rack 42 of the gear system 34 in the same direction.
  • This causes the rotation of the pinion 40 in the counterclockwise direction and therefore also that of the screw element 32 integral with the pinion 40.
  • the threading of the nut element 33 associated with that of the screw element 32 allows the nut member 33 to translate in the direction 26 of the direction 24.
  • the nut element 33 being integral with the mobile block 20 the latter moves in the same direction, that is to say in this case in the direction of volume reduction of the molding chamber 16.
  • the moving block 20 compresses the material 48, in particular on the surface of contact between the mobile pad 20 and the material 48.
  • the volume of the molding chamber 16 is increased by the adjustment system 18 as illustrated in FIGS. 3a and 3b.
  • the mechanism described above being invertible, by activating the drive source 36 in the direction 50, the block 20 is moved in the direction 28 which makes it possible to increase the volume of the molding chamber 16.
  • the activation of the driving source 36 in the direction 50 of Figure 3 is for example by pulling on a piston of the cylinder 46.
  • the material 48 then expands as the displacement of the block 20.
  • the method is the same as that described above by applying the operation of the screw-nut system. described for this embodiment.
  • the two methods of compression and expansion can be implemented independently, successively or simultaneously simultaneously with the aid of several adjustment systems 18 located at different locations of the mold 10.
  • the gear system 34 comprises a series of pinions 40 and a rack 42.
  • the series of pinions 40 is a row of four pinions 40 aligned in the axis of the rack 42. It could also be arranged in another way, for example in a circle, the pinions 410 being engaged in the rack 42.
  • Each pinion 40 cooperates with a screw-nut system 30 (not shown in Figures 4 to 7), so the number of screw-nut systems 30 corresponds to the number of sprockets 40 present.
  • the series of pinions 40 and the rack 42 are engaged so that an actuation of the drive source 36 makes it possible to move the mobile block 20, in the same manner as in the first embodiment.
  • the gears 40 of the series have teeth arranged so that a translation of the rack 42 makes it possible to rotate simultaneously all the gears 40 in the same direction.
  • the use of several pinions 40 makes it possible to better distribute the stresses over several thrust points on the moving block 20 and to avoid a concentration of the stresses.
  • the operation of the displacement system 22 comprising the system in this second embodiment is similar to that described for the first embodiment. The same applies to the compression molding and / or expansion molding processes using the mold equipped with this displacement system 22.
  • the gear system 34 comprises a series of pinions 40 and two racks 42a and 42b, each pinion 40 of the series of pinions cooperating with a screw-nut system 30.
  • the series of pinions 40 and the racks 42a and 42b are meshes of so that an actuation of the driving sources 36a and 36b makes it possible to move the moving block 20.
  • the two racks 42a and 42b are disposed on either side of the series of pinions 40 which is, in this example, a row of four 40.
  • the driving sources 36a and 36b comprise two cylinders 46a and 46b, respectively connected to the racks 42a and 42b.
  • the two cylinders 46a and 46b are activated simultaneously in two opposite directions 50a and 50b, which makes it possible to translate the two racks 42a and 42b equally in opposite directions.
  • the series of pinions 40 meshing in the two racks 42a and 42b is rotated in the same direction.
  • the driving source 36 comprises only one jack, for example the jack 46a. Actuation of the cylinder 46a translates the rack 42a, causing the rotation of the series of pinions 40. The latter causes the translation of the rack 42b.
  • the operation of the displacement system 22 including the gear system 34 according to this third embodiment is similar to that described for the first embodiment. The same applies to the compression molding and / or expansion molding processes using the mold equipped with this displacement system 22.
  • the gear system 34 comprises two series A and B of pinions 40 and a rack 42, each pinion 40 of the two series A and B cooperating with a screw-nut system 30.
  • the two series A and B of pinions 40 and the rack 42 are engaged so that actuation of the driving source 36 can move the moving block 20 (not shown in Figures 4 to 7).
  • the driving source 36 comprises a jack 46 connected to the rack 42.
  • the series A and B of the pinions 40 are arranged on either side of the rack 42.
  • the gearing of the pinions 40 and of the rack 42 is done by means of the cooperation of gear teeth, so that a translation of the rack 42 rotates simultaneously the two series A and B of pinions 40 in opposite directions, for example clockwise for the series A and the counterclockwise direction for the series B.
  • the disposition of the series A and B of pinions 40 makes it possible to better distribute the stresses and the driving forces on the whole of the mobile block 20.
  • the operation of the displacement system 22 comprising the system in this fourth embodiment is similar to that described for the first embodiment. The same applies to the compression molding and / or expansion molding processes using the mold equipped with this displacement system 22.
  • FIG. 7 illustrates a fifth embodiment.
  • This embodiment is similar to the second embodiment. It differs in particular in that the drive source 36 comprises a motor 52 connected to one of the gears P series. Indeed, the drive source 36 is no longer connected to the rack 42 but to a pinion P of the series of pinions. Thus actuation of the drive source 36 makes it possible to rotate the pinion P, causing the translation of the rack 42 and thus the rotation of the other pinions 40 of the series in the same direction.
  • the driving source 36 according to this fifth embodiment can also be applied to the other embodiments in a similar manner.
  • the operation of the displacement system 22 including the gear system 34 according to this fifth embodiment is similar to that described for the first embodiment. The same applies to the compression molding and / or expansion molding processes using the mold equipped with this displacement system 22.
  • the mold 10 is equipped with a first volume control system of the molding chamber 16 implanted in the first element 12 and with a second volume control system of the implanted molding chamber 16. in the second element 14.
  • These two adjustment systems may comprise the same displacement system 22 according to embodiments 1 to 5.
  • simultaneous actuation of or the driving sources 36 makes it possible to set the two volume adjustment elements in motion. of the molding chamber.

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Abstract

L'invention concerne un moule (10) pour la fabrication de pièces en matière plastique, comportant un premier élément (12) et un second élément (14), les deux éléments (12, 14) délimitant un volume d'une chambre de moulage (16) en position fermée du moule (10). Au moins un des éléments (12, 14) est équipé d'un système de réglage (18) du volume de la chambre de moulage (16), ledit système (18) comporte un pavé mobile (20) et un système de déplacement mécanique (22) apte à déplacer le pavé mobile (20) dans une direction donnée (24), dans un sens (26) qui réduit un volume de la chambre de moulage (16) et/ou dans un sens opposé (28) pour augmenter un volume de la chambre de moulage (16). L'invention concerne également un procédé de moulage par compression, un procédé de moulage par expansion et un procédé de moulage par compression et par expansion.

Description

Moule pour la fabrication de pièces en matière plastique comportant un système de réglage du volume de la chambre de moulage optimisé
La présente invention concerne le domaine technique de la fabrication de pièces en matière plastique, notamment des pièces de carrosserie automobile, par un procédé de moulage par compression et/ou expansion.
Pour fabriquer des pièces en matière plastique, de préférence en thermoplastique (TP), il est connu d'utiliser un procédé de moulage par injection-compression et/ou un procédé de moulage par injection-expansion. Un tel procédé utilise un équipement de moulage comportant :
- un moule muni d'un élément mobile et d'un élément fixe, les deux éléments, typiquement en acier, formant une chambre de moulage en position fermée du moule ;
- une presse, généralement hydraulique ou pneumatique type « vérin », permettant de déplacer l'élément mobile vers l'élément fixe.
Généralement, on injecte de la matière plastique en fusion dans la chambre de moulage une fois le moule fermé. La matière injectée est comprimée au cours du refroidissement. La réduction de volume de la matière injectée est accompagnée d'une réduction du volume de la chambre de moulage par un rapprochement de l'élément mobile vers l'élément fixe, à l'aide de la presse. Dans un autre cas, la matière injectée est de nature expansible. Elle s'expand dans la chambre de moulage qui connaît une augmentation du volume par un éloignement de l'élément mobile de l'élément fixe au moyen de la presse.
Il est également connu d'utiliser un procédé de moulage par compression pour fabriquer des pièces en matière plastique, en particulier en thermodurcissable (TD).
Classiquement, on peut poser au moins une feuille de matière plastique, typiquement un matériau composite dit « SMC » (« sheet moulding compound ») constitué de résine thermodurcissable, de fibres de renfort, et souvent de charges et/ou de catalyseur (durcisseur). Puis on applique une pression sur la feuille de matière plastique en réduisant le volume de la chambre de moulage au moyen de la presse afin que la feuille prenne la forme des parois internes du moule.
Les presses utilisées actuellement sont des presses puissantes à forte tonnage, c'est- à-dire, ayant une force de fermeture très importante. Classiquement, les presses ont une force de fermeture entre 500 et 2000 tonnes. Le déplacement de l'élément mobile du moule étant commandé par la presse, la variation de volume de la chambre de moulage dépend donc de la force de fermeture de la presse et de la nature du matériau injectée. En effet, certaines matières plastiques nécessitent une forte pression (supérieure à 30 bars) pour faire fluer la matière dans la cavité de moulage, faire polymériser la matière... Pour les matières plastiques généralement utilisées, ces presses puissances induisent une variation de volume ou un pas de réglage de volume « important » de la chambre de moulage à chaque activation.
Une telle variation de volume est avantageuse dans certaines situations, par exemple lorsque la matière plastique connaît une variation de volume rapide ou pour obtenir une force de pression importante à la surface de la matière plastique. Cependant, elle peut être contraignante l'on veut contrôler plus finement la variation de volume de la chambre de moulage, c'est-à-dire obtenir un pas de réglage plus petit, correspondant à une force de fermeture de la presse plus petite que 500 tonnes. Or, il est difficile d'asservir précisément les vérins de compression de la presse pour atteindre de telles valeurs.
Par ailleurs, même les presses qui peuvent fonctionner jusqu'à environ 500 tonnes ne produisent pas de résultats satisfaisants. On constate des variations de force importantes autour du point nominal à 500 tonnes, notamment au début du cycle de moulage. De ce fait, des variations (notamment des pics) de pressions importantes se produisent au sein de la matière plastique au début de la compression ou de l'expansion, lors de la montée ou de la descente en pression. Ces derniers peuvent détériorer la qualité de la pièce. Ces pics de pressions ne permettent pas de garantir une pression homogène lors du moulage.
L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de permettre de contrôler plus finement la variation de volume de la chambre de moulage, soit un pas de réglage plus petit, tout assurant la stabilité de la variation de volume.
A cet effet, l'invention a notamment pour objet un moule pour la fabrication de pièces en matière plastique, comportant un premier élément et un second élément, les deux éléments délimitant un volume d'une chambre de moulage en position fermée du moule. Au moins un des éléments est équipé d'un système de réglage du volume de la chambre de moulage, ledit système comporte un pavé mobile et un système de déplacement mécanique apte à déplacer le pavé mobile dans une direction donnée, dans un sens qui réduit un volume de la chambre de moulage et/ou dans un sens opposé pour augmenter un volume de la chambre de moulage.
Le système de déplacement étant un système mécanique permet de faire des petits déplacements du pavé mobile et de réaliser un pas de réglage plus petit et donc de contrôler plus finement la variation de volume, et donc la pression, de la chambre de moulage. Cela permet d'accompagner de manière plus satisfaisante la variation de volume de la matière ajoutée et produire des pièces de meilleures qualités et à moindres défauts. Le système de réglage est donc avantageusement utilisé pour des matériaux fragiles ou des pièces de petite taille.
Lors d'un moulage par injection-compression ou par compression, le système de réglage du volume de la chambre de moulage au sein d'un des éléments (fixe ou mobile) du moule, permet de faire varier le volume de la chambre de moulage à un moment voulu, et permet d'appliquer une pression de moulage sur une surface supérieure à celle de la matière ajoutée dans le moule avant compression, afin de ne pas commencer à compresser la matière lors de la fermeture du moule, et pour éviter que les paramètres de mise en œuvre dégradent les propriétés finales de la matière de la pièce produite.
Ce système de puissance inférieure à celle de la presse permet également, en réduisant progressivement le volume de la chambre de moulage, de garantir une pression de moulage plus constante, notamment sans pic de surcharge.
Ce système de réglage du volume de la chambre de moulage permet également l'expansion de la matière plastique de manière sensiblement continue et sans variations brusques de volume, ce qui favorise une mise en forme progressive de la matière plastique en épousant la forme de la chambre de moulage.
La surface intérieure moulante du pavé mobile est généralement de la taille de la surface moulante de la pièce avec laquelle elle est en contact. Dans certaines situations, par exemple lors d'un procédé de moulage par compression, il est possible d'utiliser un pavé mobile ayant une surface de contact avec la pièce plus petite pour effectuer une variation de volume locale de la chambre de moulage. Cela permet de préciser la pression à certains endroits, par exemple en fonction de la forme de la pièce à mouler. Le moule peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison.
- Le système de déplacement mécanique comprend au moins un système vis-écrous composé d'un élément vis et d'un élément écrou et dont l'un des éléments est solidaire au pavé mobile, un système d'engrenages coopérant mécaniquement avec le ou les systèmes vis-écrous et au moins une source motrice reliée au système d'engrenages. On appelle « élément écrou » tout élément qui possède la fonction d'écrou dans un système vis-écrou. Il peut être une pièce indépendante classiquement appelée « écrou » ou une partie d'un autre élément qui comprend un filetage assurant la fonction d'écrou. De même, on appelle « élément vis » tout élément possédant la fonction de vis dans un système vis-écrou.
Le système vis-écrous coopérant avec le système d'engrenages permet de contrôler plus facilement et précisément le déplacement du pavé mobile. Il fonctionne par un agencement classique vis-écrous et n'implique pas de système complexe. L'élément solidaire au pavé mobile peut être soit l'élément vis soit l'élément écrou.
Dans le cas où l'élément vis est solidaire au pavé mobile, une rotation de l'écrou dans un sens au moyen du système d'engrenages permet de translater l'élément vis solidaire au pavé mobile grâce au filetage. Cela permet soit de réduire le volume de la chambre de moulage soit de l'augmenter en fonction du sens de rotation de l'écrou. Dans le cas où l'élément écrou est solidaire au pavé mobile, une rotation de l'élément vis induit une translation du pavé mobile dans un sens de réduction de volume ou d'augmentation de volume de la chambre de moulage.
De plus, le système de déplacement permet d'effectuer de petits déplacements, permettant d'ajuster ou de préciser la pression appliquée sur la matière ajoutée. Ainsi le système réglage du volume de la chambre de moulage équipé du système de déplacement est adapté pour la compression et/ou l'expansion d'une grande diversité de matériaux ou pour compresser et/ou expandre localement certaines zones de la surface moulante de la pièce.
- Le système d'engrenages comprend un pignon et une crémaillère engrenée dans le pignon. Le pignon coopère avec le système vis-écrous de sorte à déplacer le pavé mobile. On appelle « pignon » tout élément denté ayant une section transversale circulaire, par exemple de forme cylindrique ou conique, utilisé pour la transmission de puissance à travers un mécanisme. On appelle « crémaillère » tout élément complémentaire au pignon dans le mécanisme, ayant généralement la forme d'une tige ou d'une barre.
Le pignon et la crémaillère sont engrenés de sorte qu'un mouvement du premier entraine un mouvement de l'autre. La source motrice permet de mettre en mouvement directement ou indirectement la crémaillère, en particulier cette dernière effectue un mouvement de translation continu de « va-et-vient ». Ce mouvement de translation permet de mettre en rotation le pignon. De ce fait, le pignon met en mouvement le système vis-écrous qui déplace ainsi le pavé mobile. Les liaisons sont toutes de type mécanique et n'impliquent pas de dispositif complexe ou coûteux.
- Le système de déplacement mécanique comprend le même nombre de système vis- écrous et de pignons. Ainsi, un pignon est associé à un système vis-écrou, autrement dit, le mouvement d'un système vis-écrou est généré par le mouvement d'un pignon.
- Le système d'engrenages comprend une série de pignons et une crémaillère, chaque pignon de la série de pignons coopérant avec un système vis-écrou, la série de pignons et la crémaillère étant engrenées de sorte qu'un actionnement de la ou des sources motrices permet de déplacer le pavé mobile. La série de pignons peut être organisée de différentes manières. Par exemple, les pignons sont alignés en une rangée. La source motrice permet de mettre en mouvement la crémaillère et la rangée de pignons qui tournent tous dans un même sens. Les pignons peuvent également être organisés en série circulaire ou sensiblement circulaire agencée avec la crémaillère de sorte qu'un mouvement de l'une entraine le mouvement de l'autre. Un plus grand nombre de pignons permet d'augmenter le nombre de systèmes vis-écrou et donc le nombre de points de poussée du pavé mobile. Cela permet de mieux répartir les contraintes appliquées par les systèmes vis-écrou sur le pavé mobile et éviter une concentration de contraintes en un seul point. Cela permet également d'obtenir une force de poussée plus équilibrée sur l'ensemble du pavé mobile.
- Les pignons ont tous la même taille. De préférence, ils sont tous identiques. Cela facilite leur organisation et réduit leur coût.
- Le système d'engrenages comprend une série de pignons et deux crémaillères, chaque pignon de la série de pignons coopérant avec un système vis-écrou, la série de pignons et les crémaillères étant engrenées de sorte qu'un actionnement de la ou des sources motrices permet de déplacer le pavé mobile. En particulier, les deux crémaillères sont disposées de part et d'autre de la série de pignons et de manière parallèles entre elles et avec la série de pignons. La translation d'une crémaillère dans un sens génère, à travers une rotation de la série des pignons, la translation de l'autre crémaillère dans le sens opposé. Les pignons de la série tournent tous dans le même sens et de manière synchronisée. Cela permet de mieux contrôler le mouvement des pignons et améliorer l'efficacité et la continuité du mouvement du vis-écrous. Par ailleurs, le nombre de contact entre les crémaillères et le système vis-écrous est doublé par rapport au cas d'une seule crémaillère, ce qui permet de mieux répartir les contraintes appliquées aux dents et de diminuer leur usure.
- Le système d'engrenages comprend deux séries de pignons et une crémaillère, chaque pignon des deux séries de pignons coopérant avec un système vis-écrou, les deux séries de pignons et la crémaillère étant engrenées de sorte qu'un actionnement de la ou des sources motrices permet de déplacer le pavé mobile. En particulier, les deux séries de pignons sont disposées de part et d'autre de la crémaillère. Une série de pignons peut être alignée ou circulaire ou toute autre forme d'organisation. Une translation de la crémaillère dans un sens génère une rotation des deux séries de pignons dans deux sens opposés. Le nombre de pignons a encore augmenté pour les avantages précités ci-dessus.
- Le système d'engrenages comprend plusieurs séries de pignons et plusieurs crémaillères, chaque pignon (40) des séries de pignons coopérant avec un système vis- écrou, les séries de pignons (40) et les crémaillères (42) étant engrenées de sorte qu'un actionnement de la ou des sources motrices permet de déplacer le pavé mobile. En particulier, les séries de pignons et les crémaillères sont organisées par alternance. Ainsi, une série de pignon côtoie deux crémaillères lorsqu'elle est au milieu de l'ensemble ou une crémaillère lorsqu'elle est en extrémité. Avantageusement, deux séries de pignons peuvent se côtoyer et l'organisation pignons/crémaillères est suivant un motif « deux séries de pignons associées à une crémaillère ». - Le pignon du système d'engrenages ou de la ou des séries de pignons et l'élément écrou du ou des systèmes vis-écrous forment une même pièce mécanique (40). L'élément écrou correspond alors à un filetage d'un orifice du pignon où est inséré l'élément vis.
- L'élément écrou du ou des systèmes vis-écrous est formé dans le pavé mobile. L'élément écrou correspond alors à un filetage d'un orifice du pavé mobile où est inséré l'élément vis.
- La ou les sources motrices sont reliées à la ou les crémaillères. Les crémaillères étant engrenées dans les pignons, une seule source motrice peut être suffisante pour mettre en mouvement tous les composantes mécaniques du système de déplacement. De préférence, chaque crémaillère est reliée à une source motrice afin de mieux contrôler la puissance et les mouvements.
- La source motrice comprend un moteur relié à un des pignons d'une des séries. Le moteur, généralement électrique, met en rotation un pignon de l'une des séries de pignons. Le pignon en rotation transmet le couple à la ou les crémaillères qui mettent en rotation les autres pignons de la ou des séries de pignons.
- La source motrice comprend un vérin pneumatique ou hydraulique.
- Le moule comprend un capteur de pilotage du système de réglage du volume de la chambre de moulage, par exemple un capteur de pression associé ou non à un capteur de course. Le capteur de pression est placé en contact de la chambre de moulage et permet de mesure la pression à l'intérieur de celle-ci. Le capteur de pression est relié au système de réglage du volume de la chambre de moulage et permet de le piloter en fonction de la pression régnant dans la chambre de moulage. Il peut être associé à un capteur de course porté par le système de déplacement mécanique afin de contrôler plus précisément son mouvement.
- un premier système de réglage du volume de la chambre de moulage implanté dans le premier élément et un second système de réglage du volume de la chambre de moulage implanté dans le second élément. Les deux pavés mobiles des deux systèmes de réglage du volume de la chambre de moulage peuvent être en vis-à-vis, et aptes à appliquer une même pression sur la matière plastique, lorsqu'ils sont en poussé dans la chambre de moulage. Les deux pavés des deux systèmes de réglage du volume de la chambre de moulage peuvent être en vis-à-vis, et aptes à appliquer simultanément une pression sur la matière plastique, de façon à équilibrer des forces de part et d'autre de la matière plastique dans la chambre de moulage.
- le premier système de réglage du volume de la chambre de moulage et le second système de réglage du volume de la chambre de moulage comprennent un même système de déplacement. Un seul système de déplacement suffit pour mettre en mouvement deux systèmes de réglage du volume de la chambre de moulage, réduisant l'encombrement, le besoin en matériel et l'énergie consommée.
L'invention a également pour objet un procédé de moulage par compression de pièces en matière plastique, utilisant un moule comprenant les caractéristiques présentées précédemment. On ajoute dans celui-ci de la matière plastique puis l'on réalise une compression de ladite matière plastique en déplaçant le pavé mobile dans la direction donnée, dans un sens qui réduit un volume de la chambre de moulage.
L'invention a également pour objet un procédé de moulage par expansion de pièces en matière plastique, utilisant un moule décrit ci-dessus, dans lequel on ajoute de la matière plastique et l'on permet une expansion de ladite matière plastique en déplaçant le pavé mobile dans la direction donnée, dans un sens qui augmente un volume de la chambre de moulage.
L'invention a également pour objet un procédé de moulage par compression et par expansion de pièces en matière plastique, utilisant un moule décrit précédemment, dans lequel on ajoute de la matière plastique une ou plusieurs fois, et comportant les étapes suivantes :
- on réalise une compression de ladite matière plastique en déplaçant le pavé mobile dans la direction donnée, dans un sens qui réduit un volume de la chambre de moulage,
- on permet une expansion de ladite matière plastique en déplaçant le pavé mobile dans un sens opposé qui augmente un volume de la chambre de moulage.
L'invention sera mieux comprise à la lecture des figures annexées, qui sont fournies à titre d'exemples et ne présentent aucun caractère limitatif, dans lesquelles :
- la figure 1 a est une vue schématique en coupe longitudinale d'un moule selon un premier mode de réalisation.
- la figure 1 b est une vue schématique en coupe longitudinale du système de déplacement mécanique du moule de la figure 1 a.
- la figure 2a est une vue similaire à la figure 1 a, le moule étant en phase de compression.
- la figure 2b est une vue similaire à la figure 1 b, le moule étant en phase de compression.
- la figure 3a est une vue similaire à la figure 1 a, le moule étant en phase d'expansion.
- la figure 3b est une vue similaire à la figure 1 b, le moule étant en phase d'expansion.
- la figure 4 est une vue schématique en coupe longitudinale du système de déplacement mécanique d'un moule selon un deuxième mode de réalisation.
- la figure 5 est une vue schématique en coupe longitudinale du système de déplacement mécanique d'un moule selon un troisième mode de réalisation. - la figure 6 est une vue schématique en coupe longitudinale du système de déplacement mécanique d'un moule selon un quatrième mode de réalisation.
- la figure 7 est une vue schématique en coupe longitudinale du système de déplacement mécanique d'un moule selon un cinquième mode de réalisation.
Un moule 10 pour la fabrication de pièces en matière plastique, comporte un premier élément 12, par exemple la matrice, et un second élément 14, par exemple le poinçon. Les deux éléments 12 et 14 délimitent un volume d'une chambre de moulage 16 en position fermée du moule 10. L'un des éléments est équipé d'un système de réglage 18 du volume de la chambre de moulage 16. Sur les exemples des figures 1 à 7, le système de réglage 18 du volume de la chambre de moulage 16 est équipé sur le second élément 14. Le système 18 comporte un pavé mobile 20 et un système de déplacement mécanique 22 apte à déplacer le pavé mobile 20 dans une direction 24 donnée. La direction 24 est en fonction de l'orientation de la surface à compresser et/ou à expandre de la pièce à mouler. Dans les figures 1 a, 2a et 3a, la direction 24 est suivant un axe vertical. Le système de déplacement mécanique 22 peut déplacer le pavé mobile 24 dans un sens 26 de la direction 24, qui réduit un volume de la chambre de moulage 16 et/ou dans un sens opposé 28 pour augmenter un volume de la chambre de moulage 16. On se réfère maintenant aux figures 1 a, 1 b, 2a, 2b, 3a et 3b qui illustrent un premier mode de réalisation.
Le système de déplacement mécanique 22 comprend un système vis-écrous 30 formé d'un élément vis 32 et d'un élément écrou 33 dont l'un des éléments est solidaire au pavé mobile 20. Le système de déplacement mécanique 22 comprend également un système d'engrenages 34 coopérant mécaniquement avec le système vis-écrous 30 et au moins une source motrice 36 mettant en mouvement le système d'engrenages 34. Dans le mode de réalisation des figures 1 a, 2a et 3a, l'élément du système vis-écrous solidaire au pavé mobile 20 est l'écrou 33. Ainsi, une rotation de l'élément vis 32 induit une translation du pavé mobile 20 dans un sens de réduction de volume ou d'augmentation de volume de la chambre de moulage 16.
Dans un autre mode de réalisation, c'est l'élément vis 32 qui est solidaire au pavé mobile 20. L'élément vis 32 comporte deux extrémités. Une extrémité est ancrée dans le pavé mobile 20, le rendant solidaire à l'élément vis 32. L'autre extrémité est libre. L'élément vis 32 est inséré alors dans l'élément écrou porté par un pignon 40. Le système vis-écrous 30 est fileté de sorte qu'une rotation de l'élément écrou dans un sens entraine une translation de l'élément vis 32 dans la direction 24 dans un sens correspondant. Par exemple, sur la figure 2a, une rotation de l'écrou 38 dans le sens antihoraire entraine la translation de la vis 32 dans le sens 26, engendrant ainsi un déplacement du pavé mobile 20 dans le sens 26.
Le système d'engrenages 34 comprend le pignon 40 et une crémaillère 42 engrenée dans le pignon 40. Le pignon 40 et la crémaillère 42 comportent des dents orientées de manière à former un engrenage. Ainsi une rotation du pignon 40 dans un entraine une translation de la crémaillère 42 dans un sens sens associé sens de la direction 43 et inversement. Par exemple, sur la figure 2b, une rotation du pignon 40 dans le sens antihoraire 44 engendre une translation de la crémaillère 42 dans le sens 45, et inversement dans l'autre sens. De même, une translation de la crémaillère 42 dans le sens 45 entraine une rotation du pignon 40 dans le sens antihoraire 44.
Le pignon 40 coopère avec le système vis-écrous 30 de sorte à déplacer le pavé mobile 20. Dans le premier mode de réalisation, l'élément vis 32 est solidaire au pignon 40. Ainsi une rotation du pignon 40 entraine une rotation de l'élément vis 32 et donc une translation du pavé mobile 20 grâce à l'élément écrou 33. Par exemple, sur les figures 2a et 2b, une translation de la crémaillère 42 dans le sens 44 engendre une rotation du pignon 40 dans le sens antihoraire et inversement pour l'autre sens.
Dans un autre mode de réalisation, l'élément écrou est porté par le pignon 40 grâce à un filetage sur une surface d'un orifice du pignon 40 où est inséré l'élément vis 32. Autrement dit, l'élément écrou et le pignon 40 forment une même pièce mécanique 40. Ainsi, une translation de la crémaillère 24 dans la direction 43 entraine une rotation du pignon 40, ce qui permet de translater l'élément vis 32 solidaire au pavé mobile 20 dans la direction 24, généralement orthogonale à la direction 43.
La crémaillère 42 est reliée à la source motrice 36. La source motrice 36 peut comprendre un vérin hydraulique ou pneumatique 46. Ainsi, en activant le vérin 46 dans un sens ou dans un autre, on opère une translation de la crémaillère 42 dans un sens associé suivant la direction 43.
On va décrire maintenant le procédé de moulage par compression et/ou expansion avec ou sans injection de matière thermodurcissable en utilisant le moule 10.
Tout d'abord, on ajoute la matière plastique 48 sous forme de feuilles pré-imprégnées et/ou de la matière injectée à l'intérieur de la chambre de moulage 16.
Pour réaliser une compression de la matière 48, on réduit le volume de la chambre de moulage 16 grâce au système de réglage 18 comme illustré sur les figures 2a et 2b. Pour cela, on active la source motrice 36 dans le sens 45, par exemple en poussant le piston d'un vérin 46, qui permet de translater la crémaillère 42 du système d'engrenages 34 dans le même sens. Cela entraine la rotation du pignon 40 dans le sens antihoraire et donc également celle de l'élément vis 32 solidaire au pignon 40. Le filetage de l'élément écrou 33 associé à celui de l'élément vis 32 permet à l'élément écrou 33 de translater dans le sens 26 de la direction 24. L'élément écrou 33 étant solidaire au pavé mobile 20, ce dernier se déplace dans le même sens, c'est-à-dire dans ce cas dans le sens de réduction de volume de la chambre de moulage 16. Ainsi, le pavé mobile 20 comprime la matière 48, en particulier à la surface de contact entre le pavé mobile 20 et la matière 48.
Pour permettre une expansion de la matière 48, on augmente le volume de la chambre de moulage 16 grâce au système de réglage 18 comme illustré sur les figures 3a et 3b. Le mécanisme décrit ci-dessus étant inversible, en activant la source motrice 36 dans le sens 50, on déplace le pavé 20 dans le sens 28 qui permet d'augmenter le volume de la chambre de moulage 16. L'activation de la source motrice 36 dans le sens 50 de la figure 3 se fait par exemple en tirant sur un piston du vérin 46. La matière 48 se met alors en expansion au fur et à mesure du déplacement du pavé 20.
Dans le mode de réalisation où l'élément écrou 33 est porté par le pignon 40 et l'élément vis 32 est solidaire au pavé mobile 20, le procédé est le même que celui décrit ci-dessus en appliquant le fonctionnement du système vis-écrou décri pour ce mode de réalisation.
Les deux procédés de compression et d'expansion peuvent être mises en œuvre de manière indépendante, de manière successive ou alors de manière simultanée à l'aide de plusieurs systèmes de réglage 18 situés à différents endroits du moule 10.
Dans ce qui suit, les éléments communs aux différents modes de réalisation sont identifiés par les mêmes références numériques. Seules les principales différences sont décrites, on notera que les autres éléments sont similaires.
On se réfère maintenant à la figure 4 qui illustre un deuxième mode de réalisation.
Le système d'engrenages 34 comprend une série de pignons 40 et une crémaillère 42. Dans l'exemple de la figure 4, la série de pignons 40 est une rangée de quatre pignons 40 alignés dans l'axe de la crémaillère 42. Elle pourrait tout aussi être disposée d'une autre manière, par exemple en cercle, les pignons 410étant engrenés dans la crémaillère 42. Chaque pignon 40 coopère avec un système vis-écrou 30 (non représenté sur les figures 4 à 7), Ainsi le nombre de systèmes vis-écrou 30 correspond au nombre de pignons 40 présents. La série de pignons 40 et la crémaillère 42 sont engrenées de sorte qu'un actionnement de la source motrice 36 permet de déplacer le pavé mobile 20, de la même manière que dans le premier mode de réalisation. Les pignons 40 de la série présentent des dents disposés de sorte qu'une translation de la crémaillère 42 permet de mettre en rotation de manière simultanée tous les pignons 40 dans le même sens. L'emploi de plusieurs pignons 40 permet de mieux répartir les contraintes sur plusieurs points de poussée sur le pavé mobile 20 et d'éviter une concentration des contraintes..
Le fonctionnement du système de déplacement 22 comprenant le système d'engrenages 34 selon ce deuxième mode de réalisation est similaire à celui décrit pour le premier mode de réalisation. De même pour les procédés de moulage par compression et/ou expansion employant le moule équipé de ce système de déplacement 22.
On se réfère maintenant à la figure 5 qui illustre un troisième mode de réalisation. Le système d'engrenages 34 comprend une série de pignons 40 et deux crémaillères 42a et 42b, chaque pignon 40 de la série de pignons coopérant avec un système vis- écrou 30. La série de pignons 40 et les crémaillères 42a et 42b sont engrenées de sorte qu'un actionnement des sources motrices 36a et 36b permet de déplacer le pavé mobile 20. Les deux crémaillères 42a et 42b sont disposées de part et d'autre de la série de pignons 40 qui est, dans cet exemple, une rangée de quatre pignons 40. Les sources motrices 36a et 36b comprennent deux vérins 46a et 46b, reliés respectivement aux crémaillères 42a et 42b. Les deux vérins 46a et 46b sont activés simultanément dans deux sens opposés 50a et 50b, ce qui permet de translater les deux crémaillères 42a et 42b également dans des sens opposés. La série de pignons 40 engrénée dans les deux crémaillères 42a et 42b est mise en rotation dans un même sens.
Dans une variante, la source motrice 36 ne comprend qu'un vérin, par exemple le vérin 46a. Un actionnement du vérin 46a permet de translater la crémaillère 42a, entraînant la rotation de la série de pignons 40. Cette dernière engendre la translation de la crémaillère 42b.
Le fonctionnement du système de déplacement 22 comprenant le système d'engrenages 34 selon ce troisième mode de réalisation est similaire à celui décrit pour le premier mode de réalisation. De même pour les procédés de moulage par compression et/ou expansion employant le moule équipé de ce système de déplacement 22.
On se réfère maintenant à la figure 6 qui illustre un quatrième mode de réalisation. Le système d'engrenages 34 comprend deux séries A et B de pignons 40 et une crémaillère 42, chaque pignon 40 des deux séries A et B coopérant avec un système vis- écrou 30. Les deux séries A et B de pignons 40 et la crémaillère 42 sont engrenées de sorte qu'un actionnement de la source motrice 36 permet de déplacer le pavé mobile 20 (non représenté dans les figures 4 à 7). La source motrice 36 comprend un vérin 46 relié à la crémaillère 42. Les séries A et B de pignons 40 sont rangées de part et d'autre de la crémaillère 42. L'engrenage des pignons 40 et de la crémaillère 42 se fait grâce à la coopération de dents d'engrenages, de sorte qu'une translation de la crémaillère 42 met en rotation de manière simultanée les deux séries A et B de pignons 40 dans des sens opposés, par exemple dans le sens horaire pour la série A et le sens antihoraire pour la série B. La disposition des séries A et B de pignons 40 permet de mieux répartir les contraintes et les forces motrices sur l'ensemble du pavé mobile 20.
Le fonctionnement du système de déplacement 22 comprenant le système d'engrenages 34 selon ce quatrième mode de réalisation est similaire à celui décrit pour le premier mode de réalisation. De même pour les procédés de moulage par compression et/ou expansion employant le moule équipé de ce système de déplacement 22.
On se réfère maintenant à la figure 7 qui illustre un cinquième mode de réalisation. Ce mode de réalisation est similaire au deuxième mode de réalisation. Il en diffère notamment en ce que la source motrice 36 comprend un moteur 52 relié à un des pignons P d'une des séries. En effet, la source motrice 36 n'est plus reliée à la crémaillère 42 mais à un pignon P de la série de pignons. Ainsi un actionnement de la source motrice 36 permet de mettre en rotation le pignon P, entraînant la translation de la crémaillère 42 et donc la rotation des autres pignons 40 de la série dans le même sens.
La source motrice 36 selon ce cinquième mode de réalisation peut aussi être appliquée aux autres modes de réalisation de façon similaire.
Le fonctionnement du système de déplacement 22 comprenant le système d'engrenages 34 selon ce cinquième mode de réalisation est similaire à celui décrit pour le premier mode de réalisation. De même pour les procédés de moulage par compression et/ou expansion employant le moule équipé de ce système de déplacement 22.
De plus, il est également possible d'utiliser un moteur comme alternatif du vérin 46 de la source motrice 36 dans les modes de réalisation précédents.
Dans un autre mode de réalisation, on équipe le moule 10 d'un premier système de réglage du volume de la chambre de moulage 16 implanté dans le premier élément 12 et d'un second système de réglage du volume de la chambre de moulage 16 implanté dans le second élément 14. Ces deux systèmes de réglage peuvent comprendre un même système de déplacement 22 selon les modes de réalisation 1 à 5. Ainsi un actionnement simultané de ou des sources motrices 36 permet de mettre en mouvement les deux éléments de réglage du volume de la chambre de moulage.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. Il est notamment possible de combiner les différents modes de réalisation décrits, en particulier faire un système d'engrenages à plusieurs pignons et plusieurs crémaillères en répliquant un mode de réalisation ou en combinant plusieurs.

Claims

REVENDICATIONS
1. Moule (10) pour la fabrication de pièces en matière plastique, comportant un premier élément (12) et un second élément (14), les deux éléments (12, 14) délimitant un volume d'une chambre de moulage (16) en position fermée du moule (10), caractérisé en ce qu'au moins un des éléments (12, 14) est équipé d'un système de réglage (18) du volume de la chambre de moulage (16), ledit système (18) comporte un pavé mobile (20) et un système de déplacement mécanique (22) apte à déplacer le pavé mobile (20) dans une direction donnée (24), dans un sens (26) qui réduit un volume de la chambre de moulage (16) et/ou dans un sens opposé (28) pour augmenter un volume de la chambre de moulage (16).
2. Moule (10) selon la revendication précédente, dans lequel le système de déplacement mécanique (22) comprend au moins un système vis-écrous (30) composé d'un élément vis (32) et d'un élément écrou (40) et dont l'un des éléments (32) est solidaire au pavé mobile (20), un système d'engrenages coopérant mécaniquement avec ledit au moins un système vis-écrous (30) et au moins une source motrice (36) reliée au système d'engrenages (34).
3. Moule (10) selon la revendication précédente, dans lequel le système d'engrenages (34) comprend un pignon (40) et une crémaillère (42) engrenée dans le pignon (40), le pignon (40) coopérant avec ledit au moins un système vis-écrous (30) de sorte à déplacer le pavé mobile (20).
4. Moule (10) selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, dans lequel le système d'engrenages (34) comprend une série de pignons (40) et une crémaillère (42), chaque pignon (40) de la série de pignons coopérant avec un système vis-écrou, la série de pignons (40) et la crémaillère (42) étant engrenées de sorte qu'un actionnement de ladite au moins une source motrice (36) permet de déplacer le pavé mobile (20).
5. Moule (10) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel le système d'engrenages (34) comprend une série de pignons (40) et deux crémaillères (42a, 42b), chaque pignon (40) de la série de pignons coopérant avec un système vis-écrou, la série de pignons (40) et les crémaillères (42a, 42b) étant engrenées de sorte qu'un actionnement de ladite au moins une source motrice (36a, 36b) permet de déplacer le pavé mobile (20).
6. Moule (10) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel le système d'engrenages (34) comprend deux séries (A, B) de pignons (40) et une crémaillère (42), chaque pignon (40) des deux séries (A, B) de pignons coopérant avec un système vis- écrou, les deux séries (A, B) de pignons (40) et la crémaillère (42) étant engrenées de sorte qu'un actionnement de ladite au moins une source motrice (36) permet de déplacer le pavé mobile (20).
7. Moule (10) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel le système d'engrenages (34) comprend plusieurs séries de pignons (40) et plusieurs crémaillères (42), chaque pignon (40) des séries de pignons coopérant avec un système vis-écrou, les séries de pignons (40) et les crémaillères (42) étant engrenées de sorte qu'un actionnement de la source motrice (36) permet de déplacer le pavé mobile (20).
8. Moule (10) selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, dans lequel le pignon (40) du système d'engrenages (34) ou de la ou des séries de pignons et l'élément écrou
(40) du ou des systèmes vis-écrous forment une même pièce mécanique (40).
9. Moule (10) selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, dans lequel la source motrice (36) comprend un moteur relié à un des pignons (P) d'une des séries de pignons.
10. Moule (10) selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, dans lequel la source motrice (36) comprend un vérin (46) pneumatique ou hydraulique relié à une des crémaillères (42).
11. Moule (10) selon l'une des revendications précédentes, comportant un premier système de réglage du volume de la chambre de moulage (16) implanté dans le premier élément (12) et un second système de réglage du volume de la chambre (16) de moulage implanté dans le second élément (14).
12. Moule (10) selon la revendication précédente, dans lequel le premier système de réglage du volume de la chambre de moulage (16) et le second système de réglage du volume de la chambre de moulage (16) comprennent un même système de déplacement mécanique (22).
13. Procédé de moulage par compression de pièces en matière plastique, utilisant un moule (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on ajoute de la matière plastique (48) puis l'on réalise une compression de ladite matière plastique (48) en déplaçant le pavé mobile (20) dans la direction donnée (24), dans un sens (26) qui réduit un volume de la chambre de moulage (16).
14. Procédé de moulage par expansion de pièces en matière plastique, utilisant un moule (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 , dans lequel on ajoute de la matière plastique (48) et l'on permet une expansion de ladite matière plastique (48) en déplaçant le pavé mobile (20) dans la direction donnée (24), dans un sens (28) qui augmente un volume de la chambre de moulage (16).
15. Procédé de moulage par compression et par expansion de pièces en matière plastique, utilisant un moule (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 , dans lequel on ajoute de la matière plastique (48) une ou plusieurs fois, et comportant les étapes suivantes :
- on réalise une compression de ladite matière plastique (48) en déplaçant le pavé mobile dans la direction donnée (24), dans un sens (26) qui réduit un volume de la chambre de moulage (16),
- on permet une expansion de ladite matière plastique (48) en déplaçant le pavé mobile (20) dans un sens opposé (28) qui augmente un volume de la chambre de moulage (16).
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