FR2902365A1

FR2902365A1 - Producing a complex part by injection molding of complementary portions of the part comprises welding the portions together in an assembly device operated in synchrony with the opening and closing of the mold

Info

Publication number: FR2902365A1
Application number: FR0605301A
Authority: FR
Inventors: Patrick Day; Bernard Pobel
Original assignee: MGI Coutier SA; Deplanche Fabrication SARL
Current assignee: Akwel SA; Akwel Tooling France SARL
Priority date: 2006-06-14
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2007-12-21
Anticipated expiration: 2026-06-14
Also published as: FR2902365B1

Abstract

Producing a complex part by injection molding of complementary portions of the part comprises welding the portions together in an assembly device comprising welding blocks operated in synchrony with the opening and closing of the mold. An independent claim is also included for apparatus for producing a complex part as above, comprising an injection mold, welding blocks for receiving and holding the molded portions, a welding tool and a device for transferring the molded portions from the mold to the welding blocks, where the welding blocks are connected to parts of the mold.

Description

La présente invention concerne la réalisation, par moulage et assemblage,The present invention relates to the production, by molding and assembly,

de pièces en matière thermoplastique et, plus particulièrement, de pièces de forme complexe, la notion de pièces complexes incluant ici entre autres les corps creux. Dans le domaine des fabrications industrielles en grande série, notamment dans le secteur de l'équipement automobile, la volonté de réaliser des pièces aussi complexes que possible, par des procédés de moulage par injection de matière thermoplastique, est un souhait permanent qui, toutefois, présente des limites car certaines pièces ne pourraient être démoulées, si l'on ne faisait pas appel à des artifices. Parmi les techniques utilisables pour les réalisations de pièces complexes, et essayant de résoudre les problèmes de démoulage, on connaît en particulier : - la technique dite des noyaux fusibles , dans laquelle la matière thermoplastique est moulée autour d'un noyau, lequel est ensuite éliminé par fusion à une température suffisamment basse pour conserver l'intégrité du corps moulé ; - la fabrication en deux parties ou plusieurs parties complémentaires, initialement séparées, ces parties étant ensuite assemblées entre elles afin de constituer la pièce définitive à obtenir. Ces deux techniques connues sont applicables, entre autres, à la réalisation de corps creux, ou d'autres pièces complexes. parts of thermoplastic material and, more particularly, parts of complex shape, the concept of complex parts including here among other hollow bodies. In the field of industrial mass production, especially in the automotive equipment sector, the desire to produce parts as complex as possible, by injection molding processes of thermoplastic material, is a permanent desire which, however, has limitations because some parts could not be demolded, if we did not use fireworks. Among the techniques usable for the production of complex parts, and trying to solve the demolding problems, we know in particular: - the so-called fusible nuclei technique, in which the thermoplastic material is molded around a core, which is then eliminated melting at a sufficiently low temperature to maintain the integrity of the molded body; - The manufacture in two parts or more complementary parts, initially separated, these parts then being assembled together to form the final piece to obtain. These two known techniques are applicable, inter alia, to the production of hollow bodies, or other complex parts.

L'une et l'autre de ces techniques nécessitent, outre l'opération initiale de moulage par injection de la pièce ou de ses parties constitutives, une opération supplémentaire consistant, soit en la fusion du noyau, soit en une opération d'assemblage desdites parties. Dans toute la suite, on s'intéressera plus particulièrement à la 30 technique de fabrication en deux ou plusieurs parties moulées, avec assemblage consécutif de ces parties. Les modes d'assemblage ici possibles sont nombreux. Ils comprennent les techniques d'assemblage mécanique usuelles, telles que le vissage et des techniques particulières adaptées aux composants en matière 35 synthétique, telles que la soudure, le collage, l'encliquetage, le surmoulage, etc. Both of these techniques require, in addition to the initial injection molding operation of the part or its constituent parts, an additional operation consisting of either the melting of the core or an assembly operation of said parts. In the following, we will focus more particularly on the manufacturing technique in two or more molded parts, with subsequent assembly of these parts. The assembly methods available here are numerous. They include the usual mechanical joining techniques, such as screwing and special techniques adapted to synthetic components, such as welding, gluing, latching, overmolding, etc.

Quant à la fabrication par moulage de deux ou plusieurs parties complémentaires, une technique assez courante consiste à réaliser simultanément ces deux ou plusieurs parties dans un même moule, notamment en intégrant deux ou plusieurs empreintes de moulage correspondantes dans le moule. En particulier, on peut utiliser un moule dit à deux étages dans lequel les empreintes correspondant à deux parties à injecter sont mises en série . A chaque cycle de fonctionnement du moule, on obtient ici les deux pièces complémentaires,aussi désignées dans la suite comme demi-pièces , qui sont ainsi rendues disponibles simultanément, et associées l'une à l'autre, pour être alors assemblées. Parmi les processus connus certains prévoient non seulement de réaliser par injection les deux parties constitutives à l'intérieur d'un même moule, notamment un moule à deux étages, mais encore de procéder à l'intérieur de ce même moule à l'assemblage des deux parties moulées. Un tel processus permet de réaliser directement une pièce complexe complète, telle qu'un corps creux, ceci à chaque cycle de la presse d'injection. Il est ici fait référence par exemple au brevet US 5221538, prévoyant un moule avec partie rotative, ainsi qu'aux documents japonais JP 10128798, JP 10166449 et JP 63237918, ces deux derniers documents prévoyant l'introduction d'un corps chauffant à l'intérieur du moule pour l'opération d'assemblage par soudage des deux parties qui viennent d'être injectées. On connaît aussi, par la demande de brevet allemand DE 19809990, un procédé dans lequel les deux parties complémentaires, injectées de façon simultanée dans un moule à deux étages, sont ensuite extraites du moule et assemblées l'une à l'autre à l'extérieur du moule. Plus particulièrement, les deux parties démoulées sont transférées à un poste d'assemblage, où elles sont réunies notamment par soudage pour constituer le corps creux à obtenir. Ce document prévoit, entre autres, un soudage par plaque chaude ou lame chauffante (aussi désigné comme soudage par miroir ), dont le principe est bien maîtrisé, le soudage par infrarouge étant aussi envisagé. Les processus connus, qui viennent d'être rappelés, présentent tous des inconvénients. Le processus consistant à assembler à l'intérieur même du moule les parties constitutives moulées, en réalisant notamment la liaison de ces parties par un surmoulage, demande une grande précision de l'outillage pour l'opération d'assemblage, et aussi une gestion thermique très rigoureuse. Ce processus nécessite aussi de respecter une précision de positionnement afin d'assurer le surmoulage avec les étanchéités suffisantes et, dans le cas particulier de la fabrication d'un corps creux, les déformations des parties constitutives, sous l'effet de la pression d'injection, doivent en outre être maîtrisées. Quant au processus dans lequel l'assemblage des parties constitutives est réalisé à l'extérieur du moule d'injection de ces parties, le coût en est élevé en raison de la nécessité de créer un poste autonome de soudure, tout en reliant logiquement et mécaniquement ce poste aux mouvements de la presse d'injection, des moyens de transfert des parties moulées entre cette presse et le poste de soudure étant aussi nécessaires. A cet égard, le document DE 19809990 précité ne fournit aucune indication concrète concernant les moyens de transfert entre la presse et le poste de soudure, de sorte que ces moyens restent à créer. La présente invention vise à éliminer tous ces inconvénients, c'est-à-dire aussi bien ceux de l'assemblage à l'intérieur d'un moule que ceux de l'assemblage à l'extérieur du moule dans un poste de soudure séparé, et ainsi elle a pour but de fournir un procédé et un outillage perfectionnés, permettant la réalisation de pièces complexes, toujours par moulage et assemblage, d'une manière plus simple, plus fiable et d'une plus grande universalité, la solution proposée étant optimisée par une mise en commun des moyens et des mouvements nécessaires au moulage et au soudage. A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un procédé pour la réalisation de pièces complexes, telles que des corps creux, avec moulage de parties complémentaires constitutives de ces pièces dans un moule d'injection, puis transfert des parties moulées vers l'extérieur du moule, et assemblage de ces parties à l'extérieur du moule par soudure pour constituer des pièces terminées, ce procédé étant caractérisé par le fait que l'opération de soudure est réalisée en recevant et en maintenant les parties moulées à assembler dans des moyens déplacés en synchronisme avec des parties du moule d'injection, le contrôle de ces moyens, ainsi que du transfert des parties moulées, étant intégré au contrôle des mouvements d'ouverture-fermeture du moule d'injection. As to the manufacture by molding of two or more complementary parts, a fairly common technique consists in simultaneously making these two or more parts in one and the same mold, in particular by incorporating two or more corresponding mold cavities into the mold. In particular, it is possible to use a so-called two-stage mold in which the cavities corresponding to two parts to be injected are placed in series. Each cycle of operation of the mold, here we obtain the two complementary parts, also hereinafter referred to as half-pieces, which are thus made available simultaneously, and associated with one another, to be then assembled. Among the known processes certain not only provide by injecting the two constituent parts inside the same mold, including a two-stage mold, but also to proceed within the same mold to the assembly of two molded parts. Such a process makes it possible to directly produce a complete complex piece, such as a hollow body, this at each cycle of the injection press. Reference is here made, for example, to US Pat. No. 5,252,1538, providing a mold with a rotating part, as well as Japanese documents JP 10128798, JP 10166449 and JP 63237918, the latter two documents providing for the introduction of a heating element to the inside the mold for the welding assembly operation of the two parts that have just been injected. German patent application DE 19809990 also discloses a method in which the two complementary parts, injected simultaneously in a two-stage mold, are then extracted from the mold and assembled together. outside the mold. More particularly, the two molded parts are transferred to an assembly station, where they are joined together by welding to form the hollow body to obtain. This document provides, among other things, a hot plate or heating blade welding (also referred to as mirror welding), the principle of which is well controlled, infrared welding being also envisaged. The known processes, which have just been recalled, all have disadvantages. The process of assembling the molded constituent parts within the mold itself, in particular by bonding these parts by overmolding, requires high precision of the tooling for the assembly operation, and also thermal management. very rigorous. This process also requires a positioning accuracy to ensure overmolding with sufficient seals and, in the particular case of the manufacture of a hollow body, the deformation of the constituent parts, under the effect of the pressure of injection, must be controlled. As for the process in which the assembly of the constituent parts is performed outside the injection mold of these parts, the cost is high due to the need to create an independent welding station, while connecting logically and mechanically this post to the movements of the injection press, transfer means of the molded parts between this press and the welding station is also necessary. In this respect, the document DE 19809990 cited above does not provide any concrete indication as to the means of transfer between the press and the welding station, so that these means remain to be created. The present invention aims to eliminate all these disadvantages, that is to say both those of the assembly inside a mold and those of the assembly outside the mold in a separate welding station , and so it aims to provide an improved process and tooling, allowing the realization of complex parts, always by molding and assembly, in a simpler, more reliable and more universally, the proposed solution being optimized by pooling the means and movements required for molding and welding. For this purpose, the subject of the invention is essentially a process for the production of complex parts, such as hollow bodies, with the molding of complementary parts constituting these parts in an injection mold, then transfer of the molded parts to the mold. outside the mold, and assembling these parts outside the mold by welding to form finished parts, this method being characterized in that the welding operation is performed by receiving and maintaining the molded parts to be assembled in means moved in synchronism with parts of the injection mold, the control of these means, as well as the transfer of the molded parts, being integrated in the control of the opening-closing movements of the injection mold.

Dans un mode de mise en oeuvre préféré de ce procédé, applicable à la réalisation de pièces résultant de l'assemblage de deux demi-pièces, ce qui est notamment le cas pour la fabrication de corps creux, on utilise un moule à deux étages respectivement dédiés aux deux demi-pièces, celles-ci étant moulées dans une orientation relative correspondant à leur position d'assemblage, le transfert des deux demi-pièces est réalisé en les maintenant parallèles à elles-mêmes, et l'assemblage de ces deux demi-pièces l'une à l'autre par soudure est réalisé suivant un axe parallèle à l'axe du moule. L'opération de soudure, qui finalement réunit les deux demi-pièces, est notamment réalisable par un processus de soudure par lame chauffante laquelle est introduite entre les deux demi-pièces à souder, la lame chauffante étant aussi rétractable dans la zone de la partie intermédiaire du moule à deux étages. Ainsi, l'invention fournit un procédé dans lequel les opérations de moulage et d'assemblage par soudure sont réalisées simultanément et dans un même outillage, le moulage de deux demi-pièces complémentaires étant effectué pendant que s'opère l'assemblage des deux demi-pièces moulées dans le cycle précédent. De plus, les mouvements nécessaires à l'assemblage par soudage, notamment en cas de soudage par lame chauffante sont directement liés aux mouvements du moule, eux-mêmes impartis par les mouvements de la presse à injecter. En utilisant préférentiellement un moule à deux étages, les deux demi-pièces moulées sont directement libérées dans une position relative permettant leur soudure pour constituer une pièce terminée, le transfert de ces pièces s'effectuant par de simples mouvements de translation. Ainsi, les déplacements de pièces sont réduits au minimum et simples à commander et à guider, et la gestion des mouvements nécessaires à la soudure, ainsi que des transferts de la position de moulage à la position de soudage, est facilement assurée par l'automate existant de commande de la presse. De plus, dans le cas de la soudure par lame chauffante, cette lame chauffante peut être aisément rétractée dans la zone centrale protégée de l'outillage. In a preferred embodiment of this process, applicable to the production of parts resulting from the assembly of two half-pieces, which is particularly the case for the manufacture of hollow bodies, using a two-stage mold respectively dedicated to the two half-pieces, these being molded in a relative orientation corresponding to their assembly position, the transfer of the two half-pieces is achieved by keeping them parallel to themselves, and the assembly of these two half -pieces to each other by welding is carried out along an axis parallel to the axis of the mold. The welding operation, which finally joins the two half-pieces, is in particular feasible by a heating blade welding process which is introduced between the two half-pieces to be welded, the heating blade being also retractable in the zone of the part intermediate of the two-stage mold. Thus, the invention provides a method in which the molding and welding assembly operations are performed simultaneously and in the same tool, the molding of two complementary half-pieces being performed while the assembly of the two half -pieces molded in the previous cycle. In addition, the movements required for assembly by welding, especially in the case of hot blade welding are directly related to the movements of the mold, themselves imparted by the movements of the injection molding machine. By preferentially using a two-stage mold, the two molded half-pieces are directly released in a relative position allowing their welding to constitute a finished part, the transfer of these parts being effected by simple translational movements. Thus, the movements of parts are minimized and simple to control and guide, and the management of the movements required for welding, as well as transfers from the molding position to the welding position, is easily provided by the automaton existing control of the press. In addition, in the case of hot blade welding, this heating blade can be easily retracted into the central protected area of the tooling.

Plus particulièrement, le soudage par lame chauffante constitue déjà en lui-même un mode d'assemblage bien maîtrisé et adapté à des demi-pièces à réunir suivant un plan de joint, et dans le contexte de la présente invention, la soudure par lame chauffante présente l'avantage supplémentaire d'être réalisable par des mouvements de commande qui sont identiques à ceux du moule d'injection, et qui peuvent donc être intégrés et pris en compte par l'automate de la presse, lequel gère habituellement les paramètres et les automatismes nécessaires au fonctionnement de l'outillage, les paramètres de fonctionnement étant généralement : des paramètres de gestion des déplacements par vérins, des logiques d'électrovannes, des paramètres de pressions et de température, des contrôles de positions, de temps et de vitesse. La mise en commun de moyens pour le moulage d'une part, et pour le soudage d'autre part, est ici d'autant plus forte que les mouvements nécessaires au soudage s'effectuent suivant un axe parallèle à l'axe du moule d'injection, ce qui permet une mise à profit directe des mouvements d'ouverture et de fermeture du moule pour réaliser aussi la soudure. More particularly, the heating blade welding is already in itself a well-controlled assembly method and suitable for half-parts to be joined together in a joint plane, and in the context of the present invention, the heating blade welding has the additional advantage of being achievable by control movements which are identical to those of the injection mold, and which can therefore be integrated and taken into account by the press automaton, which usually manages the parameters and automation necessary for the operation of the tooling, the operating parameters generally being: parameters for managing displacements by cylinders, solenoid valve logic, pressure and temperature parameters, position, time and speed controls. The pooling of means for the molding on the one hand, and for welding on the other hand, is all the stronger here because the movements required for welding take place along an axis parallel to the axis of the mold. injection, which allows a direct advantage of the opening and closing movements of the mold to also perform the welding.

A ce sujet, on notera que tous modes d'assemblage autres que le soudage par lame chauffante, ou éventuellement par infrarouge, nécessiteraient un automatisme séparé et supplémentaire de gestion de la soudure, qui n'autoriserait pas une adaptation et intégration dans l'outillage, ou qui pourrait perturber le bon fonctionnement de l'opération de moulage par injection. Tel serait le cas pour une soudure utilisant des principes de vibration, d'ultrasons, de rotation, de laser, In this regard, it should be noted that all assembly methods other than heating blade welding, or possibly by infrared, require separate and additional automation of welding management, which would not allow adaptation and integration into the tooling or that could interfere with the proper operation of the injection molding operation. This would be the case for a weld using principles of vibration, ultrasound, rotation, laser,

. Ainsi, les moyens de l'invention constituent une combinaison permettant véritablement d'optimiser la réalisation de pièces complexes par le moulage de deux ou plusieurs parties constitutives, puis l'assemblage de ces parties, le procédé selon l'invention évitant aussi bien les inconvénients d'un assemblage à l'intérieur du moule que les inconvénients des systèmes connus réalisant l'assemblage à l'extérieur du moule, et la solution proposée étant simple, compacte, fiable et économique, le rendement de production restant assuré puisqu'une pièce terminée est réalisée à chaque cycle d'injection de la presse. L'invention a aussi pour objet un outillage pour la réalisation de pièces complexes par moulage et assemblage, mettant en oeuvre le procédé défini ci-dessus. Cet outillage comprend essentiellement, en combinaison : - un moule d'injection, pour le moulage des parties complémentaires constitutives des pièces à réaliser, -des moyens de réception et de maintien des parties moulées à assembler, associés à des moyens de soudage, lesdits moyens de réception et de maintien étant liés à des parties du moule d'injection, des moyens de transfert des parties moulées, entre le moule d' injection lesdits moyens de réception et de maintien. Le moule d'injection utilisé est, avantageusement, un moule à deux étages, avec une première partie possédant une empreinte pour le moulage d'une demi-pièce, avec une deuxième partie possédant une empreinte pour le moulage d'une autre demi-pièce, et avec une partie intermédiaire comportant deux noyaux de moulage opposés. Les moyens de réception et de maintien comprennent, avantageusement, un premier bloc de soudure avec un logement récepteur pour une demi-pièce et un deuxième bloc de soudure avec un logement récepteur pour l'autre demi-pièce, les deux blocs de soudure étant respectivement liés à deux parties du moule d'injection, les deux blocs de soudure étant disposés coaxialement suivant un axe parallèle à l'axe du moule d'injection, et l'un au moins des deux blocs de soudure étant monté mobile suivant son axe. Avantageusement, dans le cas d'un moule à deux étages, le premier bloc de soudure est porté par la première partie du moule, et le deuxième bloc de soudure est porté par la deuxième partie du moule, tandis que les moyens de soudage sont portés par la partie intermédiaire du moule d'injection. Les moyens de soudage comprennent, en particulier, une lame chauffante montée sur un support protecteur de sécurité lui-même porté par la partie intermédiaire du moule d'injection, la lame chauffante étant déplaçable entre une position active déployée entre les deux blocs de soudure, et une position rétractée dans son support protecteur de sécurité. Quant aux moyens de transfert des parties moulées, entre le moule d'injection et les moyens de réception et de maintien, plus particulièrement les blocs de soudure précédemment mentionnés, ceux-ci sont avantageusement constitués par un robot manipulateur, lequel comprend un premier bras muni d'un préhenseur déplaçable entre l'empreinte de la première partie du moule et le premier bloc de soudure, et un second bras muni d'un préhenseur déplaçable entre l'empreinte de la deuxième partie du moule et le deuxième bloc de soudure, le robot manipulateur comportant encore un autre préhenseur apte à être amené en regard de l'un des blocs de soudure et prévu pour l'extraction et l'évacuation des pièces terminées...DTD: Dans l'ensemble, il est ainsi obtenu un outillage relativement simple et compact, notamment grâce à l'association directe des parties du moule d'injection d'une part et des blocs de soudure d'autre part, l'ensemble du processus de moulage et d'assemblage étant réalisé dans cet outillage, sous le contrôle de l'automate de la presse. L'invention sera de toute façon mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de cet outillage pour la réalisation de pièces complexes par moulage et assemblage, et illustrant le procédé mis en oeuvre par cet outillage : Figure 1 est une vue en coupe de l'outillage, le moule étant en position ouverte ; Figures 2, 3, 4 et 5 sont des vues en coupe similaires à la figure 1, montrant d'autres positions fonctionnelles de l'outillage et illustrant ainsi son 15 cycle de fonctionnement. L'exemple d'application illustré au dessin concerne la fabrication d'un corps creux, résultant de l'assemblage de deux parties complémentaires ou demi-pièces 2 et 3. L'outillage, réalisant de façon automatique ces deux demi-pièces 2 20 et 3, et leur assemblage, comprend un moule à deux étages, inséré dans une presse à injecter d'un type connu, qui comporte deux plateaux opposés 4 et 5, l'un fixe et l'autre mobile. Le moule comprend une première partie de moule 6 fixée au plateau 4 de la presse, cette première partie de moule 6 possédant une 25 empreinte 7 pour le moulage de la demi-pièce 2. Le moule comprend une deuxième partie de moule 8 fixée à l'autre plateau 5 de la presse, cette deuxième partie de moule 8 possédant une empreinte 9 pour le moulage de l'autre demi-pièce 3. Le moule comprend encore une troisième partie de moule 10, ou 30 partie intermédiaire, qui se situe et se déplace entre les deux précédentes parties de moule 6 et 8. La troisième partie de moule 10 comporte, sur une face, un noyau de moulage 11 complémentaire de l'empreinte 7 de la première partie de moule 6. Cette troisième partie de moule 10 comporte aussi sur sa face opposée, un noyau de moulage 12 complémentaire de l'empreinte 9 de la 35 deuxième partie de moule 8. . Thus, the means of the invention constitute a combination that really makes it possible to optimize the production of complex parts by molding two or more component parts, and then to assemble these parts, the method according to the invention avoiding the disadvantages as well. of an assembly inside the mold that the drawbacks of known systems performing the assembly outside the mold, and the proposed solution being simple, compact, reliable and economical, the production efficiency remains assured as a part completed is performed at each injection cycle of the press. The invention also relates to a tool for producing complex parts by molding and assembly, implementing the method defined above. This tool essentially comprises, in combination: an injection mold, for molding the complementary parts constituting the parts to be produced, means for receiving and holding the molded parts to be assembled, associated with welding means, said means receiving and holding being connected to parts of the injection mold, means for transferring the molded parts, between the injection mold said receiving means and holding. The injection mold used is, advantageously, a two-stage mold, with a first part having an impression for the molding of a half-piece, with a second part having an impression for the molding of another half-piece. and with an intermediate portion having two opposing molding cores. The reception and holding means advantageously comprise a first welding block with a receiving housing for a half-piece and a second welding block with a receiving housing for the other half-piece, the two welding blocks being respectively linked to two parts of the injection mold, the two solder blocks being arranged coaxially along an axis parallel to the axis of the injection mold, and at least one of the two solder blocks being mounted to move along its axis. Advantageously, in the case of a two-stage mold, the first welding block is carried by the first mold part, and the second welding block is carried by the second mold part, while the welding means are worn. by the intermediate part of the injection mold. The welding means comprise, in particular, a heating blade mounted on a safety protective support itself carried by the intermediate portion of the injection mold, the heating blade being movable between an active position deployed between the two solder blocks, and a retracted position in its protective safety support. As for the means for transferring the molded parts, between the injection mold and the receiving and holding means, more particularly the solder blocks mentioned above, these are advantageously constituted by a manipulator robot, which comprises a first arm provided with a displaceable gripper between the cavity of the first mold part and the first welding block, and a second arm provided with a displaceable gripper between the cavity of the second mold part and the second welding block, the manipulator robot further comprising another gripper adapted to be brought facing one of the solder blocks and provided for the extraction and evacuation of the finished parts ... DTD: Overall, it is thus obtained a tool relatively simple and compact, especially thanks to the direct association of the parts of the injection mold on the one hand and the welding blocks on the other hand, the entire molding and assembly process being made in this tool, under the control of the PLC of the press. The invention will in any case be better understood with the aid of the description which follows, with reference to the appended schematic drawing representing, by way of example, an embodiment of this tool for producing complex parts by molding and assembly, and illustrating the method implemented by this tool: Figure 1 is a sectional view of the tool, the mold being in the open position; Figures 2, 3, 4 and 5 are sectional views similar to Figure 1, showing other functional positions of the tool and thus illustrating its operating cycle. The application example illustrated in the drawing relates to the manufacture of a hollow body, resulting from the assembly of two complementary parts or half-parts 2 and 3. The tooling, performing automatically these two half-pieces 2 20 and 3, and their assembly, comprises a two-stage mold, inserted in an injection molding machine of a known type, which has two opposite plates 4 and 5, one fixed and the other mobile. The mold comprises a first mold part 6 fixed to the plate 4 of the press, this first mold part 6 having an impression 7 for the molding of the half-piece 2. The mold comprises a second mold part 8 attached to the mold other plate 5 of the press, this second mold part 8 having an impression 9 for molding the other half-piece 3. The mold further comprises a third mold part 10, or intermediate part, which is located and moves between the two preceding mold parts 6 and 8. The third mold part 10 comprises, on one side, a molding core 11 complementary to the cavity 7 of the first mold part 6. This third mold part 10 also has on its opposite face, a molding core 12 complementary to the cavity 9 of the second mold part 8.

Ainsi, le moule possède un premier étage 13, incluant l'empreinte 7 et le noyau 11, pour le moulage de la demi-pièce 2, et un second étage 14, incluant l'empreinte 9 et le noyau 12, pour le moulage de l'autre demi-pièce 3, les deux étages étant disposés en série . Thus, the mold has a first stage 13, including the cavity 7 and the core 11, for the molding of the half-piece 2, and a second stage 14, including the cavity 9 and the core 12, for the molding of the other half-piece 3, the two stages being arranged in series.

L'outillage comprend aussi un robot manipulateur 15 qui, dans la position ouverte (figure 1) du moule à deux étages 13, 14, est engageable entre les parties de moule 6, 8 et 10 précédemment décrites. Plus particulièrement, le robot manipulateur 15 comporte un premier bras 16 déployable de manière télescopique, qui porte à son extrémité libre un préhenseur 17 à ventouse qui peut être amené entre les deux parties de moule 6 et 10, en regard de l'empreinte 7. De manière sensiblement symétrique, le robot manipulateur 15 comporte aussi un second bras 18, qui porte un préhenseur 19 à ventouse pouvant être amené entre les deux parties de moule 8 et 10, en regard de l'empreinte 9. The tooling also comprises a manipulator robot 15 which, in the open position (FIG. 1) of the two-stage mold 13, 14, is engageable between the mold parts 6, 8 and 10 previously described. More particularly, the manipulator robot 15 comprises a telescopically deployable first arm 16, which carries at its free end a gripper 17 with a suction cup which can be brought between the two mold parts 6 and 10, facing the cavity 7. In a substantially symmetrical manner, the manipulator robot 15 also comprises a second arm 18, which carries a gripper 19 with a suction cup that can be brought between the two mold parts 8 and 10, facing the cavity 9.

Les deux bras 16 et 18 sont portés par un support commun 20, lui-même déplaçable transversalement à l'axe A du moule. Le support 20 porte encore un vérin 21 d'axe parallèle à l'axe A du moule, la tige du vérin 21 portant et déplaçant un préhenseur 22 à ventouse, situé du côté du premier étage 13 du moule. The two arms 16 and 18 are carried by a common support 20, itself displaceable transversely to the axis A of the mold. The support 20 also carries a cylinder 21 with an axis parallel to the axis A of the mold, the rod of the jack 21 carrying and moving a gripper 22 with suction cup, located on the side of the first stage 13 of the mold.

La première partie de moule 6 est surmontée d'un support 23, sur lequel est monté un bloc de soudure 24 fixe qui comporte un logement 25 de forme correspondant à celle de l'empreinte 7 de cette première partie de moule 6. L'axe B du bloc de soudure 24 est parallèle à l'axe A du moule. La deuxième partie de moule 8 est surmontée d'un support 26, sur lequel est monté un bloc de soudure 27 mobile qui comporte un logement 28 de forme correspondant à celle de l'empreinte 9 de cette deuxième partie de moule 8. Le bloc de soudure 27 mobile est monté et déplaçable suivant l'axe B du bloc de soudure 24 fixe, par l'intermédiaire d'un vérin 29. Enfin, l'outillage comprend une lame chauffante 30, montée sur un support protecteur de sécurité 31 porté lui-même par la troisième partie de moule 10, la lame chauffante 30 étant ainsi située entre les supports respectifs 23 et 26 des deux blocs de soudures 24 et 27. Un actionneur tel que vérin, non représenté déplace la lame chauffante 30 dans un plan perpendiculaire à l'axe A du moule, entre une position basse escamotée et une position haute active intersectant l'axe B commun aux deux blocs de soudure 24 et 27. The first mold part 6 is surmounted by a support 23, on which is mounted a fixed welding block 24 which comprises a housing 25 of shape corresponding to that of the cavity 7 of this first mold part 6. The axis B of the solder block 24 is parallel to the axis A of the mold. The second mold part 8 is surmounted by a support 26, on which is mounted a movable welding block 27 which comprises a housing 28 of shape corresponding to that of the cavity 9 of this second mold part 8. The block of mobile welding 27 is mounted and movable along the axis B of the welding block 24 fixed, via a cylinder 29. Finally, the tool comprises a heating blade 30, mounted on a protective safety support 31 carried him. even by the third mold part 10, the heating blade 30 being thus located between the respective supports 23 and 26 of the two weld blocks 24 and 27. An actuator such as cylinder, not shown moves the heating blade 30 in a perpendicular plane to the axis A of the mold, between a low retracted position and an active high position intersecting the axis B common to the two solder blocks 24 and 27.

Le cycle de fonctionnement de l'outillage peut être décrit de la façon suivante, à partir de la phase de fin d'injection et de refroidissement des deux demi-pièces 2 et 3, respectivement moulées dans les deux étages 13 et 14 du moule : Le moule est ouvert, comme le montre la figure 1, c'est-à-dire que ses trois parties 6, 8 et 10 sont simultanément écartées, par le mouvement relatif des plateaux 4 et 5 de la presse, et par un mécanisme connu (non représenté) qui maintient la troisième partie de moule 10 à égale distance des deux autres parties de moule 6 et 8. Les deux demi-pièces 2 et 3, qui viennent d'être injectées, deviennent ainsi accessibles, ces deux demi-pièces 2 et 3 se faisant face suivant l'axe A du moule. L'ouverture du moule a aussi provoqué l'écartement des deux supports 23 et 26, donc des deux blocs de soudure 24 et 27, respectivement liés aux deux parties de moule 6 et 8. Une pièce 32 terminée, c'est-à-dire assemblée, est alors retenue dans le logement 25 du bloc de soudure 24 fixe. Le robot manipulateur 15 est alors actionné, dans le sens de la descente, pour venir saisir de façon simultanée les trois éléments devenus accessibles : - le préhenseur 17, porté par le premier bras 16 du robot manipulateur 15, décrit un mouvement horizontal suivant l'axe A du moule, pour saisir et extraire de l'empreinte 7 la demi-pièce 2 ; - le préhenseur 19, porté par le second bras 18 du robot manipulateur 15, décrit lui aussi un mouvement horizontal suivant l'axe A du moule, pour saisir et extraire de l'empreinte 9 la demi- pièce 3 ; - le préhenseur 22, porté par le support 20 du robot manipulateur 15, décrit quant à lui un mouvement horizontal suivant l'axe B, pour se déplacer vers le bloc de soudure 24 fixe et saisir, puis extraire du logement 25, la pièce 32 terminée. The operating cycle of the tooling can be described as follows, starting from the end of injection and cooling phase of the two half-pieces 2 and 3, respectively molded in the two stages 13 and 14 of the mold: The mold is open, as shown in Figure 1, that is to say that its three parts 6, 8 and 10 are simultaneously spaced apart, by the relative movement of the plates 4 and 5 of the press, and by a known mechanism (Not shown) which maintains the third mold part 10 equidistant from the other two mold parts 6 and 8. The two half-pieces 2 and 3, which have just been injected, thus become accessible, these two half-pieces 2 and 3 facing each other along the axis A of the mold. The opening of the mold has also caused the spacing of the two supports 23 and 26, and therefore of the two solder blocks 24 and 27 respectively connected to the two mold parts 6 and 8. A piece 32 completed, that is, say assembly, is then retained in the housing 25 of the solder block 24 fixed. The manipulator robot 15 is then actuated, in the direction of descent, to come to simultaneously grasp the three elements become accessible: - the gripper 17, carried by the first arm 16 of the manipulator robot 15, describes a horizontal movement according to the axis A of the mold, for gripping and extracting the cavity 7 the half-piece 2; - The gripper 19, carried by the second arm 18 of the manipulator robot 15, also describes a horizontal movement along the axis A of the mold, to grasp and extract the cavity 9 the half-piece 3; the gripper 22, carried by the support 20 of the manipulator robot 15, for its part describes a horizontal movement along the axis B, to move towards the fixed welding block 24 and to grasp, then extract from the housing 25, the piece 32 completed.

Les trois éléments considérés ayant ainsi été saisis par le robot manipulateur 15, celui-ci est déplacé dans le sens de sa montée, pour parvenir comme le montre la figure 2 dans une position où : - la demi-pièce 2 est amenée sur l'axe B, et présentée devant le logement 25 du bloc de soudure 24 fixe ; - l'autre demi-pièce 3 est amenée elle aussi sur l'axe B, et présentée devant le logement 28 du bloc de soudure 27 mobile. The three elements considered having thus been grasped by the manipulator robot 15, the latter is moved in the direction of its ascent, to arrive as shown in FIG. 2 in a position where: the half-piece 2 is brought on the axis B, and presented in front of the housing 25 of the weld block 24 fixed; - The other half-piece 3 is also brought on the axis B, and presented in front of the housing 28 of the welding block 27 mobile.

Les deux demi-pièces 2 et 3 sont alors, par des mouvements opposés de leurs préhenseurs 17 et 19, mises en place respectivement dans les logements 25 et 28 des deux blocs de soudure 24 et 27. Quant à la pièce 32 terminée, celle-ci se trouve dégagée au-dessus 5 du bloc de soudure 24 fixe. Un dégagement supplémentaire du robot manipulateur 15 permet de retirer totalement ses deux bras 16 et 18 de la zone des blocs de soudage 24 et 27, tout en évacuant la pièce 32 terminée, en l'amenant à distance de tout l'outillage. 10 Comme le montre la figure 3, le moule est alors refermé, par resserrement de ses trois parties 6, 8 et 10, les deux noyaux 11 et 12 de la partie intermédiaire 10 s'engageant dans les empreintes 7 et 9 correspondantes, appartenant respectivement à la première partie de moule 6 et à la deuxième partie de moule 8. 15 Simultanément à la fermeture du moule, les deux blocs de soudage 24 et 27 sont rapprochés l'un de l'autre suivant l'axe B, et ainsi les deux demi-pièces 2 et 3 précédemment moulées sont rapprochées et mises en contact l'une avec l'autre, suivant leur plan de joint (perpendiculairement à l'axe B), ce qui permet de s'assurer de leur bon positionnement relatif - voir figure 3. 20 Ensuite, il est procédé à l'injection, dans les deux étages 13 et 14 du moule, des deux demi-pièces suivantes, et simultanément commence le processus de soudure des deux précédentes demi-pièces 2 et 3. Ce processus comprend d'abord le recul du bloc de soudure 27 mobile, par actionnement du vérin 29 dans le sens de la rentrée de sa tige, puis l'introduction de la lame 25 chauffante 30 entre les deux demi-pièces 2 et 3, comme le montre la figure 4. Les deux demi-pièces 2 et 3 sont alors présentées de part et d'autre de la lame chauffante 30, en contact avec celle-ci, et les zones respectives à souder des deux demi-pièces 2 et 3 sont ainsi mises en chauffe, jusqu'à une température appropriée pour leur soudure thermique. 30 Une fois cette température atteinte, la lame chauffante 30 est abaissée et rétractée dans son support 31, dans la zone centrale de l'outillage, puis le vérin 29 est actionné dans le sens de la sortie de sa tige, pour mettre en contact les deux demi-pièces 2 et 3 sous effort û voir figure 5. Ces deux demi-pièces 2 et 3 se soudent alors l'une à l'autre, suivant leur plan de joint, pour 35 former une nouvelle pièce 32 terminée, en forme de corps creux. The two half-pieces 2 and 3 are then, by opposite movements of their grippers 17 and 19, respectively placed in the housings 25 and 28 of the two solder blocks 24 and 27. As for the piece 32 completed, that This is located above the fixed welding block 24. Further clearance of the manipulator robot 15 allows its two arms 16 and 18 to be completely withdrawn from the zone of the welding blocks 24 and 27, while evacuating the finished part 32, bringing it away from all the tools. As shown in FIG. 3, the mold is then closed, by tightening its three parts 6, 8 and 10, the two cores 11 and 12 of the intermediate part 10 engaging in the corresponding indentations 7 and 9 respectively at the first mold part 6 and at the second mold part 8. Simultaneously with the closure of the mold, the two welding blocks 24 and 27 are brought closer to each other along the axis B, and thus the two half-pieces 2 and 3 previously molded are brought together and brought into contact with each other, according to their joint plane (perpendicular to the axis B), which ensures their relative positioning - see Figure 3. Then, it is proceeded to the injection, in the two stages 13 and 14 of the mold, of the following two half-pieces, and simultaneously begins the welding process of the two previous half-pieces 2 and 3. This process comprises firstly the recoil of the mobile welding block 27, by ac actuation of the cylinder 29 in the direction of retraction of its rod, then the introduction of the heating blade 30 between the two half-parts 2 and 3, as shown in Figure 4. The two half-pieces 2 and 3 are then presented on either side of the heating blade 30, in contact therewith, and the respective zones to be welded of the two half-pieces 2 and 3 are thus heated up to a temperature suitable for their soldering thermal. Once this temperature is reached, the heating blade 30 is lowered and retracted into its support 31, in the central zone of the tooling, then the actuator 29 is actuated in the direction of the outlet of its stem, to bring into contact the two half-pieces 2 and 3 under stress û see Figure 5. These two half-pieces 2 and 3 are then welded to each other, according to their joint plane, to form a new piece 32 completed, shaped hollow body.

Enfin, il est procédé au refroidissement des deux demi-pièces 2 et 3 qui viennent d'être moulées, et à l'ouverture du moule ; le cycle précédemment décrit peut alors se répéter, en repartant de la position selon la figure 1, et ainsi de suite... Finally, it is proceeded to the cooling of the two half-pieces 2 and 3 which have just been molded, and at the opening of the mold; the previously described cycle can then be repeated, starting from the position according to FIG. 1, and so on ...

L'ensemble du fonctionnement de l'outillage, selon le cycle précédemment décrit, est géré par les automates fournis avec la presse et le robot manipulateur 15. Les mouvements de la presse et du robot manipulateur 15 sont gérés par leur automate standard respectif, et les mouvements nécessaires à l'assemblage par soudure sont intégrés à l'outillage de base (au sens du moule) et sont eux aussi gérés par l'automate standard de la presse. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution du procédé et de l'outillage pour la réalisation de pièces complexes par moulage et assemblage qui ont été décrits ci-dessus, à titre d'exemple ; elle embrasse, au contraire, toutes les variantes de mise en oeuvre et d'application respectant le même principe. En particulier : - Le plan de joint pour l'assemblage par soudure des deux demi-pièces, et l'orientation correspondante de la lame chauffante, pourraient être inclinés par rapport au plan d'ouverture du moule au lieu d'être parallèles à ce plan. - A la place de cette lame chauffante, on pourrait utiliser tout autre moyen assurant un chauffage local des zones à souder des deux demi-pièces, par exemple un chauffage par infrarouge. - Les paires d'empreintes de moule peuvent être multipliées, pour réaliser simultanément deux ou plusieurs pièces complètes avec un seul et 25 même outillage. - Au lieu d'un moule à deux étages, l'outillage pourrait comprendre un moule à étage unique avec deux empreintes correspondant aux deux demi-pièces, le transfert de ces deux demi-pièces vers les logements des deux blocs de soudure étant dans ce cas réalisé suivant des trajectoires différentes et 30 adaptées. - Enfin, le procédé de l'invention n'est pas seulement applicable à la fabrication de corps creux, et il peut aussi être appliqué à la réalisation d'autres genres de pièces complexes. The entire operation of the tooling, according to the cycle described above, is managed by the automata supplied with the press and the manipulator robot 15. The movements of the press and the manipulator robot 15 are managed by their respective standard automaton, and the movements necessary for the assembly by welding are integrated in the basic tooling (in the sense of the mold) and are also managed by the standard automaton of the press. It goes without saying that the invention is not limited to the sole embodiment of the method and the tooling for the production of complex parts by molding and assembly which have been described above, by way of example ; it embraces, on the contrary, all the variants of implementation and application respecting the same principle. In particular: - The joint plane for welding assembly of the two half-pieces, and the corresponding orientation of the heating blade, could be inclined relative to the opening plane of the mold instead of being parallel to this plan. Instead of this heating blade, it would be possible to use any other means ensuring local heating of the zones to be welded of the two half-pieces, for example an infrared heating. The pairs of mold impressions can be multiplied, to simultaneously produce two or more complete parts with one and the same tooling. Instead of a two-stage mold, the tooling could comprise a single-stage mold with two cavities corresponding to the two half-pieces, the transfer of these two half-pieces to the housings of the two solder blocks being in this case. case realized according to different and adapted trajectories. Finally, the method of the invention is not only applicable to the manufacture of hollow bodies, and it can also be applied to the realization of other kinds of complex parts.

Claims

Process for the production of complex parts, such as hollow bodies, with molding of complementary parts (2, 3) constituting these parts in an injection mold (6, 8, 10), then transfer of the molded parts ( 2, 3) towards the outside of the mold, and assembling these parts (2, 3) outside the mold (6, 8, 10) by welding to form finished parts (32), characterized in that welding operation is performed by receiving and maintaining the molded lands (2, 3) to be assembled in means (24, 25; 27, 28) moved in synchronism with parts (6, 8) of the injection mold, the control of these means, as well as the transfer of the molded parts being integrated in the control of the opening-closing movements of the injection mold (6, 8, 10).

2. Method according to claim 1, applied to the production of parts resulting from the assembly of two half-pieces (2,

3), characterized in that a two-stage mold (13, 14) respectively dedicated to the two half-pieces (2, 3) is used, these being molded in a relative orientation corresponding to their assembly position, in that the transfer of the two half-pieces (2, 3) is achieved by keeping them parallel to themselves, and in that the assembly of these two half-pieces (2, 3) one to the another by welding is made along an axis (B) parallel to the axis (A) of the mold (6, 8, 10). 3. A method according to claim 2, characterized in that the welding operation which finally joins the two half-pieces (2, 3), is performed by a heating blade welding process (30), which is introduced between the two half-pieces (2, 3) to be welded, the heating blade (30) also being retractable in the central zone of the tool, close to the intermediate portion (10) of the two-stage mold (13, 14 ). 25 5 10 15 20 30 35

4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the transfer of the two half-pieces (2, 3) is effected by simple translational movements.

5. Tooling for producing complex parts by molding and assembly, implementing the method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises, in combination: an injection mold (6, 8, 10), for molding the complementary parts (2, 3) constituting the parts to be produced, - means (24, 25; 27, 28) for receiving and holding the molded parts (2, 3) to be assembled, associated with the welding means (30, 31), said receiving and holding means being connected to parts (6, 8) of the injection mold, - means (15) for transferring the molded parts (2, 3) between the injection mold (6, 8, 10) and said receiving and holding means (24, 25; 27, 28).

6. Tooling according to claim 5, characterized in that the injection mold is a two-stage mold (13, 14), with a first portion (6) having a cavity (7) for molding a half piece (2), with a second part (8) having an impression (9) for the molding of another half-piece (3), and with an intermediate part (10) comprising two opposite molding cores (11, 12 ).

Tool according to Claim 5 or 6, characterized in that the receiving and holding means comprise a first weld block (24) with a receiving housing (25) for a half-piece (2), and a second block welding (27) with a receiving housing (28) for the other half-piece (3), the two solder blocks (24, 27) being respectively connected to two parts (6,

8) of the injection mold, these two solder blocks (24, 27) being arranged coaxially along an axis (B) 30 parallel to the axis (A) of the injection mold, and one at less than two solder blocks (24, 27) being movably mounted along its axis (B). Tooling according to Claims 6 and 7, characterized in that the first welding block (24) is carried by the first mold part (6), and in that the second welding block (27) is carried by the second portion (8) of the mold, while the welding means (30, 31) are carried by the intermediate portion (10) of the injection mold.

9. Tooling according to claim 8, characterized in that the welding means comprise a heating blade (30) mounted on a protective protective support (31) itself carried by the intermediate portion (10) of the mold of injection, the heating blade (30) being movable between an active position deployed between the two solder blocks (24, 27), and a retracted position in its protective safety support (31).

10.Outillage according to the set of claims 6, 7 and 8, characterized in that the means for transferring the molded parts (2, 3) between the injection mold (6, 8, 10) and the receiving means and holding, in particular the welding blocks (24, 27), are constituted by a manipulator robot (15), which comprises a first arm (16) provided with a gripper (17) deployable between the cavity (7) of the first part (6) of the mold and the first welding block (24), and a second arm (18) provided with a gripper (19) deployable between the cavity (9) of the second part (8) of the mold and the second weld block (27), the manipulator robot (15) further comprising another gripper (22) adapted to be brought facing one of the solder blocks (24) and provided for extraction and evacuation of completed parts (32). 35