Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
5~3
La présente invention a pour objet une presse hydrau-
lique universelle pour surmoulage par injection de matières
à mouler, permettant de réaliser des pièces monobloc formées
de plusieurs matières à mouler différentes, thermoplastiques,
thermo-durcissables ou élastomères.
Pour réaliser de telles pièces, le procédé classique
de surmoulage nécessite au moins deux moules pour une même
pièce. Dans le cas d'un joint formé d'un noyau central et de
deux bagues anti-extrusion, pris ici pour exemple, il aut
prévoir un premier outillage pour mouler les bagues anti-
extrusion, avant de les extraire, de les évacuer et de les
stocker, et un second outillage pour réaliser ensuite le noyau
central, outillage dans lequel les bagues anti-extrusion reprises
sont introduites à la main, en tant qu'inserts.
A chaque opération, on risque d'ablmer la pièce lors
de l'extraction, des manutentions diverses, du stockage et de
la remise en place forcée dans le deuxième outillage. De plus,
le cycle de fabrication résultant de ce procédé est très long
et, de ce fait, onéreux.
D'autres systèmes connus utilisent deux vis d'Archimède
qui permettent d'injecter deux matières dans un même moule,
de réalisation très compliquée. La mise en oeuvre en est
extrêmement onéreuse, sur le plan de l'équipement de la machine
et surtout du mouleO
La présente invention vise à remédier à ces inconvé-
nients des réalisations connues.
`Selon la présente invention, il est prévu une
presse hydraulique universelle pour le surmoulage par injection
de matières à mouler, du genre comprenant deux unités d'injection,
montées sur un support commun, chaque unité d'injection étant
apte à recevoir dans sa trémie d'alimentation une matière à
mouler différente de celle de l'autre unité d'injection, un
::
mouvement de rotation relatif de ces unités d'injection et des
moules permettant la réalisation de pièces moulées en deux
matières distinctes, caractérisée en ce qu'elle co~prend deux
unités de fermeture parallèles et auton~mes, montées non
` rotatives sur le bati de la machine, chacune avec un moule et
sa busette d'alimentation, les deux unités d'injection étant
groupées en carrousel sur une potence mobile en rotation autour
d'un axe situé entre les deux unités de fermeture et parallèles
à celles-ci, chaque unité d'injection étant apte à venir en
regard de l'une ou l'autre des unités de fermeture, par rotation
de 180 de la potence, pour permettre de réaliser dans le même
moule les pièces formées de deux matières différentes, injectées ;;
à travers la même busette d'alimentation, le moule de chaque
~` unité d'injection comprenant en outre une plaque mobile insérée
entre ses deux parties et présentant deux empreintes aux profils
spécifiques, ladite plaque étant associée à des moyens permet-
tant de la déplacer, en synchronisme avec la rotation des deux
unités d'injection, de manière à amener successivement la
première empreinte et la seconde empreinte entre les deux parties
du moule, repsectivement pour le moulage de la première et la
seconde matière.
En permettant le moulage de l'ensemble de la pièce
à obtenir dans un seul et même moule, le dispositif selon
l'invention supprime de nombreuses opérations et réduit con-
sidérablement la durée d'un cycle de ~abrication, donc permet
de diminuer fortement le prix de revient de pièces surmoulées.
En outre, le pourcentage de pièces à rejeter est pratiquement
nul et la qualité des pièces est non seulement constante, le
cycle de fabrication commandé de façon entièrement automatique
étant toujours le même, mais encore très élevée, les parties
moulées en une première matière restant en place dans l'em-
preinte du moule pendant un temps très court, et subissant
.,.. " ~,
;li -2-
une deuxième conformation lors du surmoulage des parties en
une seconde matière, alors que leur coeur est encore chaud.
Pour chaque position d'immob1lisation en rotation
de la potence, l'une des unités d'injection alimente l'un des
~' moules avec une première matière, tandis que la deuxieme unité
d'injection alimente l'autre moule avec une seconde matière,
ce qui permet de commencer la fabrication d'une pièce dans une ;
unité de fermeture pendant que se réalise le surmoulage d'une
pièce dans l'autre unité de fermeture. Après rotation de 180
de-la potence, et éjection de la pièce terminée dans la deuxième
unité de fermeture, la fabrication d'une nouvelle pièce commence
dans cette unité tandis que le surmoulage est réalisé dans la
première unité, et ainsi de suite, le fonctionnement étant
alternatif et pouvant se prolonger indéfiniment de cette matière.
Chaque unité d'injection doit être, de préférence,
appliquée contre la busette du moule situé en face d'elle pour
ef~ectuer l'injection de matière, et écartée de l'unité de
fermeture en regard de laquelle elle se trouve pour permettre
la rotation de la potence avec les deux unités d'injection.
Suivant une forme de réalisation particulière, la potence ~ ~-
supporte à cet effet les moyens de guidage en coulissement,
parallèlement à l'axe de rotation de la potence, de deux bâtis
qui supportent chacun l'une des unités d'injection, un verin
associé à chaque bâti permettant d'approcher ou d'éloigner
l'unité d'injection correspondante de l'unité de fermeture en
regard de laquelle elle est amenée.
Dans une forme de réalisation particulière, siap-
pliquant à la réalisation de joints hydrauliques formés d'un
noyau central d'étanchéité en une première matière et de deux
bagues anti-extrusion en une deuxième matière, la plaque mobile ~;
précitée comporte, de préférence~deux empreintes de forme
circulaire, la première empreinte ayant un profil tel qu'elle
~.
.~ -3-
vienne boucher le volume correspondant au noyau central du joint,
pour permettre de mouler, dans un premier temps, les deux
bagues anti-extrusion, et la seconde empreinte se présentant
comme un trou circulaire, présentant simplement un bord délimité
par deux surfaces ~ronconiques iinverses assurant l'alignement
précis des deux parties du moule pour le moulage, dans un
deuxième temps, du noyau central dans la cavité restant libre
entre les deux bagues anti-extrusion déjà moulées.
Il est à noter que cette pla~ue mobile, si elle est
convenablement agencee et positionnée, peut également assurer
l'arrachage'des carottes de la busette du moule correspondant~' -
ainsi que l'éjection de la pièce achevée. 'r
. . _ . .
,
.
~` ~
`` ~ 5~L~
; De toute façon, l'invention sexa mieux comprise
à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin
schématique annexé représentant, à titre d'exemple non
limitati~, une forme de réalisation de cette presse hydrauli-
que universelle pour surmoulage par injection de plusieurs
: matières : ~
Figure 1 est une vue a~ ensemble,avec coupes par-
tielles, d'une presse selon l'i~vention de type vertical;
~ igure 2 est u~e vue très partielle de cette pres-
se,en perspective éclatée,mon~rant notamment la plaque mobi-
le comportant les empreintes;
~ igure 3 montre, vu en coupe transversale, un
joint hydraulique réalisable à l'aide de la presse représen-
tée sur les figures précédentesO
~ a description qui suit s'applique à une presse de
t~pe vertical, comprenant deux unités de fermeture identiques
A et B.Une double embase 1 est reliée~par l'intermédiaire de
~: huit colonnes verticale~ 2, à un double plateau fixe supé-
rieur 3. Sur chaque groupe de quatre colonnes 2 est monté
~20 coulissant un plateau mobile ~, dépla~able verticalement
~ au moyen d'un vérin de ferme~ure 5 dont le corps 6 est
: ~ solidaire de l'embase 1. . ~ ~ -
~ ntre les deux unités de fermeture A et B est dis-
.
` posée une potence 7 mob1le en rota-tion autour de son axe
:~ vertical 8. Une embase centrale 9 ~outient une crapaudi~e 10
sur laquelle est montée la potence 7. L'appui de la crapaudi-
: ne 1G sur l'embase 9 est ici réalisé par l'intermédiaire d'un
vérin hydraulique 11,pouvant commander des rotatlo~s alterna-
tives de 180. ~outefois la rotation da~la potence 7 dans
la crapaudine 10 peut aussi 8tre oommandée par un vérin
,' ' ' "; `
~ 5 ~
5~
hydraulique ordinaire, dont l'alongement est transformé en un
mouvement de rotation par l'intermédiaire d'un levier solidaire
de la potence 7 ou par tous autres moyens d'entraînement en
rotation, tels qu'un système à moto-réducteur.
A la par~ie supérieure de la potence 7, au-des6us
d'un palier 12 situé au niveau des plateaux fixes 3, sont fixés
deux supports 13 et 14 entre lesquels sont immobilisées quatre
colonnes de guidage verticales 15. Sur ces colonnes 15 sont
montés coulissants deux bâtis diamétralement opposés 16, pouvant
être animés l'un indépendamment de l'autre d'un mouvement de
va-et-vient vertical, au moyen de deux vérins hydrauli~ues
respectifs 17.
Chaque bâti k6 supporte une unité d'injection uni-
verselle 18, d'un type approprié aux matières à mouler, pou-
vant être réalisée avec deux vis-pistons.
; Chacune des unités de fermeture A et B comprend
un moule qui, dans l'exemple de réalisation représenté, permet
de réaliser un joint hydrau~ique formé de trois parties, tel
que celui montré par la figure 3. Il s'agit d'un joint dont
le noyau oentral d'étancheité 19, de faible dureté, doit etre
. protégé des risques d'extrusion aux hautes pressions par deux
bagues très dures 20 et 21, surmoulées de façon à former, avec
le noyau 19, un joint monobloc dont les trois parties sont
indécollables.
Dans l'exemple considéré, on a supposé que les deux
moules sont interchangeables mais, pour les grandes séries, les
plateaux fixes 3 et mobiles 4 peuvent constituer des maitres-
moules dans lesqu ~ s~sont insérés des eléments au profil exact
de la pièce à lexécuter.
_. _ ., . .. _ _. . _ . .. .. .. .
. . . ~
S~8
Chaque moule représenté comprend e 8 S entiellementune partie supérieure 22 dans laquelle est taillée la demi-
forme supérieure du joint a mouler, une pa~tie inférieure 23
dans laquelle est taillée la partie périphériqua inférieure
du joint, et un no~au central 24 donnant la partie centrale
inférieure du joint. ~a partie supérieure 22 du moule est
fixée sous le plateau fixe 3~ La par-tie inférieure 23iest
montée, par l'intermédiaire d'entretoises 25, sur une embase .
26 centrée sur le plateau mobile 4. ~e noyau 24 ~rend place
dans un évidemént central de la partie inférieure 23,dans
laquelle il est embolté et fixé.
Le~ moules représentés comprennent en outre une
douille d'éjection mobile 27, insérée dans l'évidement préci-
té, entre la par-tie inférieure 23 du moule et le ~o~au can-
tral 24. Cette douille 27,donnant la face annulaire inférieure
- du aoint à mouler,est déplaçable verticalement, par rapport
à la partie inférieure 23 du moule, au moye~d'éjecteurs 28
montés coulissants dans ladite partie 23. ~es éaecteurs 28
sont eux-mêmes mûs par une plaque dléaection 29, guidée dans 20 les entretoises 25 et reposant normalement sur l'embase 26.
L'éjection est commandée par le nez de percussion 30~traver-
sant le plateau mobile 4, d'un vérin hydraulique auxiliaire
31 no~é dans la tige 32 du vérin de ~ermeture 5.
~ntre les deux parties 22 et 2~ de chaque moule, : :
: réalisées d'une manière classique, est insérée une plaque
mobile horizo~tale spéciale 33 dite " lunette ",dans laquel~
le sont usinées deux empreintes en forme de trous circulaires
34 et 35, aux profils spécifiques,bien visibles sur la figure
2. Cette lunette 33 est déplacée, suivant une direction per-
pendiculaire au plan de la figure 1, au mo~en d~un vérin sensi-
;~ .
, 7
. .
blement horizontal 36, don-t la tige es-t at-telée à la lunette
33 par l'intermediaire dlune chape 37 fixée à une extrémité
de ladite lunette. ~a face inférieuxe de la lunette 33 est
susceptible de reposer sur quatre pieds fixes 38 dont la tête
loge une bille tournante 39.
~ e prsmier trou circulaire 34 de la lunette 33
est aussi celui à travers lequel passe la coupe du moule gau-
che de la figure 1. ~e profil de ce trou 34 est tel qu'il vien-
ne boucher la cavité que devra occuper le noyau central d'étan-
chéité 19, de faible dureté, du joint à mouler. Au centre dece profil parte~t plusieurs canaux 40 de directions radiales
qui aboutissent à des points d'injection situés les uns sur
la face supérieure de la lunette ~3, les autres sur la face
inférieure de la lunette 33. En outre, le centre du profil
considéré comporte une retenue de carotte 41.
~ e second trou circulaire 35 de la lunette 33
présente simplement un bord délimité par deux surfaces tron-
coniques inverses 42 et 43.
Chacun des deux moules est alimenté par une bu-
20 sette unique 44, qui traverse verticalement sa partie supé- - ~
` rieure 22S et comprend enfin un injecteur central 45amonté :
coulissant en dlrection verticale dans le noyau 24 et prenant
appui, sous la poussée d'un ressort 46, sur la plaque d'éjec-
tion 29.
Un c~cle de fonctionnement se déroule de la ma-
nière suivante~ en prenant comme position de départ celle re-
présentée sur la figure 1 et en considérant ce qui se passe
du côté de l'uni~é de fermeture A : :
Au dépar~ 9 le moule de cette unité de fermeture A
~30 0st fermé sur la lunette 33, positionnée de telle manière que
.. . .... . , , ., .. . . . ... .. ... .... ., .. , . , ........... , . , . ... _ .. .... , .. , .. . ~ ., .... .. , . ... ~, ..
... . ..... .... .... ..... . . . ... .. ... .
5~
le trou 34 se trouve entre les parties supérieure 22 et
in~érieure 23 du moule, le cen-tre du profil dudit trou se
trouvant en face du canal de la busetke 44. Comme on l'a déjà
indiqué, la cavité que devra occuper le no~au central d'étan-
chéité 19 du joint est bouchée dans cette position de la lu-
nette ~3, et il ne reste donc5comme espaces libres à l'in-
térieur du moule, que deux cavités annulaires correspondant
aux deux bagues anti-extxusion 20 et 21.
Dans cette position initia]e, les canaux 40 disposés
en étoile alimentent les deux cavités annulaires précitées7
et l'unité d'inJection 18 amenée au-dessus de l'unité de fer-
meture A peut donc remplir sans difficultés ces deux cavités,
avec une première matière à mouler introduite dans sa trémie
d'alimentation qui n'est pas représen~ée.
A la fin du cycle d'injection-de cette première ma-
tière, qui se déroule d'une manière co~nue, et après refroidis-
sement, la tige ~2 du vérin de fermeture 5 est abaissée,ce
qui provoque l'ouverture du moule considéré.
Dans une première phase de la course de descente du
plateau mobile 4, la lunette 33 suit le déplacement de la par- -
tie inférieure 23 du moule, ce qui provoque la rupture des
points d'injection de la bague anti-extrllsion supérieure.Cette
dernière reste dans la cavité correspondante puisqu'il n'est
pas prévu de dispositif d'éjection dans la partie supérieure
du moule;le retrait de la matière bloque cette bague anti
extrusion autour du no~au central de la partie supérieure 22
En meme temps, ~ carotte de la busette 44 est arrachée et
reste attachée au profil du trou 34, grâce à la retenue 41.
A la fin de la première phase de descente, lorsque le
~0 moule est suffis~mment ouvert, la lunette 33 vient en butée
5:~8
contre les billes 39 des pieds 38. La poursuite de la descen-
te du plateau ~obile 4 provo~ue la rupture des points d'in-
jection de la bague anti-extrusion inférieure,laquelle reste
dans la cavité correspondante pour les mêmes raisons que
précédemment, le vérin d'éjection 31 n'étant pas actionné~
~ a lunette 33, venue en appui sur les billes 39,
est alors libre de se mouvoir dans un plan horizontal.1e vé-
rin 36 est actionné de manière à la déplacer jusqu'à ce que
le deuxième trou 35 soit amené dans l'axe du moule,entre ses
parties supérieure 22 et inférieure 23.~e premier trou 34 se
présente alors en-dehors de la zone protégée de la presse,
et comme il ne dispose d'aucun moyen d'éjection, il porte
la carotte principale provenant du canal de la busette 44 et
les carottes annexes des canaux de répartition 40. Il est
alors aisé à l'opérateur d'extraire à la main ces carottes.
Dans le meme temps, après relevage des unités
d'i~jectio~ 18 au moyen des vérins 17, le vérin 11 est action-
né de manière à faire tourner de 180 la potence 7 et,par
conséquent,les deux unités d'injection 180 Ainsi c'est l'au-
tre unité d'injection 18, dont la trémie d'alimentation estremplie d'une seconde matière à mouler~différente de la pre-
mière, qui est amenée au-dessus du moule considéré appartenant
à l'unité A, puis descendue et appliquée contre la busette
44 de ce moule.
~ oxsque le trou 35 de la lunette 33 a été amené
dans l'axe de Ge moule, un signal commande automatiquement la
fermeture de l'unité A, qui est amenée alors dans la position
occupée sur la figure 1 par l'unité B./
Dans cette position, compte tenu du profil du trou
35, la lunette 33 n'obture plus la cavité correspondant au
I . ~ . ~ .
noyau central 19 du joint à mouler; le profil du trou 35
a pour seul rôle d'assurer,par sa double ~urface tronconique
42, 43, l'alignement précis des deux par-ties 22 et 23 du mou-
le.
Si l'on se réfère toujours à la même unité de ferme-
; ture A? on injecte alors dans le même moule, et par la meme
busette 44, la deuxième matière clui doit remplir la cavité
restant libre entre les deux bagues anti-extrusion 20 et 21
déjà mouléesO Pour remplir cette cavité, on utilise un second
ensemble de canaux de répartition 47 disposés e~ étoile,for-
més sur la face supérieure du noyau centraI 24, qui n'ont
pas été utilisés lors de la première injection, pendant la-
quelle ils étaient isolés du canal de la busette 44 par le
profil du trou 34 de la lunet-te 33 Pour la deuxieme injec l
tion ici décrite, compte tenu du pro~il du trou 35,1es ca-
: ~ naux 47 prolongen-t le canal de la busette 44 et amènent-la
~:~ deuxième matière, par injection " sous-marine ",dans la
,~ : cavité subsistant entre les deux bague~ anti-extrusion 20
., et 21~
i: 20 Pour peu que les natures chimiques des deux matières
injectées ne soient pas trop incompatibles~ aura adhéri-
sation mutuelle, à chaud et sous pression, du noyau central
19 du joint avec les deux bagues antl-extrusion 20 et 21
En fin de cycle, après refroldissemen-t du joint com~
plet, on procède au relevage des deux.unités d'injec~ion 18
et,pendant que celles-ci décrivent une rotation de 180 au-
tour de l'a~e 8, on procède à l'ouverture du moule de la
même ~acon que décrit précédemment. Dans un premier temps, ~:
on extrait la partie haute du joint et on arrache égaleme~t
la carotte de la busette 44, grâce à une retenue prévue ~ .
,
1 1 ~
'`-
au point de convergence des canaux de répartition 47. Après
arrêt de la lunette 33 sur les pieds 38, la descente du
plateau mobile 4 se poursuit jusqu t à une certaine position
de fin de course d'ouverture.
A ce moment, un signal est émis pour commander
automatiqueme~t le vérin d'éjection 31, qui dans le cycle
automatique de la presse Lle fonctionne qu'à la fin d'un mou-
...x
vement d'ouverture sur deux. ~e ~ez de percussion 3 est le-
vé,et ~ait monter l'embase 26, les éjecteurs 28, la douille
d'éjection 27 et l'éjecteur central 45. La douille d'éjection
27 est levée jusqu'à effleurer la surface supérieure de la
partie inférieure 23 du moule, de sorte que les points
d'injection correspondant à la seconde opération d'injec-
tion sont sectionnés et que le join-t es-t entièrement sépd~é
des deux parties du moule. Simultanémenttl'éaecteur central
45 extrait la carotte, ainsi que les pattes provenant des
canaux 470
Si la course de descente du plateau mobile 4 a été
réglée correctement, de manière que la surface inférieure de
la lunette 33 passe assez près de la surface supérieure ~ -
de la partie inférieure 2~ du moule,le retour de ladite lu-
nette 33 dans sa position initiale,sous l~action du verin
36, provoque sans aucun organe supplémentaire l'éjection du
joint achevé et de la dernière carotte, hors de la zone pro~
tégée de la presse. ~a carotte p~ut alors etre séparée de
la pièce moulée, soit à la main par l'opérateur,soit à
l'aide d'un mécanisme automatique.
Après fermeture du moule, l'unité considéree A se r~-
trouve dans la position initiale et le cycle décrlt se répè-
te de la même manière~ Pendant qu'a lieu ce fonctionnement,
: :
12
., , . , .. .... .... .. .. ~ . ~ . .. ~ . ... ....... .... ... ....... ...... ........ . . .. . . .
S~B
l'autre unité de fermeture B subit exactement le même proces~
sus,avec un déphasage d'un demi~cycle : le trou 35 de sa
lunette 33 est dans l'axe de son moule, lorsque le trou 34
de la lunette de l'autre unité 4 est dans l'axe du moule de
cette derniere, et l'une des matières es-t injectée dans le
moule de l'unité B pendant que l'autre matière est inaectée
dans le moule de l'unité A. Un joint complet est ainsi pro-
duit par l'ensemble des deux unités à chaque demi-cycle~
Si dans l'exemple considéré on a supposé que les
deux unités de fermeture A et B et leurs moules sont ri-
goureusement identiques, on conçoit aisément que l'on peut
réaliser des joints ~ormés des mêmes matières mais differents
par leurs formes et/ou dimensions sur chacune des deux uni- ~ -
tés t chaque joint étant entièrement réalisé sur un seul
outillage. On peut aussi prévoir des moules à plusieurs em-
preintes, permettant de réaliser si-~ul;tanément plusieurs
joints ou autres pièces sur chaque uni-té.
Bien que cela ne corresponde pas au but principal -- ~
de l'i~vention, on peut aussi, en adaptant la commande auto- ~ -
~atique de la presse,interdire la rotation des deux unités
d'injection 18 et faire fonctionner l'ens~mble comme deux
machines traditionnelles distinctes. On peut ainsi envisager
un ~onctionnement en cycles totalement indépendants des deux
unités de fermeture A et B~ ou encore un fonctionnement avec
cycles sim lairas, simultanés ou décalés l'un par rapport à
l'autre.
Dans son utilisation normale, la presse selor
l'invention s'applique principalement au surmoulage de pièces
formées de deux matières, dans lesquelles le passage d'une
- 30 matière à l'autre doit être réalisé sans bavure ni mélange.
13
. ... .. ... ,, . .,, ~ ... . . .
Cette machine est particulièrement appropriee pour le moula-
ge de joints h~drauliques à plusieurs composants,comme c'est
le cas dans l'exemple décrit.
Bien entendu, llinvention ne se limite pas à la seule .. ;~
; forme de réalisation de cette presse hydraulique qui a été
décrite ci-dessus à titre d'exemple; elle en embrasse,au con-
traire, toutes les variantes comportant des moyens équivalents.
Ainsi, dans le cas de la presse verticale décrite,
on peut non seulement modifier les moyens qui commandent la
rotation de la potence 7 autour de son axe 8, comme cela
a déjà été indiqué,mais également remplacer l'ensemble formé
par les supports 1~ et 14, les colonnes 15, les deux bâtis 16
et les vérins 17 par une réalisation équivalen~?notamment en
prévoyant une potence se terminant en tige de vérin et en
accrochant les deux unités d'inaection 18 sur un seul et
m~me bati solidaire du corps de vérin associé à ladite tigeO
. En respectant toujours le même principe ds réalisa-
tion et de fonctionnement, il est encore possible de réaliser
sensiblement le m~me ensemble en version horizontale,la ~.
construction étant cependant dans ce cas un peu plus compli-
quee~
Enfin~étant donné que c'est le mouvement relatif de
rotation des deux unités d'injection par rapport aux deu~ ~ .
. unités de fermeture qui est essentiel, une autre ~ariante pos-
sible conslste à maintenir fixes les deux unités d'inaectio~ ~
et a monter sur un carrousel les deux unités de ~ermeturet ~ .
de sorte que l'une ou l'autre puisse se présenter sous cha-
cune des unités d'injection~ . .
14
